CN1046142C - 复杂锑精矿的硫酸钠熔炼法 - Google Patents
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Abstract
一种复杂锑精矿的处理方法,本发明包括硫酸钠熔炼、浸出、沉锑、除铁等步骤,产出锑酸钠和其它有价金属(铅、金)精矿。本发明与传统的硫酸钠浸出法比较,用硫酸钠代替硫化钠,大幅度降低处理费用;高温熔炼过程破坏原料的矿物结构,使锑、砷、铅或银分离比较彻底,并且能有效地提高其它有价金属的品位,有利于后续冶炼过程;有利于废水综合治理,达到以废治废的目的。本发明适用于含锑≥20%的含砷锑金精矿、锑金精矿、脆硫锑铅精矿、锑铅精矿、锑铅银精矿等复杂锑精矿的处理。
Description
本发明涉及一种复杂锑精矿的处理方法,特别是火法合成可溶性锑盐和稀酸除铁的冶金过程。它通过硫酸钠熔炼、浸出、沉锑、除铁等步骤,产出锑酸钠和其它有价金属(铅、金)精矿。
复杂锑精矿如含砷锑金精矿、脆硫锑铅精矿炼锑的传统湿法方法是硫化碱液浸出-电积流程。该流程成熟可靠,但流程长,设备复杂,成本高,且电积时产生硫代硫酸钠、多硫化钠,此电解液返回浸出时精矿中金损失于浸出液及阴极锑(赵天从著《锑》,386页,504页,冶金工业出版社,1987年)。近年发展了从硫化碱浸出液中空气氧化直接沉锑(以锑酸钠形式),虽大大简化了工艺,但存在硫化钠消耗大,成本高等缺点,同时浸出渣含铅品位低,难以富集,达不到铅精矿等级的要求,不能充分利用资源。在处理含砷锑金精矿时因部分金包裹在黄铁矿和毒砂中,使得脱锑后渣中的金仍难以浸出,需要用其它的预处理过程解离金。
为了克服以上不足,本发明提供了一种用硫酸钠代替硫化钠,通过高温处理使矿物结构发生变化,有利于锑、金、银、铅等有价金属回收,能处理复杂锑精矿特别是含砷锑金精矿、脆硫锑铅精矿的方法。
本发明的解决方案是用硫酸钠(Na2SO4)、还原煤(C)和复杂锑精矿在高温下熔炼,熔炼后,放出熔体并冷却,破碎,细磨,然后与熔练烟尘合并用水或NaOH的水溶液浸出,浸出后,铅(或金或银)及铁和少量硫及还原煤的灰分留在浸出渣中,锑和砷及未反应的硫酸钠进入浸出液,浸出液经通空气氧化,锑以锑酸钠的形式沉淀,硫则形成硫酸根、硫代硫酸根等阴离子,砷氧化成砷酸根仍留在溶液中,形成沉淀后液,沉锑后液经浓缩结晶回收部分钠盐作为试剂返回熔炼过程,结晶后母液用硫酸亚铁处理、排放。浸出渣中以硫化亚铁形式存在的铁,再用稀硫酸浸出,铁进入溶液,硫离子以硫化氢形式析出,用沉锑后液吸收,经除铁后的浸出渣为高品位的有价金属精矿如:铅精矿、金精矿。
有关过程和条件详述如下:
1.熔炼
熔炼过程中各物料的组成为(重量比):硫酸钠∶还原煤∶复杂锑精矿=1~1.5∶0.1~0.3∶1,熔炼温度为650~1000℃,时间为0.5~3小时;放出的熔体经冷却,破碎,细磨至0.175mm以下,进入浸出过程。
熔炼过程的主要反应有:
式(4)中n值取1~3,相应生成的硫代锑酸盐为NaSbS2、Na4Sb2S5和Na3SbS3。在生成硫代锑酸盐的同时,黄铁矿和毒砂发生分解:
2.浸出
浸出温度为20~100℃,NaOH浓度为0~50g/L,浸出液固比(重量比)为1.5~3∶1,时间为0.25~4小时,滤渣用清水洗涤3次,洗水返回作下次浸出用。
浸出过程发生的主要反应有:
3.沉锑
在浸出液中通入空气氧化沉淀锑,通空气的压力为0.2~1MPa,时间为5~20小时,温度为20~50℃。沉锑过程发生的主要反应有:
4.除铁
浸出渣中的铁以硫化亚铁存在,本发明用稀硫酸作浸出剂将其除去,
除铁时的浸出温度为10~30℃,时间为0.25~2小时,硫酸用量为锑浸出渣量(重量百分比)的5~15%,H2S气体用沉锑后液吸收,所得FeSO4溶液用于中和蒸发结晶硫酸钠后的母液或生产硫酸亚铁产品。
所述的硫酸钠可以是工业纯硫酸钠,也可以是沉锑后液蒸发结晶返回的合有Na2S2O3 Na2SO3、Na2S的Na2SO4。
本发明适用于含锑≥20%的含砷锑金精矿、锑金槽矿、脆硫锑铅精矿、锑铅精矿、锑铅银精矿等复杂锑精矿的处理。
