锑氧还原熔炼过程有价组元热力学行为研究

以锑氧粉为研究对象,采用热力学软件FactSage计算还原过程各金属氧化物反应趋势、Me-C-O系优势区图及物相平衡分配。结果表明,在一定温度范围内,控制CO分压与O_(2)分压,可促进Sb_(2)O_(3)向金属Sb转化,PbO向金属Pb转化。随着温度的升高,金属Sb和Pb的稳定存在区域逐渐增大。验证试验表明,在还原温度800℃,还原煤率20%条件下,锑氧还原过程可顺利进行,产出合金品位大于98%,合金收率90%以上。

典型锑-金冶炼过程金和铅物质流分析

应用物质流分析锑-金火法冶炼系统。以金、铅为目标元素,建立了基于生产系统的物质平衡表和物质流图,构建了有关系统直接回收率、废物回收率、资源利用效率的评价指标体系。结果表明:系统内金的资源利用效率为91.76%,挥发熔炼、挥吹炉挥吹、还原熔炼和除杂精炼过程金的直收率分别为86.39%、92.27%、98.64%和95.60%。同时,每产出1 t金属锑,会有6.78 kg的铅进入到冶炼系统中。重点分析冶炼过程中有价元素金及有害元素铅在主要单元过程中的分布转化行为。最后,基于物质流分析提出提高资源利用效率和清洁生产的建议。

锑冶炼砷碱渣资源化利用及无害化处理研究现状

锑冶炼砷碱渣是粗锑精炼过程中产生的废渣,其中含有易溶于水的剧毒性砷酸钠,危害性大。目前,由于对砷碱渣资源化利用技术尚不成熟,我国已堆存了大量砷碱渣,极大地制约了锑冶炼行业的发展。本文对目前砷碱渣固废处理工艺现状进行了分析,对砷碱渣的主要处理方法进行了讨论。通过对比分析,认为对砷碱渣进一步处理而获得无毒且可作为半导体原料的金属砷是更为环保的研究方向。

含砷固废高值利用探索:砷碱浸出渣无害化制备高强陶粒

砷碱浸出渣与陶粒主要组分SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和碱性金属氧化物的原料组成具有一定相似性,其火法脱砷工艺与陶粒烧制工艺也极为相近。提出砷碱浸出渣脱砷收无害化制备陶粒的思路,通过还原焙烧将碑、锑挥发脱除后在烟气中进行捕集,捕集产物可直接返回锑冶炼系统,并在此基础上进行陶粒制备工艺探索。研究结果表明:在控制石英与氧化铝质量比Si/Al=6.5,碱性金属氧化物(Na_(2)O、CaO、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、MgO,下同)在陶粒原料(指砷碱浸出渣、石英、氧化铝)中的质量总占比为15%,外配炭量质量分数5%时,采用随炉升温、随炉降温的方式在氩气气氛中970℃保温30min,最终得到表观密度1022kg/m^(3),压裂力为461N的陶粒,、残留量分别为0.020%和0.44%,砷、锑挥发率分别达到99.19%和92.50%。研究结果为砷碱浸出渣及其他含砷固废的高值化利用提供了借鉴。

铁锰泥制备多孔复合吸附剂及其对废水中锑的动态吸附研究

利用反冲洗铁锰泥和海藻酸钠(SA)制备了一种多孔复合吸附剂ISG,并用于吸附模拟废水中Sb(Ⅲ),探究了不同造孔材料及其添加量对除锑Sb(Ⅲ)性能的影响,并考察了吸附剂填料层高度、模拟废水中Sb(Ⅲ)初始质量浓度、进液流量对动态吸附锑的影响。结果表明,以固体NaHCO_(3)为造孔材料所制备的多孔复合吸附剂ISSG对模拟废水中Sb(Ⅲ)的去除效果最好,适宜条件下ISSG对Sb(Ⅲ)的去除率最高可达98%,且机械强度良好;在一定范围内,吸附剂填料层高度的升高或模拟废水Sb(Ⅲ)初始质量浓度和进液流量的降低都会延长吸附穿透时间;Yoon-Nelson和Thomas模型对吸附穿透曲线拟合良好(R^(2)>0.91),可准确预测穿透时间和饱和吸附量。

