CN105838905A - 一种从低品位含锑物料中富集锑的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金技术领域，涉及一种从低品位含锑物料中富集锑的方法，用盐酸作为浸出介质，通过盐酸浸出能使大部分杂质与锑达到有效分离，锑基本残留在渣相中，得到的浸出渣再通过碱性浸出除去渣相中部分残留砷离子，达到分离、富集锑的目的，得到的锑渣含锑为25‑32%，可作为优质锑原料进一步回收锑。

Description

一种从低品位含锑物料中富集锑的方法
技术领域
本发明是一种从低品位含锑物料中富集锑的一种方法，属于有色金属提取冶金技术领域。
背景技术
金属锑由于其性质的特点除用于电镀外，很少单独使用，多以其他金属为基体配成各种各样的合金。
锑业的发展与印刷业的发展分不开，因发现铅基锑锡合金熔点低，易浇铸，铸成的铅字轮廓清晰，经久耐用，生产印刷合金而开创了锑在工业应用上的新纪元。19世纪初，锑作为铅的增硬剂用于制造榴霰弹，使铅丸在炮弹爆炸时易破裂，增加杀伤力，所以第一次世界大战中称锑为“战争金属”。20世纪以来用含锑的铅做蓄电池栅板、铅板及接头零件，使锑的用量大增，并随着现代交通事业的发展而发展。蓄电池广泛应用于飞机、轮船、铁路机车、汽车、拖拉机和邮电通讯等。1939年美国人发明的巴比特耐磨铅锑合金，用于做轴承的轴瓦，又称轴承合金，在应用过程中不断发展。现在已有锡基、铅基、锌基和铝锑镁的巴氏合金用于各种不同用途。此外，锑青铜即以锑代锡的锑铜合金可制造受重载荷的齿轮电机的轴衬，铅锑合金可做成电缆护套，锑还可用于配制各种焊料等。纯度大于99.9994％的锑，用于制造远红外装置、金属间化合物半导体(如BSb、AlSb、ZnSb、GaSb、InSb、CdSb等)还可作为掺杂剂。
锑的化合物也有很多用途。三氧化二锑又称为锑白，用作搪瓷和油漆的白色颜料；可作为玻璃的脱色剂和澄清剂；可生产色泽鲜艳、透明度高的锑红玻璃，用于铁路指示灯和工艺美术灯；可配成陶瓷的黄色颜料。锑白的重要用途是可以作阻燃剂。锑白因既能阻燃又能增加塑料耐热性，所以是许多塑料的理想阻燃剂。锑白还可作为防火涂料，用于合成纤维、建筑材料、安全胶卷、大功率电路元件、高温绝缘材料、汽车内部装饰等。锑白作为阻燃剂的用量还在逐年增加。此外，锑白与硫化锑配合还可作橡胶填充剂；钛白生产中作沉淀剂；在汽油中加入少量锑白可使其完全燃烧，而减少尾气对环境的污染；锑白还可做有机合成的催化剂。
锑冶炼方法
(1)火法炼锑 硫化矿经挥发焙烧或挥发熔炼，使Sb2S3变成Sb2O3(俗称锑氧)，再经还原熔炼和精炼，成为金属锑。还可用沉淀熔炼法直接生产粗锑。
(2)还原熔炼和火法精炼 挥发焙烧和挥发熔炼所产锑氧含杂质很少，配入煤和少量纯碱(Na2CO3)，在反射炉内还原熔炼成粗锑。如需精炼，可继续加入纯碱，碱熔化后把压缩空气鼓入锑液，进行碱性精炼。
(3)电解精炼 采用电解方法进行精炼，能获得纯度较高的锑并能回收粗锑中的贵金属和其他有价值金属。
(4)沉淀熔炼 此法适于处理富矿，不宜处理含铅的矿石。小规模生产多用坩埚炉，大规模生产用反射炉，有的厂用电炉。
(5)氧化锑矿石熔炼 用鼓风炉熔炼成粗锑，鼓风炉适应范围大，可以处理难熔矿石，对矿石品位要求不严格，还允许氧化矿石中混有部分硫化矿。熔炼时以铁矿石、石灰石为熔剂，以焦炭为还原剂，产出粗锑。
(6)复杂锑铅矿石熔炼 这是一种难冶炼的矿石类型，广西大厂以脆硫锑铅矿为原料，采用沸腾炉焙烧，反射炉还原熔炼，所产粗合金吹炼挥发锑、锑烟尘还原熔炼精炼生产高铅锑、精铅进行电解产精铅的方法。经过10多年的生产实践，已日趋成熟，为复杂的锑铅矿的处理积累了宝贵经验。
