銅、鉛冶煉過程中銻的綜合回收及利用

董準勤，李雪山，陳 濤

（山東恒邦冶煉股份有限公司，山東煙臺 264000）

受原料供求關系的影響，目前各銅冶煉廠處理的原料種類繁多而且成分復雜［1］，山東恒邦冶煉股份有限公司采用富氧熔池熔煉煉銅及不銹鋼永久陰極銅電解精煉技術進行生產［2，3］，該工藝的主要優點為可以處理各種復雜物料，允許所處理的物料成分波動范圍較大，對物料的粒度、水分沒有嚴格的要求且工藝操作易于控制與調節，僅混合爐料銅綜合品位對熔煉產能及作業成本有影響。隨著入爐原料的日趨復雜，其伴生的雜質元素如砷、銻、鉍、鉛等有害雜質元素在熔煉、精煉、電解及制酸過程中的中間物料富集，如何控制中間物料雜質元素含量、將其變廢為寶、提高企業綜合回收能力是冶煉企業永恒的課題［4］。

銅冶煉過程中鉛、鋅、砷、鉍的綜合回收研究的較多［5，6］，且都有較好的開路，而在銅冶煉過程中，一般將銻視為有害雜質，關于銻的綜合回收的闡述較少。本文以該公司的實際生產數據為依據，分析了銻元素在銅、鉛冶煉過程中分布及走向，并概述了銻的綜合回收利用情況。

1 銅冶煉過程中銻元素的分布及走向

公司銅冶煉系統入爐物料主要由銅精礦、含銅高金銀雜礦、渣精礦、脫砷礦及其它系統轉入的含銅物料等混礦組成，混合爐料經富氧熔池熔煉、轉爐吹煉、火法精煉及電解精煉，產出陰極銅、銅陽極泥及部分中間物料，銻元素在銅冶煉過程中的分布見表1。

表1 銅冶煉過程中銻元素的走向及分布 %

由表1可以看出，在銅冶煉過程中銻元素分布比較分散，主要集中分布在鐵精礦和尾礦中，次要分布在銅陽極泥、白煙塵浸出渣和精煉電煙塵中；鐵精礦和尾礦中的銻占總量的79.94%，銅陽極泥、白煙塵浸出渣和精煉電塵灰中的銻占總量的16.22%。

在銅冶煉各個工序中，熔煉工序對銻元素的分布影響較大［7］。熔煉生產過程中，銻元素大部分進入熔煉渣中，一般熔煉渣含銻在0.5%～0.6%左右，熔煉渣經過渣選后，產出渣精礦、鐵精礦及尾礦，其銻含量分別為1.1%、0.42%、0.5%，渣精礦返回至原料車間進行配料，鐵精礦及尾礦進行外售，其含有金屬銻目前沒有有效的回收手段。而在冶煉過程中，熔煉白煙塵浸出渣和精煉電煙塵其含鉛、銻較高，含銅較低，可返回鉛系統進行綜合回收；電解工序產出的銅陽極泥含銻高達19.19%，可返至稀貴金屬回收系統進行回收。

2 鉛冶煉過程中銻元素的分布及走向

公司鉛冶煉系統入爐物料主要由鉛精礦、銀鉛礦、脫砷礦及其它系統轉入的含鉛物料等混礦組成，混合爐料經富氧底吹熔煉、液態渣熔融還原、還原渣煙化揮發及電解精煉，產出電解鉛、鉛陽極泥、氧化鋅及部分中間物料，銻元素在鉛冶煉過程中的分布見表2。

表2 鉛冶煉過程中銻元素的走向及分布 %

由表2可以看出，在鉛冶煉過程中銻元素在鉛冶煉生產的主流程中得到富集［8］，主要富集在鉛陽極泥中，鉛陽極泥含銻可達到30.67%，其中銻金屬量占總投入量的90.64%，其一般返至稀貴金屬回收系統進行綜合回收；而黑冰銅和白冰銅分別轉至銅冶煉系統中的熔煉工序和吹煉工序回收其中的銅、銻等金屬。

3 低銻含金物料的預處理

含銻難處理金礦日漸增多，其開發問題日益得到人們的關注，對于典型的含銻4%～12%、含金40～70 g／t的金精礦，既無法進入火法煉銻系統處理，又不能采取傳統的焙燒-氰化的黃金冶煉工藝處理［9，10］。公司將傳統的堿性濕法煉銻工藝與目前現有的生產系統相結合，對該種礦物中的金、銻進行了回收，其生產工藝流程如圖1所示。