双碳战略下中国锑产业发展趋势

锑是一种储量稀少且很难再生回收的战略性稀有金属,从供应端来看,近年来随着我国国内矿山资源的枯竭及环保要求的提高,锑资源储采比逐年降低,2023年储采比为6年,锑资源呈现长期供应趋紧的趋势,我国对国外锑资源的依赖度不断提高。另一方面,随着双碳战略的实施,光伏产业迅猛发展,光伏玻璃澄清剂的消费量迅速增长,2023年焦锑酸钠消费量超过6.24万t(折合锑金属量3.06万t),占锑总需求比例超过20%,已成为仅次于阻燃剂的第二大需求。未来随着双碳战略的实施和全球能源转型,光伏将成为未来全球主导能源之一,对焦锑酸钠的需求还将成倍增长,预计将超出目前锑产业供应的总量,这将对我国锑产业构成严峻挑战,我国应从资源勘探、采选冶、及资源回收等锑产业链各环节采取措施,以满足双碳战略下光伏行业对锑资源的增长需求。

综合利用含锑砷金精矿关键集成技术试验研究

针对某含锑砷金精矿,通过直接氰化试验、两段焙烧氰化试验、直接氰化—浮选回收锑—浮选尾矿两段焙烧氰化试验等工艺技术进行试验研究。结果表明,采用一级直接氰化、二级氰化尾矿浮选富集锑精矿、三级为锑浮选尾矿两段焙烧氰化关键集成技术方法,含锑含砷金精矿直接氰化金、银浸出率分别为31.22%、85.19%,氰化尾矿浮选产出锑含量为38.80%的锑精矿,精矿产率为10.50%,锑回收率达到90.94%,锑浮选尾矿采用两段焙烧氰化金、银回收率分别达到90.07%、52.70%,该关键集成技术方法使金、银、锑的综合回收率分别达到93.56%、92.99%、90.94%,显著提高了有价金属资源的综合回收效果,实现了含锑砷金精矿资源的高值化、资源化利用。

锑电积贫液中锑回收试验研究

针对甘肃某公司锑电积贫液含锑较高,酸化沉锑渣锑品位高导致其与低品位矿配矿后碱浸锑回收率低的问题,开展了酸化沉锑—冷却结晶—碱浸—电积试验研究。通过单因素试验考察了pH、反应温度、搅拌速度和冷却结晶等对酸化沉锑效果的影响,结果表明:在酸化沉锑pH=5,冷却结晶温度10℃,碱浸矿浆浓度20%、Na_(2)S质量浓度85 g/L、NaOH质量浓度40 g/L、碱浸时间1 h、电积NaOH质量浓度70 g/L、电流4.80 A、阴极与阳极面积比为5.8∶1、电积时间50 h的条件下,电积试验锑回收率为82.29%,阴极锑品位为92.72%,提高了资源利用率。

新型脱锑工艺的应用研究

锑(Sb)是一种有毒金属,已引起人们的广泛关注。锑矿开采和含锑产品的生产使用会产生大量含锑废水,对生态环境和人体健康造成严重威胁,含锑废水的净化处理成为水污染控制亟待解决的问题之一。本文利用生物制剂作为高效除锑剂并结合新型工艺,以实现高效脱锑。实验室确定试验参数后,企业进行工业化试验验证,二者结果吻合。该新型脱锑工艺处理效果良好,能够同步脱除砷和锑。

