鉛錫銻冶煉浮渣的錫銻分離

1、doi: 10.3969/j.issn.1007-7545.2016.01.001鉛錫鑲冶煉浮渣的錫鑲分離楊瑋嬌1,2,劉勇3,王成彥4,趙峰1（1.北京礦冶研究總院，北京100160; 2.昆明理工大學 冶金與能源工程學院，650093;.湖南黃金集團，長沙410007;.北京科技大學 冶金與生態(tài)工程學院，北京100083）摘要：采用堿性浸出技術對鉛錫睇冶煉浮渣中的錫睇分離進行研究。試驗表明，控制初始溶液NaOH濃度120150g/L、浸出液固比L/S=2 ： 1、反應溫度40 C、氧化劑加入量為物料量的3%5%、反應時間2 h的情況下，錫的浸出率可達到85%以上，而睇基本不浸出。富集了鉛睇

2、的浸出渣可直接返回鉛睇合金熔煉系統，鉛錫浸出液經 結晶后得到含錫40.7%的錫酸鈉。關鍵詞：鉛錫冶煉浮渣；錫；睇；分離；堿性浸出中圖分類號：TF812; TF814文獻標志碼： A文章編號：1007-7545 （2016） 01-0000-00Separation of Tin and Antimony from Pb-Sn-Sb Smelting SlagYANG Wei-jiao 1,2, LIU Yong 3, WANG Cheng-yan 4, ZHAO Feng 1(1. Beijing General Research Institute of Mining and Metallu

3、rgy, Beijing 100160, China;Faculty of Metallurgy and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, ChinaHunan Gold Group, Changsha 410007, China;School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China

4、) Abstract: Separation of tin and antimony from Pb-Sn-Sb smelting slag was investigated by alkalinity leaching method. The results show that tin leaching rate is 85% above and antimony leaching rate is almost zero under the optimum conditions including initial concentration of NaOH of 120-150 g/L, r

5、atio of liquid to solid of 2 ： 1, temperature of 40 C , dosage of oxidizing agent of 3%5% of raw materials, and leaching duration of 2 h. Pb-Sb enriched leaching residue is returned to Pb-Sb alloy smelting process. Sodium stannate with 40.7% Sn-containing is recrystallized from Pb-Sb leaching lixivi

6、um to realize recovery of tin.Key words : Pb-Sn smelting slag; tin; antimony; separation; alkalinity leaching在鉛錫睇合金的堿性精煉生產過程中，均會產出一定量的冶煉浮渣，其主要成分為鉛、錫、睇的氧化物和 相應的鈉鹽，具有鉛含量高、錫和睇含量相對較低的特點1-2。受鉛合金的成分要求影響，該類浮渣很難直接返回熔煉再生產合金，而必須進行錫睇的分離。結合工廠的生產實際情況和浮渣的物料特性，本文提出采用堿性 浸出一凈化一結晶的工藝，實現浮渣中錫睇的分離。1試驗原料、原理和方法試驗原料試驗所用原料為

7、某公司的鉛錫冶煉浮渣，主要成分(): Pb 71.79、Sn 5.97、Sb 2.40、Na 7.49、S 0.32、C 0.53。氧化劑為該公司自產的高鉛氧化劑，主要成分(): Pb 71.00、S 6.75。試驗原理基于錫酸鈉和睇酸鈉在堿性溶液中的溶解度不同，從而實現錫睇的分離。由于浮渣中的錫主要以亞錫酸鈉 和氧化亞錫存在，睇主要以亞睇酸鈉存在，因此，采用氧化堿浸的辦法，使大部分的低價金屬鈉鹽轉變?yōu)楦邇r金屬鈉鹽，進而可實現錫和睇的分離3-6。主要反應： TOC o 1-5 h z SnO+4NaOH+PbO 2=Na2SnO3+Na2PbO2+2H2O(1)Na2SnO2+2NaOH+Pb

8、O 2=Na2SnO3+Na2PbO2+H2O(2)NaSbO2+4NaOH+PbO 2=Na3SbO4+Na2PbO2+2H 2O(3)PbO+2NaOH=Na 2PbO2+H2O(4)Pb+4NaOH+PbO 2=2Na 2PbO2+2H2O(5)收稿日期：2015-08-04基金項目：國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）項目（2012AA06A110 ）作者簡介：楊瑋嬌（1983-）,女，浙江臺州人，碩士，高級工程師 .試驗萬法取一定量的鉛錫睇浮渣，配入一定量的氧化劑和氫氧化鈉，按一定的液固比，在裝有陶瓷球的攪拌磨反應 器中進行攪拌浸出，保溫浸出一定時間后，液固分離并對濾渣進行洗滌，富含

9、錫鉛的浸出液進入結晶工序，結 晶產物（錫鉛混合物）通過熔鑄即為錫鉛合金，結晶后液返回浸出工序繼續(xù)浸出。2試驗結果與討論影響錫睇分離的因素有浸出液氫氧化鈉濃度、氧化劑加入量、浸出液固比（L/S）、浸出溫度和浸出時間等。本文采用單因素試驗進行考察。2.1氫氧化鈉濃度固定條件：L/S=2 ： 1、室溫、時間2 h、氧化劑加入量5%。氫氧化鈉濃度的試驗結果（圖 1）表明，氫氧 化鈉濃度對錫的浸出率影響較大，對鉛的浸出率幾乎沒有影響，而睇基本不被浸出。當氫氧化鈉濃度達到150 g/L 后，鉛錫兩者之間的浸出率幾乎達到了該條件下的平衡值。3 _0 A.50100150200250NaOH/(g - L-1

