低品位硫化銻礦濕法煉銻探索試驗研究

歐陽慧，談應順，廖佳樂

（錫礦山閃星銻業有限責任公司，湖南冷水江 417500）

低品位硫化銻礦濕法煉銻探索試驗研究

歐陽慧，談應順，廖佳樂

（錫礦山閃星銻業有限責任公司，湖南冷水江 417500）

低品硫化銻礦經濕法堿性處理，銻的浸出率可達到98.48%，渣含銻0.50%。堿浸液通過隔膜電積處理，溶液中的銻富集成陰極銻，含銻達到90%以上。電積廢液中再生的硫化鈉用于再次浸出，實現了原料的綜合利用，工藝過程安全環保。

低品位硫化礦；堿浸；隔膜電積；硫化鈉再生；環保

隨著采掘銻礦資源品位越來越低，外部收購銻資源伴生金屬成分越來越復雜，而冶煉廠鼓風爐煉銻的成本相對較高，不宜用于處理中低品位銻礦。在此情況下，錫礦山閃星銻業有限責任公司開展了對低品位含銻礦物處理的研究。低品位硫化銻礦經濕法堿性處理，銻在堿液中浸出，伴生金屬鉛、砷等雜質沉于渣中，銻和其它復雜雜質成分在堿液中分離徹底，同時消除了火法煉銻的二氧化硫危害［1］，電積廢液中再生的硫化鈉用于再次浸出，實現了對原料的綜合利用，工藝過程安全環保。

1 試驗原理及過程

1.1 試驗原料及輔助材料

試驗原料為低品位硫化銻礦石，原礦石先用顎式破碎機粗碎，再用錐形球磨機研磨成礦漿。礦漿烘干成礦粉，成分分析見表1。

表1 礦粉成分分析%

輔助材料為工業級硫化鈉（Na2S含量60%）和工業級片堿。

1.2 試驗儀器

試驗過程中采用的設備和儀器有：JJ－1型增力攪拌器、顎式破碎機、錐形球磨機、電爐、抽濾機、隔膜電解槽、溫度計等。

1.3 工藝流程

探索試驗工藝流程如圖1所示。

圖1 探索試驗工藝流程圖

1.4 試驗的理論依據及原理

硫化銻在硫化鈉溶液中溶解的主要反應：

Sb2S3＋3Na2S＝2Na3SbS3

Sb2S3＋2Na2S＝Na4Sb2S5

電積析銻的主要反應：

2 試驗結果與討論

2.1 堿浸部分

2.1.1 硫化鈉溶液濃度的影響

稱取300 g硫化礦粉（含Sb 15.83%），浸出溫度95℃以上，浸出時間1 h的條件下，液固比4∶1，濾渣用200 mL熱水分二次淋洗，洗水同濾液一起配制陰極液，浸出結果見表2。

表2 硫化鈉濃度對浸出的影響

試驗表明，硫化銻在硫化鈉溶液中的溶解度隨硫化鈉濃度增加而增大，但隨著硫化鈉濃度的提高，硫化鈉溶液的氧化程度增大，氧化生成的硫代硫酸鈉和亞硫酸鈉使硫化銻在硫化鈉溶液中的溶解度下降，從而引起銻的浸出率降低。添加一定量的氫氧化鈉可以抑制硫化鈉的水解和硫化鈉溶液的氧化［2］。

2.1.2 液固比的影響

稱取300 g硫化礦粉（含Sb 15.83%），硫化鈉濃度為140 g／L，氫氧化鈉濃度為20 g／L，浸出溫度為95℃以上，浸出時間為1 h的條件下，濾渣用200 mL熱水分二次淋洗，洗水同濾液一起配制陰極液，浸出結果見表3。

表3 液固比對浸出的影響%

試驗表明，銻的浸出率與溶液的液固比有很大關系，液固比太低，浸出效果不理想。原因可能是液固比增大，溶液的比重變小，溶液的擴散速度增加，礦粒表面上的擴散層厚度減小，從而使浸出時的傳質過程得到強化，反應過程越充分。

2.1.3 時間的影響

稱取300 g硫化礦粉（含Sb 15.83%），硫化鈉濃度為140 g／L，氫氧化鈉濃度為20 g／L，液固比4∶1，浸出溫度為95℃以上，濾渣用200 mL熱水分二次淋洗，洗水同濾液一起配制陰極液，浸出結果見表4。

表4 浸出時間對浸出的影響

硫化銻在硫化鈉溶液中的溶解速度很快，當浸出時間達到30 min時，浸出率達到90%以上，試驗表明，浸出時間60 min最佳。若浸出時間再延長，溶液中的硫化鈉發生氧化反應，降低了溶液中的S2－濃度，從而導致SbS3

