CN109306410B - 一种含铅锑渣火法锑铅分离的方法 - Google Patents

Abstract

一种含铅锑渣火法锑铅分离的方法，将含铅锑渣破碎后，加入还原剂混合均匀，然后置于中频电磁炉中，先加热熔融后，再降温反应，倒出锑液，铸锭，得锑锭。本发明方法铅锑分离效果好、分离效率高，铅渣含锑很低，锑直收率高，反应快速，成本低，流程简短，操作简单，新型环保，投资少，适宜于工业化生产。

Description

一种含铅锑渣火法锑铅分离的方法

技术领域

本发明涉及一种锑铅分离的方法，具体涉及一种含铅锑渣火法锑铅分离的方法。

背景技术

在锑冶炼精炼过程中，因需要去除杂质铅而会产出部分除铅渣，除铅的同时，也会有部分锑与除铅剂反应而带出，而对于除铅渣中的锑和铅，常用的综合利用方法：一是，先破碎、球磨、碱浸，得含磷高铅锑氧，再将含磷高铅锑氧投入反射炉还原，得高铅锑，高铅锑经挥吹-还原-挥吹-还原不断循环，最终得锑和铅，但锑铅分离不彻底，处理流程长，耗时长，处理成本高，无盈利空间，因此，本公司原有的除铅渣湿法处理生产线已停产近6年，目前，除铅锑渣只能被直接卖掉，年流失锑含量近500吨；二是，小锑冶炼厂直接将含铅锑渣投入鼓风炉，加入熔剂铁矿石、助熔剂碳酸钠、焦煤等经过高温氧化、还原、氧化等过程，将锑和铅一并挥发，得高铅锑氧，然后再投入反射炉还原，得高铅锑，再将高铅锑投入挥吹炉，通过挥吹-还原-挥吹-还原不断循环，最终得锑氧和铅，但同样分离不彻底，处理流程长，耗时长，处理成本高，无盈利空间；三是，用反射炉铁还原，即将含铅锑渣与铁粉一并投入反射炉中，高温氧化还原产出含铁、铅高的粗毛锑，但是，产品含铁高、含铅高、含锑低，锑铅铁一同进入毛锑中，毛锑再精炼处理成本高，最后还得挥吹-还原-挥吹-还原，不断循环，才能获得锑氧和粗铅，成本高，耗时长，亦无盈利空间。

CN105603197A公开了一种锑渣或锑烟尘的反射炉处理方法，类似于鼓风炉中加入熔剂铁矿石、助熔剂碳酸钠、焦煤等处理锑渣，虽然锑被还原了，但同时其它杂质金属也被还原出来了，对锑与杂质金属的分离起不到作用；况且还要加入大量的铁矿石和石子进行造渣，进一步造成了铁矿石和石子的资源浪费，也增加了废渣的存储和再处理费用。

CN101538658A公开了一种氧化锑渣冶炼新工艺，是在冶炼铅锑合金的鼓风炉内进行处理，于高温低压条件下，将氧化锑等从渣中挥出，但是，在氧化锑挥出的同时，氧化铅等杂质也一同挥出，达不到铅锑分离的效果，若要铅锑分离，同样要采用还原-氧化-还原-氧化等不断循环才能将铅锑分离，不但时间长，且能耗太大，不宜于处理铅锑渣。

CN101818266A公开了一种从氯氧化锑渣中回收锑的方法，是于反射炉中先加入渣，再加入纯碱、石灰、固体碳进行粗炼，再精炼获得锑，这与传统的锑矿石经鼓风炉处理后再粗炼、精炼是一个道理，本公司以前也曾用此法处理过除铅渣，但因存在上述不可克服的原因，很久以前就已经弃用。CN102108448A公开了一种氯氧化锑渣的还原熔炼方法，基本与CN101818266A一致，获得的是粗锑，仍需对其进行精炼处理，才能使铅锑得以分离。

CN1908208A公开了一种综合回收氯氧化锑渣中有价金属的工艺，虽然可以较好地将锑从渣中分离出来，但是，仍存在挥吹时间长，能耗高等技术缺陷。

综上，锑冶炼行业对如何有效、快速的处理这类含铅锑渣已经进行了长期的研究，但一直都没有找到既能快速有效反应，高效分离锑和铅，且成本低，有利润，流程简短，操作方便又新型环保的新技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种反应快速，铅锑分离效果好、分离效率高，铅渣含锑少，锑直收率高，成本低，流程简短，操作简单，新型环保，投资少，适宜于工业化生产的含铅锑渣火法锑铅分离的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种含铅锑渣火法锑铅分离的方法，将含铅锑渣破碎后，加入还原剂混合均匀，然后置于中频电磁炉中，先加热熔融后，再降温反应，倒出锑液，铸锭，得锑锭。

