CN111074303A - 一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法 - Google Patents

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Abstract

一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法。处理步骤依次包括：(1)将粗锑、毛锑或贵锑合金按比例配入还原剂、铸锭碱渣；(2)将步骤(1)的混合料熔化后铸块/板；(3)将步骤(2)浇铸的锑阳极板/块装入阳极框；(4)将步骤(3)的加锑阳极框在盐酸‑氯化钠、氯化钙体系电解精炼，产出阴极锑和富贵金属阳极泥；(5)将步骤(4)产出的阴极锑剥板后按比例配入覆盖剂，熔化铸锭，产出国标2#锑。本发明产品锑综合回收率大于99％；电解阳极泥金、银捕集率>99.5％；具有锑金分离效果好、辅料消耗少、能耗低、电解体系锑溶解度大、电解质稳定性好、环境友好、产品产值高等优点。

Description

一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法
技术领域
一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，涉及一种粗锑还原熔铸-电解精炼-熔化铸锭，获得国标2#锑及金富集物的方法，属冶金、电化学冶金领域，特别涉及一种锑金分离的方法。
背景技术
金属锑的生产方法可分为火法冶金与湿法冶金两大类，目前以火法冶金为主。火法炼锑主要采用挥发熔炼(挥发焙烧)―还原熔炼法，即先生产Sb2O3，Sb2O3再还原熔炼产出粗锑；湿法炼锑根据所使用溶剂的性质及处理方法不同，可以分为碱性浸出―硫代亚锑酸钠溶液电积、酸性浸出―氯化锑溶液电积以及近年来开发的集浸出、电积于一体的矿浆电解技术。
由锑精矿直接熔炼、氧化锑还原熔炼所产的金属锑，或者由湿法工艺产出的阴极锑，无论含锑品位和纯度都不符合商品锑的要求，且大多粗锑、毛锑(碱浸-电积)、贵锑夹杂贵金属量大，为实现金的高值回收，必须进行精炼。粗锑精炼及锑金目前的分离方法主要有火法灰吹生产锑白及贵锑，湿法氟化氢(氟化铵)-硫酸体系电解精炼两种。
针对现有技术火法灰吹生产锑白及贵锑工艺能耗高、床能力低、锑金分离效果差、直收率低，湿法氟化氢/氟化铵-硫酸体系电解对人体和环境损害大、生产条件差、设备要求高等问题，近年来有研究者提出采用酒石酸、柠檬酸、草酸等有机酸体系电解，取得一定研究效果，但还原性有机酸在电解体系稳定性差，电解质的损耗量大，成本高。
发明内容
针对现有粗锑锑金分离存在的问题及不足，本发明提供一种用于粗锑、毛锑、贵锑合金等锑金分离效果好，成本低，环境友好，产品产值高，易实现工业化生产的锑金分离方法。
本发明的方法，将粗锑、毛锑、贵锑合金等熔化后铸块/板，采用盐酸-氯化钠/氯化钙体系电解，获得阴极锑和阳极泥，阳极泥金捕集率高，锑金分离效果好，阴极锑经熔化铸锭后获得国标2#锑锭。该电解体系具有电导率高、锑溶解度高、电解质稳定性好、电耗低等优点。
本发明针对锑的易脆性，锑阳极强度差的问题，发明固定式网状阳极框，锑阳极板/块加入阳极框，通电后阳极框内的锑阳极溶解，在永久阴极上析出锑，实现粗锑阳极的无残极电解，避免了残极清洗及回炉重熔铸板过程，保证电解稳定运行的同时，大幅降低加工成本。
本发明是通过以下方式实现的。
一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，其特征在于，所述处理方法的步骤依次包括：
(1)配料：将粗锑、毛锑或贵锑合金按比例配入还原剂、覆盖剂；
(2)还原熔铸：将步骤(1)的混合料熔化铸块/板；
(3)锑阳极装框：将步骤(2)浇铸的锑阳极板/块装入阳极框；
(4)电解精炼：将步骤(3)的加锑阳极框在盐酸-氯化钠、氯化钙体系下，采用永久阴极电解精炼，产出阴极锑和富贵金属阳极泥；
(5)熔化铸锭：将步骤(4)产出的阴极锑剥板后按比例配入覆盖剂，熔化铸锭，产出国标2#锑。
进一步地，所述的步骤(1)的配料过程，配入重量比占粗锑量0.5～3％的煤或焦炭，提供保护性气氛；补充重量比占粗锑量0.5～2％的铸锭碱渣作为保护渣，保护渣循环利用，部分开路去除杂处理。
进一步地，所述的步骤(2)的还原熔铸过程，控制熔化温度为750～900℃；锑液浇铸温度为680～800℃。
进一步地，所述的步骤(3)的锑阳极装框过程，锑阳极板/块按电解周期定期装入阳极框，无残极。
进一步地，所述的阳极框为钛板+钛网制作而成，钛板/网厚0.5～3mm，钛网孔径5～20mm。阳极框示意图见附图说明。
进一步地，所述的步骤(4)的电解精炼过程，电解液游离盐酸浓度20～40g/L、Sb3+浓度20～60g/L、氯化钠或氯化钙100～200g/L、并按粗锑阳极板/块中银含量，加入理论量1.0～2.0倍的沉银剂；同级距100～160mm；电解液温度30～50℃；电流密度100～300A/m2；电解过程永久阴极上沉积的阴极锑Sb含量大于99.5％；产出的阳极泥自钛网框掉入电解槽，定期清槽过滤获得富贵金属阳极泥。
