硫化铋精矿中常伴生有钨、钼、银等有价金属,目前工业上主要应用的是沉淀熔炼方法,但在提取铋的过程中钨、钼等金属会发生分散损失,不利于这些金属的综合回收,并且该方法存在能耗高、污染大、后续回收繁琐等问题。为了解决上述问题,提出本课题的研究。首先在碱性体系下加压氧化浸出硫化铋精矿中钨、钼、硫,得到含钨钼的加压浸出液和铋的加压氧化渣,实现精矿中钨、钼与铋的分离,同时使硫氧化为硫酸钠,解决了硫的污染问题,然后通过离子交换法从加压浸出液中回收钨、钼,并进行了从加压氧化渣中回收铋、银等有价金属的研究,实现了硫化铋精矿中有价金属的高效分离和提取。在上述研究过程中,得到了以下成果和结论。通过绘制温度分别为25℃、100℃、150℃、200℃的S-H2O、Bi-S-H2O和Fe-S-H2O的电位-pH图分析铋、铁、硫在加压氧化过程中的行为。在pH值较大、电位较高时,溶液中的硫主要以S042-存在；当pH较低且在有氧化剂存在时,Bi2S3将主要氧化为Bi2(SO4)3,而]pH值较高时,Bi2S3将转化为Bi2O3;溶液中的Fe3+在温度为25℃时易水解为FeO·OH铁,高温下主要转化为Fe2O3;温度的增加,将促使氧化反应所需的平衡电位降低,有助于Bi2S3和FeS2氧化反应的发生,硫将以8O42-离子进入溶液中,铋和铁以金属氧化物存在。通过比较几种碱性体系处理含钨钼硫化铋精矿的方案,选择氢氧化钠体系加压氧化浸出该精矿,确定其最佳条件为：液固比5:1,温度150℃,氢氧化钠浓度130g/L,填充比0.6,转速1000rpm,时间180min和氧分压0.7MPa。在此条件下,渣率基本稳定在82%左右,硫的浸出率达到96%以上,钨和钼的浸出率分别为93%和95%以上,浸出液中钨、铝的浓度分别为1.31g/L和2.76g/L,浸出渣中铋的含量达39.60%,银的含量为265.3g/t,铅和铜的含量分别为1.25%和2.48%,硫、钨和钼几乎全部进入浸出液中,实现了有价金属的初步分离,有利于后续分别回收加压浸出液中的钨、钼和加压氧化渣中的铋、银等金属。选择大孔阴离子树脂D363进行钨、钼的静态吸附实验,确定溶液pH在6.6至7.5范围内,树脂对钨的吸附较好,并且在溶液pH为6.66时,钨的吸附量达到236.3mg/g干树脂,钨钼分离因数较好；确定溶液pH在2.2至4.6范围,树脂吸附钼吸附性能较好,并且在pH值为3时,树脂对钼的吸附容量为356.4mg/g干树脂。进行了钨、钼的等温吸附实验研究,结果表明树脂相中离子的平衡吸附量与溶液中的离子浓度更符合Freundlich模型,通过热力学计算确定了树脂对钨、钼的吸附可以白发进行,该吸附过程是吸热过程,也是熵值增加的过程,温度升高有利于树脂对钨钼的吸附。进行了钨的动态吸附和解吸实验,在溶液pH为6.79、温度为25℃、树脂柱高径比为16:1、吸附接触时间为40min时,树脂对钨的穿透吸附容量为19.3mg/ml湿树脂,并且在流出液体积为416ml(树脂体积的26倍)时,钨的吸附率为85%、钨钼分离因数为7.4,实现了钨的有效回收和钨钼的初步分离；浓度为10%的氨水对钨的解吸率为94.6%;进行了铝的动态吸附和解吸实验,在溶液pH为3.02、温度为25℃、树脂柱高径比为16:1、吸附接触时间为40min时,D363树脂对钼的穿透吸附容量为55.2mg/ml湿树脂,流出液体积为384ml(树脂体积的24倍),树脂对钼的饱和吸附容量为124.6mg/ml湿树脂,实现了钼的有效回收：浓度为10%的氨水对钼的解吸率为87.2%。进行了氟硅酸体系处理加压氧化渣的实验探索,选择不同加压条件下得到的加压氧化渣进行氟硅酸浸出和通过控制终点pH分步水解两种方法不能有效地解决铋与铁在湿法过程中难以分离的问题,最终确定选择还原熔炼法从加压氧化渣中回收铋等有价金属。进行了CO还原氧化铋的热力学分析,并确定选择以FeO-SiO2-CaO为主的三元系渣型。通过实验确定了熔炼的最佳条件为：还原煤加入量为加压浸出渣重量的7%,渣型为CaO/SiO2=0.5、FeO/SiO2=1.5,熔炼温度1300℃,熔炼时间分别为40min。在上述条件下,铋的回收率为99.6%,银的回收率为99.8%,铜和铅的回收率分别为97.0%和97.3%,实现了铋、银、铅、铜的高效回收。