含锑脆硫铅精矿铅锑分离试验与机理研究

含锑脆硫铅精矿铅锑分离试验与机理研究

翁君山

【摘要】含锑脆硫铅精矿是滇南地区的一种代表性的铅精矿,含锑相对较低,目前采用常规的冶炼方法铅锑的分离回收较为困难,造成资源浪费.为综合利用此类矿物,开展实验室试验探索试验和半工业扩大试验,以寻求一种合理有效的处理工艺和技术参数.试验结果表明:以碱性硫化钠溶液为浸出液,在最佳试验条件下可较好的将矿物中的锑与其他有价金属的选择性分离,且锑的浸出率达到94％以上,实现了矿物最大限度的综合利用.

【期刊名称】《云南冶金》

【年(卷),期】2018(047)003

【总页数】5页(P41-45)

【关键词】含锑脆硫铅精矿;综合利用;选择性分离;浸出率

【作者】翁君山

【作者单位】中煤科工集团重庆设计研究院有限公司,重庆400016;共伴生有色金属资源加压湿法冶金国家重点实验室,云南昆明650503

【正文语种】中文

【中图分类】TF812;TF818

0 引言

锑是铅精矿中的一种常见的伴生金属，单独铅矿床很少，锑常以硫化物形态与方铅

矿共生，经选矿后，锑在铅精矿中的含量在0%～50%不等[1]。目前，一般根据锑品位的不同选择不同的处理方法，锑品位较高时，往往采用反射炉熔炼-吹炼工艺处理，主要产物为锑白粉；当锑含量较低时(一般低于1.5%)，采用熔炼-电解工艺处理，主要产物为铅精矿。当锑含量在4%～8%时，无论采用主产锑白粉工艺还是主产铅精矿工艺，都会造成配矿量大、回收率低等问题，严重时还会影响主体流程的顺畅性。在国内有部分研究和生产利用含锑较高(含锑为15%左右)的脆硫铅锑精矿进行湿法浸出-氧化制备焦锑酸钠的工艺，该工艺主要为针对含锑中高程度的锑精矿，而含低锑中低程度的脆硫铅锑矿是否适合仍有待于进一步考察[2]。

为综合利用此类矿物中的有价金属，本文拟开展含锑铅精矿碱性硫化钠浸出-电积工艺研究，将锑含量为4%～8%的铅精矿通过碱性浸出的方式浸出，获得符合铅冶炼要求的铅精矿和锑精矿，在实现矿物的综合利用的同时，最大限度的减轻了锑对生产铅精矿流程的影响。

1 实验原料、过程与原理

1.1 试验原料

本课题主要以云南省滇南地区生产的含锑较高的铅精矿为试验对象，其化学成分如表1所示：

表1 原料化学成分表Tab.1 The chemical component list of raw materials %成分PbSbZnAsFeSAg/(g/t)备注含量49.785.1241.0410.0717.231 209.03实验室试验试验原料51.85.734.21.0311.2618.581 219半工业试验原料

该矿物的矿物组成如表2所示：

表2 原料矿物组成Tab.2 The mineral composition of raw materials %矿物名称含量矿物名称含量方铅矿43黄铁矿6脆硫锑铅矿34方解石0.4闪锌矿、铁闪锌矿7辉石1车轮矿2石榴石0.1毒砂0.9萤石0.2磁黄铁矿3石英1.4黄铜矿0.5云母0.1斑铜矿<0.1合计≈100褐铁矿0.3

精矿主要由方铅矿、硫锑铅矿、闪锌矿、车轮矿、磁黄铁矿及黄铁矿组成，总含量达95%，其中的锑主要赋存于与铅、铁共生的脆硫铅锑矿(Sb6Pb4FeS14)以及与

铅铜共生的车轮矿(CuPbSbS3)中，基本无单质矿物存在。其中的脆硫锑铅矿的物相如表3所示。

由表3可知，脆硫锑铅矿中锑的物相主要为易溶于硫化钠溶液的硫化锑和锑华，

较难溶的锑酸含量较低，故本次试验采用碱性硫化钠溶液作为浸出液进行试验。

表3 脆硫锑铅矿的物相Tab.3 The phase of jamesonite %精矿编号物相名称硫

化锑锑酸盐锑华等合计精矿-0含量8.00.0160.1428.203比例97.530.741.73100精矿-2含量5.170.1320.3925.685比例90.942.326.9100精矿-4含量

5.560.180.366

6.11比例913.015.99100精矿-28含量4.480.0330.4564.969比

例90.160.669.18100

1.2 试验过程与原理

该试验的主体工艺流程为：碱性硫化钠浸出→电积锑。将含锑脆硫铅精矿置于碱性硫化钠溶液中，浸出其中的锑和砷后，浸出液进行无隔膜电积，继而产出精锑，浸出渣则进入生产铅精矿流程。

1.2.1 碱性硫化钠溶液浸出试验

碱性硫化钠浸出是利用脆硫锑铅矿中的锑易溶于碱性硫化钠溶液中，而其他铅、银、锌等金属难溶于该溶液，从而实现选择性浸出的目的，其主要反应为：

3Na2S+2CuPbSbS3→2Na3SbS3+Cu2S↓+2PbS↓

(1)

3Na2S+Sb2S3→2Na3SbS3

(2)

当硫化钠不足时，硫化锑也可与氢氧化钠反应，

Sb2S3+6NaOH→Na3SbO3+Na3SbS3+3H2O

(3)

当氢氧化钠过量时，其反应为：

Sb2S3+12NaOH→2Na3SbO3+3Na2S+6H2O

(4)

在浸出过程中，加入适量的氢氧化钠，不仅可以抑制硫化钠的水解，同时还有浸出作用，其浸出作用的大小，主要取决于其反应电极电势的高低，赵瑞荣、石西昌在Sb-S-H2O系热力学分析中指出，随着pH升高，电势负向移动，溶液中锑配离子由配位数少的配离子(SbS2-)为主(pH<13.6)过渡到以配位数数多的配离子(SbS33-，Sb2S66-)为主(13.614.2时，以SbO33-为主[3]。

1.2.2 电积试验

因浸出液成分复杂，其电积反应亦较为复杂，尤其是本试验采用的是操作相对简便的无隔膜电积工艺，其电积液中的中间价态硫在阴阳极之间反复反应，不仅造成电积工序的电流效率低，更为严重的是电积残液成分复杂，从而导致浸出率降低，流程中产生的废水量也会增大，从而废水处理压力增大，生产成本难以控制。故采用无隔膜电积工艺，需严格控制每一步工艺流程，同时添加一定量的添加剂，以降低中间价态硫对全流程的影响。

在电积过程中，电积主反应为：

4Na3SbS3+12NaOH→4Sb+12Na2S+6H2O+3O2

在氢氧化钠高时，主反应转化为：

Na3SbO3+6H2O→4Sb+12NaOH+3O2

2 实验室试验与半工业试验结果

为降低试验风险，试验探索阶段在5L釜上开展实验室试验，在实验室试验取得较好的指标后，继而进行放大试验规模，在7.6 m3釜上开展半工业试验，进一步验