一、株冶锑资源及其利用
(1)锑资源
1994年,株冶铜、铅、锌三大产品产量为22.5万t,从进厂原料中带入的锑量估计为431t,锑在各原料和产品中的分布分别见表1和表2。
表1从原料中带入的锑量
(2)利用状况
1.从白砷渣中回收粗锑
烟灰中产生白砷,其残渣被送至铅系统的熔铅工序,以回收粗锑。流程如图1所示。
图1从白砷渣中回收粗锑的工艺流程图
2.砷锑合金的生产
其工艺过程是将烟和木炭粉混合,蒸馏浓缩得到砷锑合金。
3、从高压水浸渣中回收锑
流程如图2所示。
图2从水浸渣中回收锑的工艺流程图
由于各种原因,上述工艺未能实现工业化生产。
4.玻璃澄清剂的生产
以As-Sb烟灰为原料,与多家玻璃厂和特种添加剂厂合作生产玻璃澄清剂,解决了长期以来烟灰大量堆积的问题,但其价格极低,从长远来看不经济。
二是国内几家铅冶炼厂的锑资源回收
(1)中国东北的一家铅厂
东北某铅厂从20世纪70年代就开始了锑资源的回收,走在了所有厂家的前列。起初锑原料加工成金属锑锭,1985年起只生产三氧化二锑,年产量60 ~ 100t,综合回收率50% ~ 65.5%。目前售价31000元∕t(含税),生产成本可控制在11000元/t左右
1.原材料
原料为金银冶炼烟气文丘里除尘得到的粉尘(一次粉尘)和锑冶炼烟气文丘里除尘得到的粉尘(二次粉尘)。其组件见表3。
表3烟雾成分%
2.工艺流程
将两种烟尘与纯碱和煤粉混合进行还原熔炼,得到含锑55%以上的锑基金。合金在挥发罐中熔化,吹入空气体,得到三氧化二锑和铅铋合金。三氧化二锑经还原、熔炼、精炼得到精锑。工艺流程见图3,产品成分要求见表4。
表4各阶段产品质量要求%
图3锑生产工艺流程图
(2)中国西北的一家工厂
自1983年以来,西北某厂一直从事从铅阳极泥中湿法提取锑和铋。硫化钠浸出锑、硫化钠盐溶液浸出铋、浸出渣浸出金银的工艺流程。
1.原材料
阳极成分(%): Sb43 ~ 46,Bi6 ~ 8,Pb7 ~ 9,Cu 0.8 ~ 3,Fe 0.2 ~ 0.8,As < 0.2,Au 0.1 ~ 0.15,Ag15左∕右。
2.工艺流程
这个过程如图4所示。
图4铅阳极混合处理流程图
3.工艺条件
低酸常温预处理,300℃干燥氧化。锑浸出:用硫化钠溶液在> 98℃下浸出1 ~ 2小时,趁热过滤,用热水洗涤。电积锑:温度32 ~ 40℃,槽压2.2~2.8V,电解液中锑含量> 16g/L,阳极电流密度250 ~ 310a/m2。浸出铋;温度> 95℃,液固比8∶1,时间2h,初始H2SO4 100 ~ 120g/L,NaCl 150g/L .铋置换:在室温下置换铁屑,得到的海绵铋含铋50% ~ 77%。海绵铋烘干熔化成粗铋,处理后的阳极混合熔化成贵铅。
4.主要技术经济指标
锑浸出率92% ~ 96%,锑电流效率大于75%,铋浸出率大于90%,铋置换率大于96%,阴极锑品位大于97%,粗铋品位大于94%,金银冶炼回收率大于99%。
(3)湖南某铅厂
湖南某铅冶炼厂于1987年开始同时处理铜和铅阳极泥。1990年下半年,推广湿法阳极泥处理技术,用氯盐预处理铅阳极泥——火法提取金银。
1.原材料
铅阳极泥的成分(%):Au 0.04 ~ 0.05,Ag 10 ~ 15,Cu 5 ~ 8,Pb 7 ~ 12,Bi 20 ~ 27,As 4 ~ 10,Sb 25 ~ 27,H2O2 25 ~ 35。
2.工艺流程
工艺流程见图5。
图5铅阳极泥氯盐预处理流程图
3.主要技术条件
氯气浸出:浸出结束时,盐酸浓度为2 ~ 2.5 mol/L,固液比为1∶4,温度为80℃。锑、铋和铜的回收:浸出液成分(g/L);铋35~40,锑40~50,铜8~10,铅1~3 .锑的水解:温度50 ~ 60℃,稀释3 ~ 3.5倍。中和铋沉淀。室温下终点pH值为2.5 ~ 3.0。置换铜沉积:pH 2 ~ 2.5,温度70℃。废水处理:石灰乳pH值调至11 ~ 12,加入氯化铁,鼓入空气,澄清后排放。
4.主要技术指标
有价金属回收率(%):金> 99,银> 98,锑80 ~ 85,铋90 ~ 95,铜60 ~ 70。每吨阳极泥的材料消耗(t):盐酸2 ~ 2.2,纯碱0.8,铁粉0.08,氯化铁0.023,石灰0.4。
(4)河南某铅厂
该厂采用火法处理铅阳极泥,金、银回收率低,分别为90%和80%。上世纪80年代,中南工业大学帮助开发了全湿法工艺,使金银回收率达到较好水平,回收了锑、铋、铜等有价金属。
1.原材料
铅阳极混合组分(%);金0.8,银8,锑40,铅10,铋6,铜3,银1 .
