低品位硫化锑矿湿法炼锑探索试验研究

欧阳慧，谈应顺，廖佳乐

（锡矿山闪星锑业有限责任公司，湖南冷水江 417500）

低品位硫化锑矿湿法炼锑探索试验研究

欧阳慧，谈应顺，廖佳乐

（锡矿山闪星锑业有限责任公司，湖南冷水江 417500）

低品硫化锑矿经湿法碱性处理，锑的浸出率可达到98.48%，渣含锑0.50%。碱浸液通过隔膜电积处理，溶液中的锑富集成阴极锑，含锑达到90%以上。电积废液中再生的硫化钠用于再次浸出，实现了原料的综合利用，工艺过程安全环保。

低品位硫化矿；碱浸；隔膜电积；硫化钠再生；环保

随着采掘锑矿资源品位越来越低，外部收购锑资源伴生金属成分越来越复杂，而冶炼厂鼓风炉炼锑的成本相对较高，不宜用于处理中低品位锑矿。在此情况下，锡矿山闪星锑业有限责任公司开展了对低品位含锑矿物处理的研究。低品位硫化锑矿经湿法碱性处理，锑在碱液中浸出，伴生金属铅、砷等杂质沉于渣中，锑和其它复杂杂质成分在碱液中分离彻底，同时消除了火法炼锑的二氧化硫危害［1］，电积废液中再生的硫化钠用于再次浸出，实现了对原料的综合利用，工艺过程安全环保。

1 试验原理及过程

1.1 试验原料及辅助材料

试验原料为低品位硫化锑矿石，原矿石先用颚式破碎机粗碎，再用锥形球磨机研磨成矿浆。矿浆烘干成矿粉，成分分析见表1。

表1 矿粉成分分析%

辅助材料为工业级硫化钠（Na2S含量60%）和工业级片碱。

1.2 试验仪器

试验过程中采用的设备和仪器有：JJ－1型增力搅拌器、颚式破碎机、锥形球磨机、电炉、抽滤机、隔膜电解槽、温度计等。

1.3 工艺流程

探索试验工艺流程如图1所示。

图1 探索试验工艺流程图

1.4 试验的理论依据及原理

硫化锑在硫化钠溶液中溶解的主要反应：

Sb2S3＋3Na2S＝2Na3SbS3

Sb2S3＋2Na2S＝Na4Sb2S5

电积析锑的主要反应：

2 试验结果与讨论

2.1 碱浸部分

2.1.1 硫化钠溶液浓度的影响

称取300 g硫化矿粉（含Sb 15.83%），浸出温度95℃以上，浸出时间1 h的条件下，液固比4∶1，滤渣用200 mL热水分二次淋洗，洗水同滤液一起配制阴极液，浸出结果见表2。

表2 硫化钠浓度对浸出的影响

试验表明，硫化锑在硫化钠溶液中的溶解度随硫化钠浓度增加而增大，但随着硫化钠浓度的提高，硫化钠溶液的氧化程度增大，氧化生成的硫代硫酸钠和亚硫酸钠使硫化锑在硫化钠溶液中的溶解度下降，从而引起锑的浸出率降低。添加一定量的氢氧化钠可以抑制硫化钠的水解和硫化钠溶液的氧化［2］。

2.1.2 液固比的影响

称取300 g硫化矿粉（含Sb 15.83%），硫化钠浓度为140 g／L，氢氧化钠浓度为20 g／L，浸出温度为95℃以上，浸出时间为1 h的条件下，滤渣用200 mL热水分二次淋洗，洗水同滤液一起配制阴极液，浸出结果见表3。

表3 液固比对浸出的影响%

试验表明，锑的浸出率与溶液的液固比有很大关系，液固比太低，浸出效果不理想。原因可能是液固比增大，溶液的比重变小，溶液的扩散速度增加，矿粒表面上的扩散层厚度减小，从而使浸出时的传质过程得到强化，反应过程越充分。