圖1 含銻金精礦預處理工藝

外購的低銻金精礦先進行浮選，產出含銻較高的銻精礦，在攪拌加熱的條件下，用硫化鈉、氫氧化鈉浸出銻精礦，浸出液送入電積工序，在直流電的作用下，陰極板析出毛銻，部分電積貧液返回浸出工序，浸出工序產出的低銻金精礦返回銅冶煉系統進行配料。

目前公司生產指標平穩，浸出工序銻浸出率大于85%，浸出渣含銻在1.6%左右；電積工序陰極電流密度控制在150～200 A／m2、溫度60～80℃，電積富液含銻45～60 g／L，電積貧液含銻低于 5 g／L，毛銻含銻大于95%以上；電積貧液通過蒸發濃縮至密度1.5～1.6 g／cm3后冷卻結晶，產出粗制硫化鈉（含Na2S＞30%）。

4 銅、鉛陽極泥中銻的回收

公司銅冶煉系統產出的銅陽極泥和鉛系統產出的鉛陽極泥均返回稀貴金屬回收系統進行回收。陽極泥的回收有很多種方式［11］，公司先前銅、鉛陽極泥分別采用的濕法-火法聯合冶煉工藝流程，其工藝流程長且較為復雜，目前公司采用銅陽極泥與鉛陽極泥聯合處理工藝，其生產工藝流程如圖2所示。

銅系統產出的銅陽極泥經過回轉窯焙燒脫硒、酸浸脫銅后與鉛系統產出的鉛陽極泥經過氧壓浸出脫砷后進行配料，進入轉爐還原熔煉產出貴鉛和銻渣，產出的貴鉛進入吹銻爐將大部分銻進行揮發，產出銻煙灰及低銻貴鉛，低銻貴鉛進入分銀爐進行氧化精煉，產出金銀合金板、鉍渣及銻煙灰，金銀合金板送入金銀回收系統產出金錠、銀錠，鉍渣進入鉍回收系統產出精鉍，轉爐產出的銻渣和吹銻爐、分銀爐產出的部分銻煙灰送入銻還原爐進行還原熔煉產出粗銻，粗銻通過堿性氧化精煉產出合格銻液，合格的銻液轉入氧化鍋內進行氧化吹銻，產出合格的銻白。

圖2 銅、鉛陽極泥聯合處理工藝

目前公司生產指標平穩，生產過程簡單，生產周期短，產出中間物料較少，后續處理壓力小，與傳統銅、鉛陽極泥單獨處理工藝相比，金屬綜合回收率有所提高，金回收率可達到99.2%，銀回收率可達到99%，銻回收率95%，鉍回收率97%。

5 結語與展望

隨著冶金行業的發展，行業競爭不斷地加劇，國家環保政策的日益嚴格，如何回收原料中伴生的有價金屬元素，提高資源的整體利用效率將是企業生存發展的關鍵。

目前公司的銅、鉛冶煉系統、稀貴金屬回收系統及其它生產系統是相輔相成，是一個有機的整體，而銻元素的綜合回收是其中的重要環節。公司主要有兩種銻產品，分別是銻白和毛銻。銅、鉛及稀貴金屬回收系統中的各種物料中的銻大部分是以銻白的形式進行了回收，該工藝已平穩運行多年，而在低銻含金物料的預處理過程中，銻主要以毛銻的形式進行了回收，其在生產過程，原料中的金部分被浸出而進入毛銻中［12］，使得產出的毛銻含金為 80～100 g／t，毛銻外售時，金的計價系數較低，如何將毛銻中的銻與金進行有效的分離是公司目前面臨的一個問題。

公司先前嘗試將毛銻送入稀貴金屬綜合回收系統銻白生產工序中生產銻白，在試生產中存在兩個問題，一是目前銻白的銷路不好，產出的銻白不好賣，二是其生產成本較高，且金的回收率較低，效益較差。由于存在上述兩個問題，公司已與其他合作單位進一步深入研究了其它工藝，目前已取得了部分突破，一是在SHN體系下，對毛銻進行了電解中試的研究，產出的電解銻中金含量＜0.5 g／t，電效在96%以上，金的回收率大于99%；二是對毛銻進行了真空蒸餾試驗，爐溫1 100℃，爐內殘壓約1.3 Pa，蒸餾4 h后，冷凝物含金約0.5～1.0 g／t，殘渣含金約2.2%～3.2%。

根據中試結果，上述兩種方法均能將毛銻中的金與銻進行有效的分離，且分離效果都很好，但要實現工業化，還需要對其生產成本及其工業化的難易程度進行進一步的研究和評估。