10、)圖1氫氧化鈉濃度對浸出的影響Effect of NaOH concentration on leaching2.2氧化劑加入量固定條件：L/S=2 ： 1、室溫、時間2 h、NaOH 150 g/L。圖2表明，當氧化劑加入量為 5%時，錫浸出率達到極大值，此時鉛的浸出率很低，而睇基本不浸出。考慮到氧化劑加入量與睇，鉛浸出率的關系，認為3%5%的氧化劑加入量可滿足錫、鉛、睇浸出率的要求。O 0 57 1 的率出浸00246810氧化劑加入量/%圖2氧化劑加入量對浸出的影響Effect of oxidizing agent addition on leaching2 h、氧化劑加入量5%。不同液

11、固比的浸出結果表明(圖 3),睇浸2.53的范圍內存在極值。因此，可認為 L/S=(2.53) ： 1是鉛錫O1 的率出浸1.52.02.53.03.54.02.3液固比固定條件：NaOH 150 g/L、室溫、時間 出率基本接近于零，而鉛錫浸出率在液固比為 睇選擇性浸出的優(yōu)勢液固比區(qū)間。液固比圖3液固比對浸出的影響Effect of ratio of liquid to solid on leaching反應溫度固定條件：NaOH 125 g/L、L/S=2.5 ： 1、時間2 h、氧化劑加入量 3%。對于大部分反應而言，升高反應溫 度可加速反應進行，提高反應速率，縮短反應時間，提高生產效率

12、，同時升高反應溫度也將增加生產成本。因 此，從企業(yè)生產效益角度來說，在保證一定反應效率的前提下，如何降低反應溫度具有重要意義。圖4結果表明，若只考慮鉛錫睇的浸出率，存在一個最佳反應區(qū)間，即 5060 C。但由于企業(yè)實際可用的加熱資源并不豐 富，需要盡可能低的熱能消耗，因此，在綜合比較溫度升高區(qū)間和浸出率提高空間后，選才i 40 C為最佳反應溫度。圖4反應溫度對浸出的影響Fig.4 Effect of temperature on leaching反應時間固定條件：NaOH 150 g/L、L/S=2.5 ： 1、反應溫度40 C、氧化劑加入量 3%。圖5的結果表明，反應 0.5 h后，錫的浸出

13、率就能達到 80%,隨著浸出時間的延長，錫的浸出率逐步提高，但是始終無法超越85%。而鉛的浸出率隨著浸出時間的延長，變化并不規(guī)律，基本維持在一定區(qū)間內波動，睇則基本不被浸出。圖5反應時間對浸出的影響Fig.5 Effect of reaction time on leaching浸出綜合試驗綜合上述單因素試驗的最佳條件，進行綜合試驗和驗證試驗，最佳條件：氧化劑加入量3%、NaOH 150 g/L、L/S=2 ： 1、反應溫度40 C、反應時間2 h,試驗結果如表1所示。表1優(yōu)化浸出條件綜合試驗結果Table 1 Results of comprehensive leaching tests編R

14、礦重/g/%/%PbSnSbPbSnSb15085.871.163.4211.1885.140.2721 00086.851.083.4811.4285.910.24350086.261.123.3813.6285.710.25從表1可勾出，錫的浸出率大于85%,鉛的平均浸出率約為12%,睇在此條件卜不浸出。通過浸出后，浮渣中的鉛含量由 71%提高到85%,睇含量由2.4%提附3.4%,錫含量則降全1%左石。該浸出渣可直接返回熔煉系統生產適宜牌號的鉛睇合金。3錫酸鈉結晶根據錫酸鈉隨溫度升高溶解度降低，而鉛酸鈉隨溫度升高溶解度增加的特性，將所得鉛錫浸出液進行蒸發(fā) 結晶，結晶物再在105 C烘干。

15、結晶得到的錫酸鈉含錫 40.7%,接近按Na2Sn03 4H20化學計量式得到的錫含量 (41.44%)。4結論1)在NaOH溶液中對鉛錫睇浮渣進行浸出，可實現錫、睇分離，得到鉛錫浸出液和鉛睇浸出渣。2)最佳浸出條件：氧化劑加入量3%、NaOH 150 g/L、L/S=2 ： 1、反應溫度40 C、反應時間2 h。錫的浸出率可達到85%以上，鉛的浸出率維持在10%左右，而睇基本不浸出，實現了錫睇的有效分離。3)浸出鉛睇渣中的鉛含量由原料的 71%提高到85%,睇含量由原料的2.4%提高到3.4%,該鉛睇渣可直接 返回鉛睇還原熔煉系統，進行循環(huán)利用。而鉛錫浸出液通過結晶，可得到含錫40.7%的錫酸鈉，從而實現錫的回收利用。參考文獻1鉛鋅冶金學編委會.鉛鋅冶金學M. 北京：