传统铋精矿火法冶炼工艺大体是采用烧结焙烧——鼓风炉（反射炉或转炉）熔炼——火法精炼工艺，但该工艺存在有价金属回收率低、原料中硫未能得到有效利用、二氧化硫烟气需要治理、熔炼工序长而复杂等一系列问题。为解决上述问题，本文提出含铅铋精矿富氧熔池熔炼直接炼铋工艺，即先对铋精矿进行氧化熔炼产出高铋合金和铅铋渣，再对铅铋渣进行还原熔炼产出铅铋合金。
首先对熔炼过程主金属铅铋涉及到的一些基础反应进行热力学分析，其次对直接熔炼过程进行理论分析，接着在此基础上进行氧化熔炼和还原熔炼实验，实验过程中借助于XRD测试、热重分析及ICP元素分析等手段对熔炼后的渣及合金相进行分析，得出结论如下:
(1)铋火法冶炼中，铅与铁一样，能置换硫化铋中铋，铅铋的硫化物、氧化物之间的交互反应，高温下最终产物是单质金属;通过对铅铋等的硫势氧势图的分析，表明直接熔炼含铅铋精矿从理论上是可行的，即存在铋直接熔炼的区域，并且该区域比铅的宽;用碳还原铅铋铜氧化物，理论上能进行得很彻底。
(2)造渣熔池有助于减少金属挥发量，提高金属直收率，同时采用富氧有利于提高金属直收率，元素硫得到有效利用;含铅硫化铋精矿，采用两段熔炼是必要的，氧化段主要回收铋，还原段回收铅。
(3)氧化熔炼实验过程中，得出较适宜的熔炼条件:铁硅比1～1.25，钙硅比为1，熔炼温度1200℃，75g铋精矿/125g水淬渣，采用富氧，氧气流量为0.81/min，通气管深度为35cm，吹炼时间为7min～10min，保温时间为45min。所得主金属直收率为:铋达80％～90％之间，铅40％～70％之间。
(4)还原熔炼实验过程中，得出较适宜的熔炼条件:煤粉用量4％，铁硅比0.9，钙硅比0.8，还原时间75min，还原温度1200℃，此时金属直收率为铋78.9％，铅72.5％，铜87.7％，银96.5％。
氧化熔炼和还原熔炼实验结果表明，该工艺是切实可行的，不仅解决了传统反射炉工艺存在的二氧化硫含量低难以制酸，热量得不到有效利用等问题;还综合回收了其它有价金属，流程工序短，生产效率高。
- 作 者：
- 李俊
- 学科专业：
- 冶金工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 中南大学
- 导师姓名：
- 杨天足
- 学位年度：
- 2013
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
