含铋物料混合熔炼(combined sMelting of material containing Bismuth)

在同一冶金炉内的高温条件下实现硫化铋、氧化铋和含铋原料同时熔炼，产出粗铋的过程，为铋冶炼方法之一。

在熔炼过程中，同时发生氧化铋的还原反应、硫化铋的置换反应和硫化铋与氧化铋之间的反应熔炼反应。混合熔炼的基本反应为：

(1)还原反应。在混合熔炼高温范围内，碳燃烧产生的C0为金属氧化物的还原剂，将炉料中的Bi2O3、PbO、Cu2O等金属氧化物还原成金属：

将Fe2O3还原成FeO：

3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2

Fe3O4+CO=3FeO+CO2

还原出的金属铋与其他杂质金属互熔而形成粗铋。

(2)置换反应。在混合熔炼高温下，铁屑将炉料中的硫化铋置换成金属铋：

Bi2S3+3Fe=2Bi+FeS

(3)反应熔炼反应。在混合熔炼所处理的炉料中，同时存在硫化铋与氧化铋。因为大多数铋精矿都是硫化铋与氧化铋一道混合采选富集的，有的冶炼厂还特意将氧化铋渣与硫化铋精矿一道混合配料熔炼，以减少添加剂投入量，提高冶金炉生产率。炉料中的硫化铋与氧化铋在炉内高温下相互反应生成金属铋和SO2：

Bi2S3+2Bi2S3=6Bi+3SO2

含铋物料配以铁屑、纯碱、萤石和煤粉，在反射炉或旋转炉内进行熔炼，工艺流程如图。一个熔炼周期为16～24h，其中熔化和沉淀时间为14h。熔炼温度控制在1523K，放渣和放铋锍仍维持1523K的高温，放粗铋时控制在973K温度左右。由于炉料间相互作用，氧化铋渣中的Bi2O3、Cu2O、Sb2O5等可与硫化铋精矿中的硫化物反应而使之脱硫，以减少置换剂铁屑的投入量，提高了锍中铜的含量，增加含铋物料的处理量。因此，混合熔炼与硫化铋精矿沉淀熔炼比较，前者降低了燃料和辅助材料的消耗，提高了冶金炉生产率、粗铋质量、锍中铜富集度和设备利用率，因而提高了产量，降低了成本。

包括粗铋、铋锍、渣和烟尘。

粗铋中除主成分金属铋外，还含有杂质金属铅、铜、锑、银、金等。由于提铋物料不同，粗铋的组成范围波动很大，一般含铋在75％～85％之间，也有高达95％以上或低至60％以下的。铅是粗铋中的主要杂质，含量波动在1％～35％之间，一般粗铋组成中的铋与铅之和大于95％。银是粗铋中最难分离也是最有回收价值的杂质，在粗铋的进一步精炼中，除回收铅、铜和锑外，还必须考虑对银的综合回收。粗铋中的微量金，随银一道回收。

混合熔炼产出的铋锍，由金属硫化物组成，其主要化学组成(质量分数w/％)为：Bi<0.5，S15～30，Fe15～35，Cu5～30，Na5～10。铋锍的熔点波动在1123～1323K间，密度在4500～6000kg/m3内。混合熔炼r炉料中的银约25％进入铋锍，必须回收利用。280铁屑硫化铋精矿氧化铋渣煤粉熔剂含铋物料混合熔炼工艺流程混合熔炼产出渣的主要成分(质量分数ω /％)为：Bi<0.5，Fe5～25，CaO5～15，SiO210～30，Na2O10～35。渣熔点在1273～1423K之间，密度3000～4000kg/m3。

混合熔炼产出的烟尘中，一部分粗粒尘在烟道沉降，大部分由袋滤器收集。烟尘含铋约5％～15％，含铅约5％～15％，并含砷、锑等氧化物，需经处理回收其中的有价组分。