本发明与传统的硫化钠浸出法比较,有以下优点:用硫酸钠代替硫化钠,大幅度降低处理费用;高温熔炼过程破坏厚料的矿物结构,使锑、砷、铅(或金)分离比较彻底,并且能有效地提高有价金属的品位,有利于有价金属的后续冶炼过程;废水综合治理,达到以废治废的目的。与氯化法相比,本发明无须特殊防腐,设备投资及维护费用低,所用试剂价廉易得,对于含砷锑金精矿,产出的高品位金精矿可直接氰化提金。与火法相比,有价金属的回收率大幅度提高,产品质量好。
附图说明:
图1:本发明工艺流程示意图。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
1.广西某脆硫锑铅精矿,其主要成分为(%):
Sb:25.31,Pb:24,S:20,Fe:8.1。
熔炼所用原料与试剂的配比(重量比)为:硫酸钠∶脆硫锑铅精矿∶还原煤为1∶1∶0.2,熔炼温度为1000℃,时间为2小时,熔炼后保留在熔体中的锑和铅分别为81%和80%,19%的锑和20%的铅挥发进入烟尘,熔体冷却,破碎,细磨至0.175mm以下,然后与熔炼烟尘合并以液固比为2.85∶1用20g/L NaOH水溶液进行浸出,浸出时间为2小时,浸出温度为80℃。浸出液经通空气氧化,氧化条件为空气压力为0.3MPa,温度为40℃,时间为10小时,得到的锑酸钠产品含锑47.4%,沉淀后液含锑0.06g/L。浸出渣用30g/L的硫酸溶液以液固比为3∶1在30℃下浸出1小时,得到脱铁渣含铅53%,作为铅精矿。从脆硫锑铅精矿到锑酸钠锑的回收率为94%。
2.湖南某含砷锑金精矿,其主要成分为(%):
Sb:29.31,As:6.5,S:22.55,Fe:13.73,Au:50g/T
熔炼所用原料与试剂的配比(重量比)为:硫酸钠∶含砷锑金精矿∶还原煤为1∶1∶0.15,熔炼温度为1000℃,时间为2小时,保留在熔体中的锑和砷分别为79%和81%,21%的锑和19%的砷挥发进入烟尘,熔体冷却,破碎,细磨至0.175mm以下,然后与熔炼烟尘合并以液固比为2.5∶1用50g/L NaOH水溶液进行浸出,浸出时间为1小时,浸出温度为80℃。浸出液经通空气氧化,氧化条件为空气压力为0.3MPa,温度为40℃,时间为10小时,得到的锑酸钠产品含锑46%,沉锑后液含锑0.08g/L,含砷15g/l。浸出渣用40g/L的硫酸溶液以液固比为3∶1在30℃下浸出1.5小时,得到脱铁渣含金150g/T,锑1.5%,砷0.4%,锑的回收率为92%,金的回收率为98%。
Claims (3)
1.一种处理复杂锑精矿产出锑酸钠和其它有价金属精矿的方法,其特征在于:
a:熔炼过程中各物料的组成为(重量比):硫酸钠∶还原煤∶复杂锑精矿=1~1.5∶0.1~0.3∶1,熔炼温度为650~1000℃,时间为0.5~3小时;放出的熔体经冷却,破碎,细磨至0.175mm以下,进入浸出过程;
b:浸出温度为20~100℃,NaOH浓度为20~50g/L,浸出液固比(重量比)为1.5~3∶1,时间为0.25~4小时,滤渣用清水洗涤3次,洗水作下次浸出用;
C:在浸锑液中通入空气氧化沉淀锑,通空气的压力为0.2~1MPa,时间为5~20小时,温度为20~50℃;
d:用稀硫酸作浸出剂除铁,除铁时的浸出温度为10~30℃,时间为0.25~2小时,硫酸用量为锑浸出渣量的5~15%,产出H2S气体用沉锑后液吸收,所得FeSO4溶液用于处理结晶硫酸钠后的母液或生产硫酸亚铁产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的硫酸钠为工业纯硫酸钠,或含有Na2S2O3、Na2SO3、Na2S的Na2SO4。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的复杂锑精矿包括含锑≥20%的含砷锑金精矿、锑金精矿、脆硫锑铅精矿、锑铅精矿、锑铅银精矿。
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