优选地，所述含铅锑渣中锑的质量含量为≥15%，铅的质量含量为≤15%。所述含铅锑渣中锑、铅的质量含量总和≤100%。所述含铅锑渣来源于锑冶炼厂的粗锑精炼工序。

优选地，将含铅锑渣破碎至粒径≤5mm。

优选地，所述还原剂的加入量为锑还原所需理论用量的1.2～1.7倍。本发明人研究发现，若还原剂的加入量低于理论用量的1.2倍时，则锑还原不彻底，若高于理论用量的1.7倍时，虽然可以保证锑还原彻底，但同时亦有部分铅开始被还原，且还原剂若加入过多，会造成产品中带入的还原剂含量偏高，影响锑铅分离效果和锑产品质量，增加后续精炼成本。

优选地，所述还原剂为铁粉。本发明方法用铁还原的方程式为：Fe+Sb³⁺=Fe³⁺+Sb，2Fe+3Pb²⁺=2Fe³⁺+3Pb。由于粗锑精炼工序除铅剂的使用，含铅锑渣中的锑和铅99%以上都是以盐的形式存在，通过加入铁粉可将锑盐和铅盐还原为单质锑和单质铅。

优选地，所述中频电磁炉的振荡频率为30k～100kHz，功率为30k～400kW。中频电磁炉中反应器的材质为石墨、碳化硅等。采用中频电磁炉处理，在所述振荡频率下，熔炼温度及金属成分均匀，可很好地在反应过程中对反应物进行充分搅拌，在所述功率下，加热速度快，氧化极少，可使反应处于最佳状态，大量缩短反应的时间。对于一般试验，采用小功率中频炉即可，若进行工业试验或工业生产，则需要大功率中频炉。

优选地，所述加热熔融的温度为1200～1300℃，时间为10～20min。含铅锑渣的熔点一般在900～1000℃左右，而将加热熔融的温度控制在1200～1300℃，可使含铅锑渣较快地熔化，从而缩短熔融过程时间，降低能耗的同时，降低锑的挥发率，使锑的直收率进一步得以提高。

优选地，所述降温反应的温度为1000～1200℃，时间为30～60min。所述还原反应温度在1000～1200℃时，还原反应速度快，在同等锑量下，所需时间更短。含铅锑渣在反应时，锑含量越高，所需反应时间更长，锑含量低，反应时间则较短。

本发明方法的有益效果如下：

（1）本发明方法所处理所得锑锭中锑的质量含量≥93.24%，高达98.89%，铅的质量含量≤2.95%，低至0.3%，锑冶炼直收率≥92.41%，锑挥发率≤6.67%，铅入锑率≤10.09%；铅渣中铅的质量含量≥7.12%，锑的质量含量≤0.74%，低至0.093%，锑回收彻底，铅入渣率≥80.29%，铅挥发率≤9.65%，铅锑分离效果好、分离效率高，铅渣含锑很低，锑直收率高；

（2）本发明方法反应快速，成本低，流程简短，操作简单，新型环保，投资少，适宜于工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例所使用的含铅锑渣来源于某锑冶炼厂的粗锑精炼工序；本发明实施例所使用的化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

本发明实施例中，用容量法检测锑含量，用原子吸收分光光度法检测铅含量。

实施例1

将500g粗锑精炼含铅锑渣（锑的质量含量为32%，锑为1.314mol，铅的质量含量为8%）破碎至粒径≤5mm后，加入96g还原铁粉（1.72mol，相当于锑还原所需理论用量的1.31倍）混合均匀，然后置于中频电磁炉（振荡频率为30kHz，功率为35kW）的石墨反应器中，先在1300℃下，加热熔融10min后，再降温至1000℃，反应60min，倒出锑液，铸锭，得150g锑锭和351.7g铅渣。

经容量法检测，本发明实施例所得锑锭中锑的质量含量为98.89%，铅的质量含量为0.30%，锑冶炼直收率为92.71%，锑挥发率为6.10%，铅入锑率为1.13%。

经原子吸收分光光度法检测，本发明实施例所得铅渣中铅的质量含量为10.52%，锑的质量含量为0.54%，铅入渣率为92.50%，铅挥发率为6.38%。

实施例2

将500g粗锑精炼含铅锑渣（锑的质量含量为32%，锑为1.314mol，铅的质量含量为8%）破碎至粒径≤4mm后，加入104g还原铁粉（1.86mol，相当于锑还原所需理论用量的1.42倍）混合均匀，然后置于中频电磁炉（振荡频率为50kHz，功率为100kW）的碳化硅反应器中，先在1200℃下，加热熔融15min后，再降温至1100℃，反应45min，倒出锑液，铸锭，得161g锑锭和339.5g铅渣。

经容量法检测，本发明实施例所得锑锭中锑的质量含量为95.65%，铅的质量含量为2.31%，锑冶炼直收率为96.25%，锑挥发率为2.18%，铅入锑率为9.30%。

经原子吸收分光光度法检测，本发明实施例所得铅渣中铅的质量含量为10.0%，锑的质量含量为0.74%，铅入渣率为84.88%，铅挥发率为5.83%。

实施例3

将500g粗锑精炼除铅含铁锑渣（锑的质量含量为15%，锑为0.616mol，铅的质量含量为8%）破碎至粒径≤5mm后，加入52.8g还原铁粉（0.945mol，相当于锑还原所需理论用量的1.53倍）混合均匀，然后置于中频电磁炉（振荡频率为40kHz，功率为70kW）的碳化硅反应器中，先在1250℃下，加热熔融15min后，再降温至1200℃，反应30min，倒出锑液，铸锭，得73.3g锑锭和276.3g铅渣。

