采用高銻鉛陽極泥為原料,對其真空蒸餾制備粗銻的原理和工藝進行探討,理論和實驗均證實了該方法的可行性。試驗結(jié)果表明:系統(tǒng)壓力5~10 Pa,蒸餾時間60 min,一次蒸餾溫度在923~1143 K范圍內(nèi)均可得到含Sb量大于84%的粗銻。Sb,Pb的脫除率隨蒸餾時間的延長而增大。X射線衍射儀研究表明冷凝物中Sb為單質(zhì)態(tài)Sb,其純度受Pb,Bi,As含量影響較大。將一次蒸餾冷凝物分別在溫度為873,773 K真空蒸餾分離Pb,Bi,As后可獲得純度為95.2%的粗銻。此工藝流程短,操作簡單,無污染,符合冶金工業(yè)清潔生產(chǎn)的發(fā)展需求。

　　關(guān)鍵詞：鉛陽極泥;真空蒸餾;分離;粗銻

　　銻( Sb) 是三種常用化工金屬材料( 鉍, 銻, 鋰) 之一, 廣泛應(yīng)用于合金制造、軍工、化工顏料、搪瓷玻璃、半導(dǎo)體、阻燃劑制備等領(lǐng)域[ 1- 3] 。中國是世界上銻資源最豐富的國家, 銻礦主要有輝銻礦和脆硫銻鉛礦。含Sb, Pb, Zn, Cu, Bi, Cr, Ag, In 等多種金屬的脆硫鉛銻礦精礦是中國銻儲量超過單一輝銻礦的復(fù)雜銻礦, 其在銻冶金中的應(yīng)用越來越廣泛[4-5] 。現(xiàn)行的脆硫鉛銻礦精礦冶煉工藝多數(shù)采用燒結(jié)脫硫) ) ) 鼓風(fēng)爐還原熔煉法, 此法在生產(chǎn)過程中產(chǎn)出的底鉛經(jīng)電解后得到電鉛和高銻鉛陽極泥[6-7] 。目前國內(nèi)外對于這類陽極泥普遍采用火法處理[8], 其工藝一般包括預(yù)處理除Se,Te, Cu, 再依次經(jīng)過還原熔煉, 氧化精煉, 電解分銀, 電解分金工序綜合回收Ag, Sb 等有價金屬。其中Sb 以氧化物形態(tài)揮發(fā)進入煙氣而被分離。該法對原料適應(yīng)性強、處理能力大, 但銀回收率低, Sb, Bi , Pb, As 綜合回收程度差,Pb,As 煙害污染環(huán)境, 能耗高、勞動條件惡劣。為此, 許多研究者進行了新工藝技術(shù)的研究。聶曉軍等[9] 提出低溫空氣預(yù)氧化、氯化浸出、亞硫酸鈉浸銀) ) ) 甲醛還原提銀、浸出液水解制取立方銻白的濕法處理工藝, 綜合回收伴生金屬。但此工藝在制備銻白過程中排放大量的廢酸廢水, 回收處理困難。唐謨堂等[10] 采用AC 法處理高銻低銀類鉛陽極泥,氯化浸出分離貴賤金屬, 雖然一定程度上提高了銀回收率和解決環(huán)境污染問題, 但含賤金屬的浸出液干餾獲得純SbCl3 的連續(xù)性問題未被解決。為了獲得純度較高的元素銻、簡化工藝流程、提高金屬回收率、減少環(huán)境污染[11] , 本文對含銻量較高的陽極泥真空蒸餾直接獲得金屬Sb 的新工藝進行了實驗研究。工藝流程如圖1 所示。

圖1 高銻鉛陽極泥真空蒸餾工藝流程

結(jié)論

　　(1) 利用高銻鉛陽極泥真空蒸餾直接獲取粗Sb在理論和工藝的角度是可行的, 工藝簡單, 無廢水、廢氣產(chǎn)生, 符合冶金工業(yè)清潔生產(chǎn)的發(fā)展需求。

　　(2) 系統(tǒng)壓力為5~ 10 Pa, 蒸餾溫度低于1143K, 一次蒸餾該鉛陽極泥后冷凝物中Sb 含量均大于84% , 且隨蒸餾溫度的降低而增大。Pb 含量則隨溫度升高而增大, 殘留物中Ag 含量富集了近三倍。

　　(3) Sb 的脫除率隨著蒸餾時間的延長而增加,溫度為1028 K, 蒸餾時間為60 min 時, Sb 脫除率接近80% 。Pb 的脫除率隨蒸餾時間延長而增大。

　　(4) 冷凝物中的Sb 以單質(zhì)Sb 形態(tài)存在, 其純度受As, Bi, Pb 的含量影響較大。經(jīng)三次真空蒸餾后,可獲得含銻量為9512% 的粗Sb, 所得粗Sb 可跟據(jù)實際需要進一步精煉提純。

　　Abstract: A novel technique was developed to extract crude antimony from the lead anode slime by vacuum distillation.The impacts of the distillation conditions on the Sb extraction were evaluated.The results show that under the favorable conditions,highly pure Sb can be extracted with advantages over conventional techniques,including simple operation and environmental friendliness.For instance,at a pressure of 5～10 Pa,a temperature of 923～1143 K,over 84% pure crude Sb could be extracted after distilled for 60 min.As the distillation time increased,the removal rate of Sb and Pb decreased.X-ray diffraction analysis show that the Sb element dominates in the condensate,with As great majority of,Pb,and Bi as the major impurities.After the Sb condensate was further distilled at 773 and 873 K,respectively,and the great majority of Pb,Bi and As impurities was removed,the purity of the crude Sb could be as high as 95.2%.

　　Keywords: Lead anode slime,Vacuum distillation,Separation,Crude antimony

　　基金項目: 云南省基金項目(2010ZC061,2010CI009)

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