含銻金礦濕法浸出生產(chǎn)粗銻的工藝研究

張俊峰， 崔其磊

(山東恒邦冶煉股份有限公司， 山東 煙臺(tái) 264109)

山東恒邦冶煉股份有限公司是國內(nèi)五大黃金冶煉企業(yè)之一，其主要產(chǎn)品有黃金、白銀、銅等。目前，公司每年采購大量的含銻金礦，其中，銅冶煉系統(tǒng)配入部分含銻金礦，通過熔煉、吹煉、精煉產(chǎn)出銅陽極板，陽極板電解得到陰極銅。貴金屬及其它有價(jià)金屬則大部分留在陽極泥中。陽極泥再處理回收其中的貴金屬及部分銻。由于銅冶煉對(duì)原料含銻有較高的要求，含銻礦只能限量配入，因此需要研究含銻金精礦處理新工藝。

含銻金精礦采用傳統(tǒng)焙燒工藝處理，砷和銻大部分進(jìn)入煙氣，砷銻難以分離；現(xiàn)代造锍捕金工藝配礦量有限，因此研究采用濕法浸出工藝處理含銻金精礦。濕法浸出分為酸浸[1]和堿浸[2]，由于酸浸廢液難處理、設(shè)備防腐等要求較高，所以選用堿浸工藝進(jìn)行試驗(yàn)并生產(chǎn)。

1 堿浸試驗(yàn)

1.1 原料

原料：含銻金礦，片堿(工業(yè)品)，硫化鈉(≥52% ,工業(yè)品)。含銻金礦采用光譜分析儀分析其成分，結(jié)果見表1。含銻金礦中砷和銻均以硫化物的形式存在。

1.2 工藝流程和原理

工藝流程見圖1。

表1 含銻金礦成分分析結(jié)果

圖1 銻金礦處理工藝流程圖

先將含銻金礦浮選，產(chǎn)出銻精礦。在加熱、攪拌條件下，用硫化鈉、片堿浸出銻精礦，制得硫代亞銻酸鈉溶液。在直流電作用下，將上述溶液進(jìn)行電積，陰極板析出毛銻產(chǎn)品。

硫代亞銻酸鈉制備：

Sb2S3+ 3Na2S→2Na3SbS3

(1)

硫代亞銻酸鈉電積：

4Na3SbS3+12NaOH→4Sb+12Na2S+6H2O+3O2↑

(2)

1.3 試驗(yàn)方法

在攪拌下向盛水的燒杯中加入銻精礦，升溫，緩慢加入氫氧化鈉，再緩慢加入硫化鈉，待充分反應(yīng)后過濾。將濾液進(jìn)行電積，濾渣水洗烘干檢測。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

浸出是指向高銻精礦漿中加入片堿、硫化鈉制得含銻溶液。浸出反應(yīng)的主要影響因素有反應(yīng)溫度、片堿和硫化鈉加入量、液固比(溶液質(zhì)量/精礦質(zhì)量)、反應(yīng)時(shí)間。本試驗(yàn)主要研究了反應(yīng)溫度、時(shí)間、液固比、片堿加入量及硫化鈉加入量對(duì)浸出的影響，通過控制電解條件[3-4]，產(chǎn)出毛銻產(chǎn)品。

2.1 硫化鈉加入量對(duì)浸出的影響

反應(yīng)溫度80 ℃，液固比3∶1，片堿加入量100 g/L，硫化鈉加入量分別為20 g/L、40 g/L、60 g/L、80 g/L、100 g/L、120 g/L，反應(yīng)4 h，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 硫化鈉濃度對(duì)銻浸出率的影響

由圖2可知，硫化鈉濃度升高，銻浸出率升高，硫化鈉濃度為100 g/L即可達(dá)到較高的銻浸出率。

2.2 片堿濃度對(duì)浸出的影響

反應(yīng)溫度80 ℃，液固比3∶1，硫化鈉加入量100 g/L，片堿濃度分別為20 g/L、40 g/L、60 g/L、80 g/L、100 g/L、120 g/L，反應(yīng)4 h，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 片堿濃度對(duì)銻浸出率的影響