目前锑生产厂家生产三氧化二锑和氧化锑系列和焦锑酸钠等锑产品的锑矿物原料主要是硫化矿，锑品位基本在30%以上，含锑低于5%的含锑原料需经过浮选或火法冶炼富集，但回收率偏低，且成本高昂。只能作为废渣处理，造成锑资源得不到综合利用。
如何实现从低品位含锑物料中富集锑，在国内外均属难题。此方法采用湿法方法对低品位含锑物料处理，得到含锑达30%以上锑富集物，且收率高，成本低廉。
发明内容
铜冶炼企业中 废水处理过程中会产生一种低品位含锑物料，其化学成分主要含铜、铋、砷、锑等元素，其中铜5.0%—15%，铋5.0%—15%，砷5.0%—12%，锑3.0%—10%。目前主要锑生产厂家主要通过“碱浸—酸浸—反射炉熔炼—精炼富集锑”工艺富集高品质锑原料。由于反射炉熔炼及精炼属火法冶炼，工序复杂，中间在制品种类繁多，渣量大，锑部分分散至中间在制品中，难以回收，导致后续锑富集量少，直收率仅60-65%，同时利用反射炉熔炼富集锑，成本消耗大。针对上述问题,本发明的目的旨在提供一种常规冶金方法，对有色冶炼企业中低品位含锑物料中锑进行有效富集。
本发明的技术方案主要包括以下步骤，
（1）酸浸工序
铜冶炼企业中 废水处理过程中会产生一种低品位含锑物料，其化学成分主要含铜、铋、砷、锑等元素，铜、铋、锑大部分以砷酸铜、砷酸铋、砷酸锑形式成在，在盐酸体系中，控制反应时间1.0-6.0h，液固比2-6:1，反应温度40-95℃，酸度90-150g/l，氯离子溶度90-150g/l，铜、铋以氯化铜、氯化铋形式进入液相中，而锑基本不参与反应，达到锑与铜、铋分离目的，主要方程式为：
Cu3(AsO4)2＋6HCl＝3CuCl2＋2H3(AsO4)
Bi(AsO4)＋3HCl＝BiCl3＋H3(AsO4)
（2）碱浸工序
经（1）步骤得到的渣含部分砷酸根离子，利用砷酸根离子溶于碱的性质，控制碱度30—80g/L，液固比2-6:1，控制温度50—90℃，反应2—6h，通过碱性浸出除去渣相中部分残留砷，达到进一步富集锑的目的，得到的锑渣含锑为25-35%，可作为优质锑原料进一步回收锑。
本发明用盐酸作为浸出介质，通过盐酸浸出能使大部分杂质与锑达到有效分离，锑基本残留在渣相中，得到的浸出渣再通过碱性浸出除去渣相中部分残留砷离子，达到分离、富集锑的目的，得到的锑渣含锑为25-32%，可作为优质锑原料进一步回收锑。
采用这种先碱浸后酸浸的处理方法, 原料中大部分砷酸铜、砷酸铋与碱不反应，无法达到与锑有效分离目的，后续酸浸过程有较多砷酸残留到渣相中，影响锑含量。
采用先酸浸后碱浸的方法，原料中大部分砷酸铜、砷酸铋先与盐酸反应，而锑不参与反应与少量砷酸残留在渣相中，通过后续碱浸除去富集锑；因为得到的锑渣含锑为25-32%，含锑高，可作为优质锑原料回收锑，而先碱浸后酸浸，富集的锑含量尽为5-10%，需经反射炉熔炼进一步富集。
附图说明
图1是本发明的工艺流程。
具体实施方式
下面结合本发明的工艺流程附图及实例进一步阐述本发明的内容。
实施例1：
用盐酸作为浸出介质，通过盐酸浸出能使大部分杂质与锑达到有效分离，锑基本残留在渣相中，得到的浸出渣再通过碱性浸出除去渣相中部分残留砷离子，达到分离、富集锑的目的，得到的锑渣含锑为25-32%，可作为优质锑原料进一步回收锑。工艺流程图见附图1。具体步骤如下：
（1）酸浸工序
铜冶炼企业中 废水处理过程中会产生一种低品位含锑物料，其化学成分主要含铜、铋、砷、锑等元素，铜、铋、锑大部分以砷酸铜、砷酸铋、砷酸锑形式成在，在盐酸体系中，控制反应时间1.0h，液固比2:1，反应温度40℃，酸度90g/l，氯离子溶度90g/l，铜、铋以氯化铜、氯化铋形式进入液相中，而锑基本不参与反应，达到锑与铜、铋分离目的，主要方程式为：
Cu3(AsO4)2＋6HCl＝3CuCl2＋2H3(AsO4)