经容量法检测，本发明实施例所得锑锭中锑的质量含量为94.55%，铅的质量含量为2.95%，锑冶炼直收率为92.41%，锑挥发率为6.67%，铅入锑率为5.41%。

经原子吸收分光光度法检测，本发明实施例所得铅渣中铅的质量含量为12.66%，锑的质量含量为0.25%，铅入渣率为87.45%，铅挥发率为7.15%。

实施例4

将10.2kg粗锑精炼含铅锑渣（锑的质量含量为33.33%，锑为27.92mol，铅的质量含量为7.45%）破碎至粒径≤3mm后，加入2.1kg还原铁粉（37.60mol，相当于锑还原所需理论用量的1.35倍）混合均匀，然后置于中频电磁炉（振荡频率为100kHz，功率为400kW）的碳化硅反应器中，先在1300℃下，加热熔融20min后，再降温至1200℃，反应35min，倒出锑液，铸锭，得3.5kg锑锭和8.07kg铅渣。

经容量法检测，本发明实施例所得锑锭中锑的质量含量为95.04%，铅的质量含量为2.19%，锑冶炼直收率为97.85%，锑挥发率为1.92%，铅入锑率为10.09%。

经原子吸收分光光度法检测，本发明实施例所得铅渣中铅的质量含量为7.56%，锑的质量含量为0.098%，铅入渣率为80.29%，铅挥发率为9.63%。

实施例5

将300g粗锑精炼含铅锑渣（锑的质量含量为33.33%，锑为0.82mol，铅的质量含量为7.45%）破碎至粒径≤5mm后，加入75g还原铁粉（1.34mol，相当于锑还原所需理论用量的1.64倍）混合均匀，然后置于中频电磁炉（振荡频率为30kHz，功率为35kW）的石墨反应器中，先在1200℃下，加热熔融18min后，再降温至1100℃，反应40min，倒出锑液，铸锭，得101g锑锭和259.8g铅渣。

经容量法检测，本发明实施例所得锑锭中锑的质量含量为93.24%，铅的质量含量为2.00%，锑冶炼直收率为94.18%，锑挥发率为4.62%，铅入锑率为9.04%。

经原子吸收分光光度法检测，本发明实施例所得铅渣中铅的质量含量为7.12%，锑的质量含量为0.46%，铅入渣率为82.76%，铅挥发率为8.20%。

实施例6

将300g粗锑精炼含铅锑渣（锑的质量含量为33.33%，锑为0.82mol，铅的质量含量为7.45%）破碎至粒径≤3mm后，加入55g还原铁粉（0.98mol，相当于锑还原所需理论用量的1.20倍）混合均匀，然后置于中频电磁炉（振荡频率为30kHz，功率为35kW）的石墨反应器中，先在1250℃下，加热熔融13min后，再降温至1200℃，反应45min，倒出锑液，铸锭，得97.8g锑锭和231.8g铅渣。

经容量法检测，本发明实施例所得锑锭中锑的质量含量为97.29%，铅的质量含量为1.78%，锑冶炼直收率为95.16%，锑挥发率为4.63%，铅入锑率为7.79%。

经原子吸收分光光度法检测，本发明实施例所得铅渣中铅的质量含量为7.96%，锑的质量含量为0.093%，铅入渣率为82.56%，铅挥发率为9.65%。

Claims (12)

1.一种含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：将含铅锑渣破碎后，加入还原剂混合均匀，然后置于中频电磁炉中，先加热熔融后，再降温反应，倒出锑液，铸锭，得锑锭；

所述还原剂的加入量为锑还原所需理论用量的1.2～1.7倍；

所述还原剂为铁粉。

2.根据权利要求1所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：所述含铅锑渣中锑的质量含量为≥15%，铅的质量含量为≤15%。

3.根据权利要求1或2所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：将含铅锑渣破碎至粒径≤5mm。

4.根据权利要求1或2所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：所述中频电磁炉的振荡频率为30k～100kHz，功率为30k～400kW。

5.根据权利要求3所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：所述中频电磁炉的振荡频率为30k～100kHz，功率为30k～400kW。

6.根据权利要求1或2所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：所述加热熔融的温度为1200～1300℃，时间为10～20min。

7.根据权利要求3所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：所述加热熔融的温度为1200～1300℃，时间为10～20min。

8.根据权利要求4所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：所述加热熔融的温度为1200～1300℃，时间为10～20min。

9.根据权利要求1或2所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：所述降温反应的温度为1000～1200℃，时间为30～60min。

10.根据权利要求3所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：所述降温反应的温度为1000～1200℃，时间为30～60min。

11.根据权利要求4所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：所述降温反应的温度为1000～1200℃，时间为30～60min。

12.根据权利要求6所述含铅锑渣火法锑铅分离的方法，其特征在于：所述降温反应的温度为1000～1200℃，时间为30～60min。