进一步地，所述的沉银剂为碘化钠、碘化钾、碘化钙的一种或多种。
进一步地，所述的永久阴极为钛板或钛网。
进一步地，所述的步骤(5)的熔化铸锭过程，补充0.5～2％的覆盖剂，控制熔化温度为750～900℃，锑液铸锭温度为680～800℃。
进一步地，所述的覆盖剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾的一种或多种，铸锭产出的主含锑酸钠、锑酸钾等的碱渣重复利用，部分开路至还原铸块工序作为保护渣。
本发明的一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，粗锑配入还原剂、保护渣熔化铸板/块，锑阳极板/块电解精炼，得到含Sb大于99.5％的阴极锑，经熔铸后获得国标2#锑，锑综合回收率大于99％；电解阳极泥金、银捕集率>99.5％，锑金分离效果显著。
本发明的一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，电流效率>99％，电解直流电耗380～430kWh/t-锑，铸锭覆盖剂消耗5～20kg/t-锑，与传统火法灰吹及其它电解体系电解相比，具有锑金分离效果好，辅料消耗少，能耗低，电解体系锑溶解度大，电解质稳定性好，环境友好，产品产值高等优点。
附图说明
图1本发明方法的工艺流程图。
图2阳极框示意图。
图3锑阳极板/块示意图，
(01-吊装预留卡槽；02-锑阳极板/块)。
图4阴极锑实物及SEM图，
a-钛网阴极沉积锑、b-钛板阴极沉积锑、c-阴极锑SEM图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合部分实施例对本发明作直观地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，但这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
以鼓风炉产粗锑为原料，加入重量比2％的烟煤、2％的碱渣，经850℃还原熔化，锑液浇铸产出锑阳极板(～50kg/块)，主要成分Sb88.5％、Au1105g/t、Ag680g/t、Pb3.68％、Fe3.6％，锑阳极板/块尺寸350×535×40mm，将锑阳极板分别装入阳极框，阳极框尺寸380×535×60mm。
按同级距120mm，在尺寸为2000×500×650mm电解槽中，分别放置14个阳极框和15块阴极，钛网阴极尺寸380×500，阴极有效面积380×400mm。电解液游离盐酸浓度30g/L、Sb3+浓度40g/L、氯化钠150g/L，1.25g/kg-阳极板补加沉银剂碘化钾；控制电解液温度30℃，电流密度200A/m2，平均槽电压0.68V；充电时间23h/d，日产阴极锑28.75kg(Sb99.72％、Au0.1g/t)，阳极泥1.59kg(Sb22.30％、Pb72.63％、Au22475g/t、Ag13720g/t)；电流效率99.5％，直流电耗420kWh/t-锑。
取阴极锑5kg，加入80g碳酸钠、250g锑酸钠碱渣(Sb～21％、铸锭重复利用碱渣)，经800℃熔化铸锭，获得锑锭4.98kg(Sb99.83％)，锑酸钠碱渣368g(Sb～21％)，部分重复使用，部分开路至还原熔化作为覆盖剂。全流程锑直收率>98％，综合回收率>99％。
实施例2
以锑金精矿碱浸-电积产的毛锑为原料(Sb 92％、Fe 0.1％、Au 106g/t、Ag 22g/t、Pb 0.2％，其它主要为附着的硫酸钠)，加入3％的烟煤，经840℃还原熔化，锑液浇铸成阳极板(～50kg/块)，主要成分Sb99.5％、Au110g/t、Ag23g/t，产出的浮渣(含Sb～22％、其它有Na2S、Na2SO3等)返碱浸处理，锑阳极板/块尺寸350×535×40mm，将锑阳极板分别装入阳极框，阳极框尺寸380×535×60mm。
按同级距125mm，在尺寸为2000×500×650mm电解槽中，分别放置14个阳极框和15块阴极，钛网阴极尺寸380×500，阴极有效面积380×400mm。电解液游离盐酸浓度25g/L、Sb3+浓度45g/L、氯化钙180g/L；控制电解液温度30℃，电流密度150A/m2，平均槽电压0.65V；充电时间23h/d，日产阴极锑21.55kg(Sb99.85％、Au0.07g/t)，阳极泥0.21kg(Sb50.31％、Au11270g/t)；电流效率99.6％，直流电耗385kWh/t-锑。
取阴极锑5kg，加入100g碳酸钠、250g锑酸钠碱渣(Sb～21％、铸锭重复利用碱渣)，经820℃熔化铸锭，获得锑锭4.95kg(Sb99.90％)，锑酸钠碱渣375g(Sb～21％)，部分重复使用，部分开路至还原熔化作为覆盖剂。全流程锑直收率>93％，综合回收率>99％。

