含锑金矿湿法浸出生产粗锑的工艺研究

张俊峰， 崔其磊

(山东恒邦冶炼股份有限公司， 山东 烟台 264109)

山东恒邦冶炼股份有限公司是国内五大黄金冶炼企业之一，其主要产品有黄金、白银、铜等。目前，公司每年采购大量的含锑金矿，其中，铜冶炼系统配入部分含锑金矿，通过熔炼、吹炼、精炼产出铜阳极板，阳极板电解得到阴极铜。贵金属及其它有价金属则大部分留在阳极泥中。阳极泥再处理回收其中的贵金属及部分锑。由于铜冶炼对原料含锑有较高的要求，含锑矿只能限量配入，因此需要研究含锑金精矿处理新工艺。

含锑金精矿采用传统焙烧工艺处理，砷和锑大部分进入烟气，砷锑难以分离；现代造锍捕金工艺配矿量有限，因此研究采用湿法浸出工艺处理含锑金精矿。湿法浸出分为酸浸[1]和碱浸[2]，由于酸浸废液难处理、设备防腐等要求较高，所以选用碱浸工艺进行试验并生产。

1 碱浸试验

1.1 原料

原料：含锑金矿，片碱(工业品)，硫化钠(≥52% ,工业品)。含锑金矿采用光谱分析仪分析其成分，结果见表1。含锑金矿中砷和锑均以硫化物的形式存在。

1.2 工艺流程和原理

工艺流程见图1。

表1 含锑金矿成分分析结果

图1 锑金矿处理工艺流程图

先将含锑金矿浮选，产出锑精矿。在加热、搅拌条件下，用硫化钠、片碱浸出锑精矿，制得硫代亚锑酸钠溶液。在直流电作用下，将上述溶液进行电积，阴极板析出毛锑产品。

硫代亚锑酸钠制备：

Sb2S3+ 3Na2S→2Na3SbS3

(1)

硫代亚锑酸钠电积：

4Na3SbS3+12NaOH→4Sb+12Na2S+6H2O+3O2↑

(2)

1.3 试验方法

在搅拌下向盛水的烧杯中加入锑精矿，升温，缓慢加入氢氧化钠，再缓慢加入硫化钠，待充分反应后过滤。将滤液进行电积，滤渣水洗烘干检测。

2 试验结果与讨论

浸出是指向高锑精矿浆中加入片碱、硫化钠制得含锑溶液。浸出反应的主要影响因素有反应温度、片碱和硫化钠加入量、液固比(溶液质量/精矿质量)、反应时间。本试验主要研究了反应温度、时间、液固比、片碱加入量及硫化钠加入量对浸出的影响，通过控制电解条件[3-4]，产出毛锑产品。

2.1 硫化钠加入量对浸出的影响

反应温度80 ℃，液固比3∶1，片碱加入量100 g/L，硫化钠加入量分别为20 g/L、40 g/L、60 g/L、80 g/L、100 g/L、120 g/L，反应4 h，试验结果如图2所示。

图2 硫化钠浓度对锑浸出率的影响

由图2可知，硫化钠浓度升高，锑浸出率升高，硫化钠浓度为100 g/L即可达到较高的锑浸出率。

2.2 片碱浓度对浸出的影响

反应温度80 ℃，液固比3∶1，硫化钠加入量100 g/L，片碱浓度分别为20 g/L、40 g/L、60 g/L、80 g/L、100 g/L、120 g/L，反应4 h，试验结果如图3所示。

图3 片碱浓度对锑浸出率的影响

由图3可知，随着片碱浓度的升高，锑浸出率先升高后不变，片碱浓度为40 g/L即可达到较高的锑浸出率。

2.3 温度对浸出的影响

反应温度分别为30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃，90 ℃，液固比3∶1，硫化钠加入量为100 g/L，片碱的加入量为40 g/L，反应4 h，试验结果如图4所示。

图4 温度对锑浸出率的影响

由图4可知，随着温度升高，锑浸出率先升高后不变，温度60 ℃以上锑浸出率无明显变化。

2.4 反应时间对浸出的影响

反应温度为60 ℃，液固比3∶1，硫化钠加入量100 g/L，片碱加入量40 g/L，反应时间控制1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h，试验结果如图5所示。

图5 反应时间对锑浸出率的影响

由图5可知，随着反应时间的延长，锑浸出率先升高后不变，反应2 h以上锑浸出率无明显变化。

2.5 液固比对浸出的影响

反应温度为60 ℃，控制液固比分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1，硫化钠加入量为100 g/L，片碱加入量40 g/L，反应2 h，试验结果如图6所示。

图6 液固比对锑浸出率的影响

由图6可知，液固比对锑的浸出率影响并不明显，考虑生产实际，控制液固比1～2∶1。

2.6 锑精矿中砷的浸出

以上试验中，砷在溶液的浓度为1～5 mg/L，其浸出率很低。其它条件相同的情况下，砷的浸出率随碱度增加而升高，随硫化钠浓度升高而降低。可见，游离的硫化钠抑制了砷的析出。主要原因可能是由于矿物中的砷在氢氧化钠的溶解生成亚砷酸钠、硫代亚砷酸钠及硫化钠过程是可逆的，硫化钠抑制反应向右进行。

根据试验结果得出锑矿的较优浸出条件为：反应温度60 ℃，液固比1～2∶1，硫化钠加入量100 g/L，片碱浓度40 g/L，反应时间2 h。

3 生产情况

目前，毛锑浸出生产按照试验得出的较佳条件运行，浮选产出的锑精矿含锑大于8%，浸出渣含锑不高于0.7%，浸出率92%以上，优于试验结果。

电积生产指标平稳，阴极电流密度150～200 A/m2、温度50～60 ℃，电富液45～60 g/L，电贫液锑低于5 g/L，电积产出的毛锑含锑97%以上。电解贫液通过蒸发浓缩至比重1.5～1.6 g/cm3后冷却结晶，产出含硫化钠大于30%以上的盐外售。蒸发冷凝水对浸出渣进行洗涤，洗涤后的浸出渣转入铜冶炼系统。工艺实现了水的闭路循环，渣的优化处理，无有害气体产生。

4 结束语

含锑金精矿处理难度大，采用浮选- 碱浸- 电积进行处理。通过试验得出锑矿的较优浸出条件：反应温度60 ℃，液固比1～2∶1，硫化钠加入量100 g/L，片碱加入量40 g/L，反应时间2 h，该条件下锑的浸出率达91.7%。该工艺应用于生产实践，取得了较好的效果。

[参考文献]

[1] 高亮，杨建广，等.硫化锑精矿湿法清洁冶金新工艺[J].中南大学学报(自然科学版)，2012 (1)：28-37.

[2] 李树昌，李楚颐，余延年.改善电积锑阴极沉积状况的添加剂[J].矿冶工程，1983 (1)：41-43.

[3] 余延年，周兴茂，李楚颐.湿法提锑电流效率的研究[J].有色金属，1985(3):58-62.

[4] 肖永福.硫化锑精矿的湿法冶金[J].湖南冶金，1984(1):9-13.