2.工艺流程
工艺流程见图6。
图6铅阳极泥湿法处理工艺流程图
3.工艺条件和指标(见表5)
表5工艺条件和指标
以上四家企业的工艺对比见表6。
表6锑回收工艺的比较
某厂回收锑的原料是金银冶炼的文丘里粉尘,所以对金银冶炼没有影响,这是很大的优势。其他方法都要对阳极混合进行预处理,理论上影响不大,但是机械损失是不可避免的。我厂金银冶炼回收率高达99.01%(1994年数据)。如果要回收锑,要求以不影响金银冶炼为原则。
(3)预防砷的副作用
砷的不良影响主要是污染,很难与锑分离。原料中砷含量不高,砷在锑回收过程中的负面影响不大。而另外两个厂的铅阳极泥含砷量高,冶炼过程中砷分散,容易对环境和冶炼过程造成不利影响。
(三)经济的合理性
为了使锑的回收经济合理,既要对金银的回收率影响不大,避免这部分效益的损失,同时又要取得较好的锑回收经济效益,且产出大于投入。湖南某厂方法对阳极泥预处理阶段金银回收率影响不大,锑铋铜综合回收也有一定的经济效益。
四。株冶锑资源利用的建议
株洲冶炼厂1994年铅阳极混合物的成分见表7。阳极泥总锑含量为516t,除去铅冶炼系统部分中间产品交叉使用形成的锑循环,可利用资源量估计为380 ~ 400 t。
表7铅阳极泥的成分百分比
表8中间材料中砷和锑的含量和分布%
(1)除砷
根据三氧化二砷和三氧化二锑饱和蒸气压的差异,采用焙烧法部分分离砷,已在一些工厂使用。但其设备投资大,需要庞大的除尘设施,工作场所空气污染防治难度大。此外,我厂的物料可能存在炉料粘连的问题。
根据三氧化二砷和三氧化二锑水溶性的不同,可以分离出砷,在工厂中已经得到有效的应用。沈阳冶金公司除尘工艺采用文丘里除尘,使大部分砷进入水相,然后从水相中得到砷钙渣。这种砷钙渣用于玻璃厂的玻璃澄清,而文氏管粉尘中的砷含量降低到2% ~ 5%以回收锑。广西某厂利用三氧化二砷在水中的溶解度随温度升高而迅速增大的性质,用湿法处理含锡:As24.31,Sb 2.13,Sn 25.17,Pb 4.25,Zn 1.17,Fe8.67的高砷烟尘(%)。常压热水浸出、提纯、浓缩、结晶的工艺也是成功的。水浸脱砷工艺简单,设备不复杂,污染可控,容易启动,建议首选。
另外,我厂与国外某公司接触使用的三氧化二砷和三氧化二锑电性能不同,也可以考虑用静电除尘器分离砷的方法。
(2)锑的回收
从铅阳极泥或金银冶炼烟尘中回收锑的关键在于经济效益的比较,即锑回收工艺对银掠率的影响。以我厂铅阳极泥含银量计算,回收率每降低0.5%,银损失为0.642t,共计86.7万元。根据沈阳冶炼厂的数据,回收1t锑(氧化锑)的成本为1.1万元,售价为2.65万元(不含税),毛利约为1.5万元。需要回收58t锑来补偿银的上述损失。这个问题应该引起重视。两种锑回收方案的经济效益对比见表9。
表9两种锑回收方案的经济效益比较