铜冶炼火法过程中锑的分布与走向研究

采用某厂的工艺生产数据,对锑杂质的分布走向进行研究,对产出料中间品的锑的物相组成进行表征分析,结果显示冶炼渣中锑主要以高价锑化合物、Sb_(2)O_(3)与其他化合物聚合形式存在,冰铜中主要以Sb_(2)O_(3)及少量复杂锑化合物形态存在,艾萨烟尘中主要以Sb_(2)O_(3)、高价锑化合物、锑硫化物形式存在,转炉烟尘主要以Sb_(2)O_(3)形式存在。

炼锑砷碱渣无害化资源化处理新工艺

利用炼锑砷碱渣中的砷、锑、碱的特性,先将其中的碱转化为氢氧化钠,然后采用火法技术挥发砷锑、湿法技术分离碱、含二氧化硅等无机粉尘的炉渣。该工艺产出的含砷烟尘用作提砷原料,氢氧化钠溶液作用含硫烟气脱硫等,浸出炉渣用于建材,实现了砷碱渣的无害化和资源化的处理。

高纯三氯化锑的提纯工艺研究

以国标级99.80%三氧化二锑为原料,研究了合成三氯化锑时盐酸比例、蒸发温度、精馏提纯釜内温度等因素对高纯三氯化锑制备的影响。研究结果表明:三氧化二锑合成三氯化锑时,盐酸用量为化学计量比的1.5倍;三氯化锑母液蒸发浓缩工序中,120℃的釜温能够有效提升砷元素的脱除率;精馏提纯工序,控制回流比8∶3,精馏釜温223.8~230℃内精馏分馏出来的SbCl_(3)产品满足后续高纯锑(6N级以上)制备要求,As、Pb、Bi含量都小于0.05 mg/kg。本研究有效扩大了高纯锑生产对三氧化二锑原料的选择范围,对实现批量化高纯锑的生产有着非常重要的意义。

复杂锑金精矿与铅精矿协同熔炼过程热力学研究

以锑金精矿与铅精矿为研究对象,采用热力学软件FactSage计算协同熔炼过程各金属硫化物反应趋势、Me-S-O系优势区图及物相平衡分配规律。热力学分析表明,控制适宜的氧分压和硫分压可实现协同熔炼过程处在Pb(l)+Sb(l)热力学稳定区域,协同熔炼过程Sb_(2)O_(5)与PbS发生交互反应生成金属Pb、Sb的趋势较大,有利于实现熔炼过程Sb的回收和Au的捕集。验证试验表明,在熔炼温度1200℃、CaO SiO_(2)=0.40、Fe SiO_(2)=1.05、富氧浓度90%的条件下,锑金精矿与铅精矿协同熔炼过程可顺利进行,合金中Pb、Sb收率均大于88%,渣中Pb、Sb含量均小于1%,合金中Au含量达78 g t。

低品位含锑金精矿浸出试验研究

根据低品位含锑金精矿中元素的赋存状态和主金属品位,考察了浸出剂浓度、浸出时间、浸出温度、液固比等关键因素对锑浸出率的影响,为企业建厂设备选型和工业化生产提供了关键技术支撑。

金属滤料收尘器在烟气砷锑分离中的应用

本文介绍了高砷锑烟尘在冶炼时产出烟气的特点,针对该特点提出了在烟气中进行砷锑分离的方案,并在相关冶炼厂中开展试验。文中重点介绍了金属滤料收尘器在烟气砷锑分离系统应用时的设计要点,并在实际使用中达到了预期目的,为同类项目设计提供了参考意义。

锑火法冶炼过程锑、砷物质流分析

应用物质流分析于锑火法冶炼系统。以锑、砷为目标元素,建立基于生产系统的物质平衡表和物质流图,构建有关系统直接回收率、废物回收率、资源效率的评价指标体系。结果表明:锑的资源效率为89.21%,挥发熔炼、还原熔炼和除杂精炼过程锑的直收率分别为78.79%、91.00%和96.06%。同时,每产出1 t金属锑,会有11.94 kg的砷进入到冶炼系统中。砷为冶炼过程主要杂质元素。重点分析砷在主要单元过程中的分布转化行为。基于物质流分析提出提高锑资源利用效率和清洁生产的建议。