Bi(AsO4)＋3HCl＝BiCl3＋H3(AsO4)
（2）碱浸工序
经（1）步骤得到的渣含部分砷酸根离子，利用砷酸根离子溶于碱的性质，控制碱度30g/L，液固比2:1，控制温度50℃，反应2h，通过碱性浸出除去渣相中部分残留砷，达到进一步富集锑的目的，得到的锑渣含锑为25-35%，可作为优质锑原料进一步回收锑。
该实施例的工艺能使反应有效进行，反应更完全，达到砷、铋、锑的有效分离。
实施例2
用盐酸作为浸出介质，通过盐酸浸出能使大部分杂质与锑达到有效分离，锑基本残留在渣相中，得到的浸出渣再通过碱性浸出除去渣相中部分残留砷离子，达到分离、富集锑的目的，得到的锑渣含锑为25-32%，可作为优质锑原料进一步回收锑。工艺流程图见附图1。具体步骤如下：
（1）酸浸工序
铜冶炼企业中 废水处理过程中会产生一种低品位含锑物料，其化学成分主要含铜、铋、砷、锑等元素，铜、铋、锑大部分以砷酸铜、砷酸铋、砷酸锑形式成在，在盐酸体系中，控制反应时间3.0h，液固比3:1，反应温度75℃，酸度120g/l，氯离子溶度120g/l，铜、铋以氯化铜、氯化铋形式进入液相中，而锑基本不参与反应，达到锑与铜、铋分离目的，主要方程式为：
Cu3(AsO4)2＋6HCl＝3CuCl2＋2H3(AsO4)
Bi(AsO4)＋3HCl＝BiCl3＋H3(AsO4)
（2）碱浸工序
经（1）步骤得到的渣含部分砷酸根离子，利用砷酸根离子溶于碱的性质，控制碱度60g/L，液固比4:1，控制温度70℃，反应4h，通过碱性浸出除去渣相中部分残留砷，达到进一步富集锑的目的，得到的锑渣含锑为25-35%，可作为优质锑原料进一步回收锑。
实施例3
用盐酸作为浸出介质，通过盐酸浸出能使大部分杂质与锑达到有效分离，锑基本残留在渣相中，得到的浸出渣再通过碱性浸出除去渣相中部分残留砷离子，达到分离、富集锑的目的，得到的锑渣含锑为25-32%，可作为优质锑原料进一步回收锑。工艺流程图见附图1。具体步骤如下：
（1）酸浸工序
铜冶炼企业中 废水处理过程中会产生一种低品位含锑物料，其化学成分主要含铜、铋、砷、锑等元素，铜、铋、锑大部分以砷酸铜、砷酸铋、砷酸锑形式成在，在盐酸体系中，控制反应时间6.0h，液固比6:1，反应温度95℃，酸度150g/l，氯离子溶度150g/l，铜、铋以氯化铜、氯化铋形式进入液相中，而锑基本不参与反应，达到锑与铜、铋分离目的，主要方程式为：
Cu3(AsO4)2＋6HCl＝3CuCl2＋2H3(AsO4)
Bi(AsO4)＋3HCl＝BiCl3＋H3(AsO4)
（2）碱浸工序
经（1）步骤得到的渣含部分砷酸根离子，利用砷酸根离子溶于碱的性质，控制碱度80g/L，液固比6:1，控制温度90℃，反应6h，通过碱性浸出除去渣相中部分残留砷，达到进一步富集锑的目的，得到的锑渣含锑为25-35%，可作为优质锑原料进一步回收锑。

Claims (1)

1.一种从低品位含锑物料中富集锑的方法，其特征在于步骤如下：
（1）酸浸工序
低品位含锑物料在盐酸体系中反应，控制反应时间1.0-6.0h，液固比2-6:1，反应温度40-95℃，酸度90-150g/l，氯离子溶度90-150g/l，铜、铋以氯化铜、氯化铋形式进入液相中，而锑不参与反应，达到锑与铜、铋分离目的；
（2）碱浸工序
经（1）步骤得到的渣含部分砷酸根离子，利用砷酸根离子溶于碱的性质，控制碱度30—80g/L，液固比2-6:1，控制温度50—90℃，反应2—6h，通过碱性浸出除去渣相中部分残留砷，达到进一步富集锑的目的，得到的锑渣含锑为25-35%。
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