[发明专利]一种锑或铋的湿法-火法联合冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明属于冶金化工领域，涉及一种从锑(或铋)精矿或含锑(或铋)物料中提取锑(或铋)的方法。

背景技术

锑(Sb)是一种银白色脆性金属，在常温下是一种耐酸物质。它是一种用途广泛的金属，被誉为“灭火防火的功臣”、“战略金属”、“金属硬化剂”、“荧光管、电子管的保护剂”。

金属锑的现有生产方法，可分为火法与湿法两大类。“鼓风炉挥发熔炼-反射炉还原熔炼”是当前最主要的火法炼锑工艺，该工艺先将硫化锑精矿或含锑物料经压团或制粒后，与焦炭和熔剂一起加入鼓风炉，在“低料柱、薄料层、高焦率、热炉顶”的作业制度下进行挥发熔炼，使硫化锑挥发氧化，从而与脉石和其它杂质分离，生成的氧化锑与烟气一道进入冷凝收尘系统收集，再经反射炉还原熔炼产出粗锑。本工艺对原料适应性强，处理能力大，但普遍存在焦率高、能耗大、收尘系统庞大、操作繁杂等缺陷。尤其是在鼓风炉挥发熔炼工序产生低浓度SO₂烟气及重金属粉尘，严重污染生态环境，至今是一个尚未解决的技术难题。

而现有的湿法炼锑也方法也存在很多问题：1)硫化钠浸出-硫代亚锑酸钠溶液电积法中，硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠和硫代锑酸钠积累严重；废液处理量大且较繁杂；电流效率低，电耗高。2)硫代亚锑酸钠浸出液的氢还原法在技术上是可行的，但该法存在还原速度慢、锑粉粘结反应管壁、堵塞管道等问题。3)FeCl₃浸出-电积法中，溶液杂质积累速度较快；阴离子交换膜比较昂贵且损耗较快，电积控制条件苛刻；浸出渣中As、Au分离困难；生产成本仍比火法高。4)氯化-水解法工艺要求大量的水稀释溶液，酸耗高、水耗大、试剂耗量大，生产周期长，废水排放量大。5)矿浆电解法亦仍在试验阶段，在电解过程中硫粘附在阳极上，影响电解的正常运行，工程化应用有很大困难。

而铋则是一种“绿色”稀有金属，广泛用于铋基低熔点合金、冶金添加剂、医药及军工等领域。铋在自然界存量极少，丰度和银相当，且大都与铅、钨和钼矿床共生，因此铋一般作为钨、钼、铅、铜、锡冶炼过程中的副产品回收。铋的冶炼方法有湿法及火法两种，对于高品位的铋精矿通常采用火法处理。但从上世纪60年代后期开始，随着复杂难选低品位铋矿、高硅铋矿及各种含铋二次资源的增多，我国开始致力于难处理铋矿及铋物料湿法冶金新工艺的研究。

目前国内外处理难处理铋矿及低品位含铋物料的湿法冶金方法很多，主要有三氯化铁浸出-铁粉置换法、三氯化铁浸出-隔膜电积法、三氯化铁浸出-水解沉铋法、氯气选择性浸出法、盐酸-亚硝酸浸出法、氯化水解法等。这些方法大都采用FeCl₃、Cl₂、硝酸等作为氧化剂和配位剂氧化浸出铋矿或含铋物料，浸出后的溶液采用水解法、铁粉置换法、电积法、还原干馏法等产出氯氧铋、海绵铋及三氯化铋等产品。这些冶金过程各有其优点，但大都存在流程长、废水量及渣量大、设备腐蚀严重等问题。目前还国内外还未见有湿法炼铋规模化生产的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的从锑(或铋)精矿含锑(或铋)物料中提取锑(或铋)的方法，以改进目前锑(或铋)冶炼过程中存在的能耗高、污染重、设备复杂等问题，实现锑(或铋)的清洁生产，达到节能减排、降耗增值的目的。

一种锑或铋的湿法-火法联合冶炼工艺，包括以下步骤：

从锑或铋的精矿，或者含锑或铋物料浸出锑或铋；对浸出液进行还原净化；对还原净化后液进行水解得到氯氧锑或氯氧铋；以得到的氯氧锑或氯氧铋为原料在Na₂CO₃体系内进行惰性还原熔炼得到精锑或精铋。

熔炼结束后Na₂CO₃作为惰性熔剂重新返回熔炼。

所述的浸出过程具体如下：

在盐酸体系中浸出锑或铋，浸出的条件为：浸出温度为0～90℃，浸出时间为10min～180min，盐酸浓度为1～6mol·L^-1；当锑或铋以氧化物形态存在的物料浸出时，不加氧化剂，当锑或铋以硫化物形态或以金属态存在的物料浸出须加入氧化剂，所述的氧化剂为H₂O₂、Cl₂、SbCl₅或氯酸盐中的一种或几种的混合物；氧化剂的加入量为理论量的1～5倍。

所述的还原净化的条件为：温度为0～90℃，时间为10min～180min，还原剂的加入量为理论量的1～5倍，所述的还原剂为海绵锑粉或海绵铋粉。