钙化转型-碳热还原从砷碱渣中分离制备砷锑

锑冶炼砷碱渣是锑冶炼过程中产生的危险固体废渣,目前对其进行资源化综合利用较为困难,存在砷锑回收率低、分离不完全、可能造成二次污染等问题。为解决这些问题,本研究以砷碱渣为原料,采用钙化转型-碳热还原工艺对砷碱渣进行处理。热力学研究结果表明,钙化转型拉大了砷锑还原所需要的温度区间,有利于还原过程中砷锑的分离。在最佳条件下,砷碱渣中的砷和锑的钙化率分别达到99.67%和98.74%;真空条件下对钙化渣还原可以有效分离砷、锑,碳热还原过程中钙化渣中砷、锑的还原率均超过99%,反应后经一次真空蒸馏提纯,砷、锑的纯度均能达到99.8%。与传统砷碱渣处理方法相比,该方法能更好地分离回收砷、锑,且制备的砷、锑纯度更高。

脆硫锑铅矿的低温熔盐冶炼工艺及机制研究

研究了以ZnO为固硫剂,碳粉为还原剂,Na 2CO 3、NaCl混合物熔盐为熔炼介质,对脆硫锑铅矿进行固硫还原反应制备锑铅合金,并探讨了冶炼机制。结果表明:在900~1000℃下,固硫还原反应可以进行;熔渣中有ZnS生成,起到了固硫作用;在熔炼温度900℃、熔炼时间90 min、ZnO用量为矿石质量1.05倍、碳粉用量为矿石质量0.3倍、熔盐为反应物总质量3倍、熔盐组成为Na 2CO 3和NaCl质量比6∶4条件下,锑铅合金直收率达79%,其中锑质量分数为42%,铅质量分数为46%;该法可将矿石中的S元素以ZnS形式固定,避免了含硫废气的排放,且作为熔盐的Na 2CO 3和NaCl可再次回收,有利于实现环境友好和资源回收利用。

Na_(2)S-H_(2)O体系浸出高碲砷碱渣中碲的工艺试验研究

山东某有色金属冶炼企业产铅阳极泥,在回收金银时产生的中间物料砷碱渣含碲量高达14%,现有工艺碲回收率低。本文针对在铅阳极泥熔炼生产三氧化二锑过程中产出的高碲砷碱渣开展湿法浸出试验研究,采用Na_(2)S-H_(2)O体系浸出砷碱渣中碲,研究液固比、NaOH浓度、Na_(2)S浓度、浸出时间、浸出温度对碲浸出率影响。研究结果表明,在液固比6∶1、NaOH浓度15 g/L、Na_(2)S浓度40 g/L、浸出时间1 h、浸出温度50℃条件下,碲的浸出率能达到82%。相比传统水浸工艺,该工艺碲浸出率提高了20%。本文可为含碲物料的清洁、高效、短流程分离提取提供理论依据和数据支撑。

添加Pb^(2+)锌粉置换法脱除铊热力学分析及应用

硫酸锌溶液中铊含量高会引起电积锌时烧板,目前的锌粉置换除铊存在锌粉用量大、效率低、除铊不彻底的缺点。文章研究了在锌粉置换过程中引入Pb^(2+)以形成Pb-Tl共沉淀而强化除铊的方法,首先对Tl-Pb-Zn-H2O多元体系进行了热力学分析,表明锌粉置换铊难以彻底进行,而通过引入Pb^(2+)形成PbTl合成,可使置换平衡电位提高152mV,提高反应的推动力;其次,以TlNO_(3)溶液为对象,考察了Pb^(2+)加入对除铊效果的影响,当按nPb^(2+)∶nTl+=1∶1加入Pb^(2+)后,除铊率最佳,达98%以上,铅与铊具有重合的元素分布。