3－重新離解為Sb2S3和S2－，即硫化銻的溶解反向進行［1］。

2.2 浸出液隔膜電積

隔膜電積陰極液為礦粉堿浸液5.5 L，陽極液3.2 L，含氫氧化鈉150 g／L，陰極液和陽極液用帆布隔膜袋隔離。采用高頻電渡電源供電，低壓高頻整流方式產生低電壓高電流輸出，電流強度21 A，槽電壓2～3 V，四個電解槽串連，電極和銅排之間的接觸點抹有導電膏，同極距為140 mm，電解液溫度55～60℃，通電時間6 h。試驗過程觀察到，在電積過程中，陰極液中不斷還原析出金屬銻到陰極板上，陽極上大量小氣泡不斷地逸出，氧化還原反應現象明顯，電積結果見表5。

表5電積處理試驗結果

試驗結果表明，堿浸液中的硫代亞銻酸鈉通過電積，還原并富積成陰極銻，陰極銻質密、有金屬光澤，含銻達到90%以上。陰極銻熱水洗滌后，加熱熔融，將粘附的鈉鹽和其它雜質通過堿性浮渣去掉，可達到精銻標準。

2.3 陰極液二次浸出

電積后陰極液中再生的硫化鈉，可返回再次浸出。由于溫度較低，陰極液的硫化鈉以Na2S·9H2O晶體形態沉析出來，在浸出前，加熱使其溶解，電積后陰極液含銻29.36 g／L、含砷0.26 g／L、含堿124.54 g／L（硫化鈉和氫氧化鈉混合堿液）。稱取200 g硫化礦粉（含Sb 15.83%，As 0.40%），浸出溫度為95℃以上，浸出時間為1 h，濾渣用200 mL熱水分二次淋洗，二次浸出結果見表6。

表6 二次浸出試驗結果

由表6可以看出，堿浸液經過電積反應后再生的硫化鈉可返回浸出硫化礦，使電解廢液回收利用。但在浸出－電積循環過程中，部分硫化鈉被氧化為多硫化鈉、硫酸鈉和硫代硫酸鈉等雜質，影響銻的浸出率。此外，在二次浸出過程中出現了冒槽現象，這是因為堿液極易吸收空氣中的二氧化碳而生成碳酸氫鈉或碳酸鈉，在浸出過程中，溫度太高，會分解出二氧化碳氣體，故在浸出過程中，溫度不宜太高，不能讓溶液劇烈沸騰，以免冒槽。洗水同二次浸出液一起配制陰極液。

3 結 論

低品位硫化銻礦濕法煉銻探索試驗主要包括銻的堿性浸出和浸出液的電積處理兩個過程，堿金屬硫化物的水溶液很容易使硫化銻溶解，它不但能選擇性地將礦石中的銻優先溶解，而且硫化鈉還可以在電積過程中再生，返回浸出使用。在本試驗過程中，分別對錫礦山閃星銻業有限責任公司目前積存的低品位硫化銻礦進行了堿浸、浸出液隔膜電積處理、陰極液的二次浸出等一系列探索性試驗，并取得了較好的試驗結果：

1.堿性浸出部分，銻的浸出率可達到98.48%，渣含銻0.50%。隔膜電積析出的陰極銻，含銻達到90%以上。

2.電積后陰極液中再生的硫化鈉，可返回再次浸出，實現了對原料的綜合利用。

［1］ 雷霆，朱從杰，張漢平.現代有色金屬冶金科學技術叢書—銻冶金［M］.北京：冶金工業出版社，2009.

［2］ 趙天從.銻［M］.北京：冶金工業出版社，1987.

A method of Zinc Dust Recycling Process Research

OU Yang-hui，TAN Ying-shun，LIAO Jia-le
（Hsikwangshan Twinkling Star Antimony Industry Co.，Ltd.，Lengshuijiang 417500，China）

Low sulfide ore by wet alkaline treatment，the leaching rate of antimony can reach 98.48%and 0.50% slag containing antimony.Alkali leaching liquid through the diaphragm electric product processing，antimony in solution riches integration of cathode，antimony containingmore than 90%.Sodium sulphide regenerated in electric productwaste liquor is used for leaching again，which realizes the comprehensive utilization of raw materials，and processing process is safety and environmental.

low grade sulfide ore；alkali leaching；the diaphragm electricity product；sodium sulphide regeneration；environmental protection

TF803.2＋1

A

1003－5540（2017）02－0040－03

2017－01－11

歐陽慧（1976－），女，工程師，主要從事化工生產技術研究工作。