由圖3可知，隨著片堿濃度的升高，銻浸出率先升高后不變，片堿濃度為40 g/L即可達(dá)到較高的銻浸出率。

2.3 溫度對(duì)浸出的影響

反應(yīng)溫度分別為30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃，90 ℃，液固比3∶1，硫化鈉加入量為100 g/L，片堿的加入量為40 g/L，反應(yīng)4 h，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 溫度對(duì)銻浸出率的影響

由圖4可知，隨著溫度升高，銻浸出率先升高后不變，溫度60 ℃以上銻浸出率無明顯變化。

2.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)浸出的影響

反應(yīng)溫度為60 ℃，液固比3∶1，硫化鈉加入量100 g/L，片堿加入量40 g/L，反應(yīng)時(shí)間控制1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)銻浸出率的影響

由圖5可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，銻浸出率先升高后不變，反應(yīng)2 h以上銻浸出率無明顯變化。

2.5 液固比對(duì)浸出的影響

反應(yīng)溫度為60 ℃，控制液固比分別為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1，硫化鈉加入量為100 g/L，片堿加入量40 g/L，反應(yīng)2 h，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 液固比對(duì)銻浸出率的影響

由圖6可知，液固比對(duì)銻的浸出率影響并不明顯，考慮生產(chǎn)實(shí)際，控制液固比1～2∶1。

2.6 銻精礦中砷的浸出

以上試驗(yàn)中，砷在溶液的濃度為1～5 mg/L，其浸出率很低。其它條件相同的情況下，砷的浸出率隨堿度增加而升高，隨硫化鈉濃度升高而降低?？梢?，游離的硫化鈉抑制了砷的析出。主要原因可能是由于礦物中的砷在氫氧化鈉的溶解生成亞砷酸鈉、硫代亞砷酸鈉及硫化鈉過程是可逆的，硫化鈉抑制反應(yīng)向右進(jìn)行。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出銻礦的較優(yōu)浸出條件為：反應(yīng)溫度60 ℃，液固比1～2∶1，硫化鈉加入量100 g/L，片堿濃度40 g/L，反應(yīng)時(shí)間2 h。

3 生產(chǎn)情況

目前，毛銻浸出生產(chǎn)按照試驗(yàn)得出的較佳條件運(yùn)行，浮選產(chǎn)出的銻精礦含銻大于8%，浸出渣含銻不高于0.7%，浸出率92%以上，優(yōu)于試驗(yàn)結(jié)果。

電積生產(chǎn)指標(biāo)平穩(wěn)，陰極電流密度150～200 A/m2、溫度50～60 ℃，電富液45～60 g/L，電貧液銻低于5 g/L，電積產(chǎn)出的毛銻含銻97%以上。電解貧液通過蒸發(fā)濃縮至比重1.5～1.6 g/cm3后冷卻結(jié)晶，產(chǎn)出含硫化鈉大于30%以上的鹽外售。蒸發(fā)冷凝水對(duì)浸出渣進(jìn)行洗滌，洗滌后的浸出渣轉(zhuǎn)入銅冶煉系統(tǒng)。工藝實(shí)現(xiàn)了水的閉路循環(huán)，渣的優(yōu)化處理，無有害氣體產(chǎn)生。

4 結(jié)束語

含銻金精礦處理難度大，采用浮選- 堿浸- 電積進(jìn)行處理。通過試驗(yàn)得出銻礦的較優(yōu)浸出條件：反應(yīng)溫度60 ℃，液固比1～2∶1，硫化鈉加入量100 g/L，片堿加入量40 g/L，反應(yīng)時(shí)間2 h，該條件下銻的浸出率達(dá)91.7%。該工藝應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，取得了較好的效果。

[參考文獻(xiàn)]

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