Claims (9)

1.一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，其特征在于，所述处理方法的步骤依次包括：
(1)配料：将粗锑、毛锑或贵锑合金按比例配入还原剂、覆盖剂；
(2)还原熔铸：将步骤(1)的混合料熔化铸块/板；
(3)锑阳极装框：将步骤(2)浇铸的锑阳极板/块装入阳极框；
(4)电解精炼：将步骤(3)的加锑阳极框在盐酸-氯化钠、氯化钙体系下，采用永久阴极电解精炼，产出阴极锑和富贵金属阳极泥；
(5)熔化铸锭：将步骤(4)产出的阴极锑剥板后按比例配入覆盖剂，熔化铸锭，产出国标2#锑。
2.根据权利要求1所述的一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，其特征在于，所述的步骤(1)的配料过程，配入重量比占粗锑量0.5～3％的煤或焦炭，提供保护性气氛；补充重量比占粗锑量0.5～2％的熔铸碱渣作为保护渣，保护渣循环利用，定期部分开路。
3.根据权利要求1所述的一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，其特征在于，所述的步骤(2)的还原熔铸过程，控制熔化温度为750～900℃；锑液浇铸温度为680～800℃。
4.根据权利要求1所述的一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，其特征在于，所述的步骤(3)的锑阳极装框过程，所述的阳极框为钛板+钛网制作而成，钛板/网厚0.5～3mm，钛网孔径5～20mm。
5.根据权利要求书1所述的一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，其特征在于，所述的步骤(4)的电解精炼过程，电解液游离盐酸浓度20～40g/L、Sb3+浓度20～60g/L、氯化钠或氯化钙浓度100～200g/L、并按粗锑阳极板/块中银含量，加入理论量1.0～1.5倍的沉银剂；同级距100～160mm；电解液温度30～50℃；电流密度100～300A/m2。
6.根据权利要求5所述的一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，其特征在于，所述的沉银剂为碘化钠、碘化钾、碘化钙的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，其特征在于，电解采用的永久阴极为钛板或钛网。
8.根据权利要求1所述的一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，其特征在于，所述的步骤(5)的熔化铸锭过程，补充0.5～2％的覆盖剂，控制熔化温度为750～900℃，锑液铸锭温度为680～800℃。
9.根据权利要求8所述的一种粗锑无残极电解分离锑和金的方法，其特征在于，所述的覆盖剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾的一种或多种。
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