2.1.3 时间的影响

称取300 g硫化矿粉（含Sb 15.83%），硫化钠浓度为140 g／L，氢氧化钠浓度为20 g／L，液固比4∶1，浸出温度为95℃以上，滤渣用200 mL热水分二次淋洗，洗水同滤液一起配制阴极液，浸出结果见表4。

表4 浸出时间对浸出的影响

硫化锑在硫化钠溶液中的溶解速度很快，当浸出时间达到30 min时，浸出率达到90%以上，试验表明，浸出时间60 min最佳。若浸出时间再延长，溶液中的硫化钠发生氧化反应，降低了溶液中的S2－浓度，从而导致SbS3

3－重新离解为Sb2S3和S2－，即硫化锑的溶解反向进行［1］。

2.2 浸出液隔膜电积

隔膜电积阴极液为矿粉碱浸液5.5 L，阳极液3.2 L，含氢氧化钠150 g／L，阴极液和阳极液用帆布隔膜袋隔离。采用高频电渡电源供电，低压高频整流方式产生低电压高电流输出，电流强度21 A，槽电压2～3 V，四个电解槽串连，电极和铜排之间的接触点抹有导电膏，同极距为140 mm，电解液温度55～60℃，通电时间6 h。试验过程观察到，在电积过程中，阴极液中不断还原析出金属锑到阴极板上，阳极上大量小气泡不断地逸出，氧化还原反应现象明显，电积结果见表5。

表5电积处理试验结果

试验结果表明，碱浸液中的硫代亚锑酸钠通过电积，还原并富积成阴极锑，阴极锑质密、有金属光泽，含锑达到90%以上。阴极锑热水洗涤后，加热熔融，将粘附的钠盐和其它杂质通过碱性浮渣去掉，可达到精锑标准。

2.3 阴极液二次浸出

电积后阴极液中再生的硫化钠，可返回再次浸出。由于温度较低，阴极液的硫化钠以Na2S·9H2O晶体形态沉析出来，在浸出前，加热使其溶解，电积后阴极液含锑29.36 g／L、含砷0.26 g／L、含碱124.54 g／L（硫化钠和氢氧化钠混合碱液）。称取200 g硫化矿粉（含Sb 15.83%，As 0.40%），浸出温度为95℃以上，浸出时间为1 h，滤渣用200 mL热水分二次淋洗，二次浸出结果见表6。

表6 二次浸出试验结果

由表6可以看出，碱浸液经过电积反应后再生的硫化钠可返回浸出硫化矿，使电解废液回收利用。但在浸出－电积循环过程中，部分硫化钠被氧化为多硫化钠、硫酸钠和硫代硫酸钠等杂质，影响锑的浸出率。此外，在二次浸出过程中出现了冒槽现象，这是因为碱液极易吸收空气中的二氧化碳而生成碳酸氢钠或碳酸钠，在浸出过程中，温度太高，会分解出二氧化碳气体，故在浸出过程中，温度不宜太高，不能让溶液剧烈沸腾，以免冒槽。洗水同二次浸出液一起配制阴极液。

3 结 论

低品位硫化锑矿湿法炼锑探索试验主要包括锑的碱性浸出和浸出液的电积处理两个过程，碱金属硫化物的水溶液很容易使硫化锑溶解，它不但能选择性地将矿石中的锑优先溶解，而且硫化钠还可以在电积过程中再生，返回浸出使用。在本试验过程中，分别对锡矿山闪星锑业有限责任公司目前积存的低品位硫化锑矿进行了碱浸、浸出液隔膜电积处理、阴极液的二次浸出等一系列探索性试验，并取得了较好的试验结果：

1.碱性浸出部分，锑的浸出率可达到98.48%，渣含锑0.50%。隔膜电积析出的阴极锑，含锑达到90%以上。

2.电积后阴极液中再生的硫化钠，可返回再次浸出，实现了对原料的综合利用。

［1］ 雷霆，朱从杰，张汉平.现代有色金属冶金科学技术丛书—锑冶金［M］.北京：冶金工业出版社，2009.

［2］ 赵天从.锑［M］.北京：冶金工业出版社，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

欧阳慧（1976－），女，工程师，主要从事化工生产技术研究工作。