铅锡锑冶炼浮渣的锡锑分离.DOC

1、铅锡锑冶炼浮渣的锡锑分离杨玮娇 1,2，刘勇 3，王成彦 4，赵峰 1（1.北京矿冶研究总院，北京 100160；2.昆明理工大学 冶金与能源工程学院，650093；3.湖南黄金集团，长沙 410007；4.北京科技大学 冶金与生态工程学院，北京 100083）摘要：采用碱性浸出技术对铅锡锑冶炼浮渣中的锡锑分离进行研究。试验表明，控制初始溶液 NaOH 浓度120150 g/L、浸出液固比 L/S=21、反应温度 40 、氧化剂加入量为物料量的 3%5%、反应时间 2 h 的情况下，锡的浸出率可达到 85%以上，而锑基本不浸出。富集了铅锑的浸出渣可直接返回铅锑合金熔炼系统，铅锡浸出液经结晶后得

2、到含锡 40.7%的锡酸钠。关键词：铅锡冶炼浮渣；锡；锑；分离；碱性浸出中图分类号：TF812；TF814 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2016）01-0000-00Separation of Tin and Antimony from Pb-Sn-Sb Smelting SlagYANG Wei-jiao1,2, LIU Yong3, WANG Cheng-yan4, ZHAO Feng1（1. Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100160，China;2. Facul

3、ty of Metallurgy and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China3. Hunan Gold Group, Changsha 410007, China;4. School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)Abstract：Separation of ti

4、n 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 120150 g/L, ratio of liquid to solid of 21

5、, temperature of 40 , 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 lixivium to realize recovery of tin.Key

6、words：Pb-Sn smelting slag; tin; antimony; separation; alkalinity leaching在铅锡锑合金的碱性精炼生产过程中，均会产出一定量的冶炼浮渣，其主要成分为铅、锡、锑的氧化物和相应的钠盐，具有铅含量高、锡和锑含量相对较低的特点 1-2。受铅合金的成分要求影响，该类浮渣很难直接返回熔炼再生产合金，而必须进行锡锑的分离。结合工厂的生产实际情况和浮渣的物料特性，本文提出采用碱性浸出净化结晶的工艺，实现浮渣中锡锑的分离。1 试验原料、原理和方法1.1 试验原料试验所用原料为某公司的铅锡冶炼浮渣，主要成分（%）：Pb 71.79、Sn 5.9

7、7、Sb 2.40、Na 7.49、S 0.32、C 0.53。氧化剂为该公司自产的高铅氧化剂，主要成分（%）：Pb 71.00、S 6.75。1.2 试验原理基于锡酸钠和锑酸钠在碱性溶液中的溶解度不同，从而实现锡锑的分离。由于浮渣中的锡主要以亚锡酸钠和氧化亚锡存在，锑主要以亚锑酸钠存在，因此，采用氧化碱浸的办法，使大部分的低价金属钠盐转变为高价金属钠盐，进而可实现锡和锑的分离 3-6。主要反应：SnO+4NaOH+PbO2=Na2SnO3+Na2PbO2+2H2O (1)Na2SnO2+2NaOH+PbO2=Na2SnO3+Na2PbO2+H2O (2)NaSbO2+4NaOH+PbO2=N

8、a3SbO4+Na2PbO2+2H2O (3)PbO+2NaOH=Na2PbO2+H2O (4)Pb+4NaOH+PbO2=2Na2PbO2+2H2O (5)收稿日期：2015-08-04基金项目：国家高技术研究发展计划（863 计划）项目（2012AA06A110）作者简介：杨玮娇（1983-） ，女，浙江台州人，硕士，高级工程师.doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2016.01.0011.3 试验方法取一定量的铅锡锑浮渣，配入一定量的氧化剂和氢氧化钠，按一定的液固比，在装有陶瓷球的搅拌磨反应器中进行搅拌浸出，保温浸出一定时间后，液固分离并对滤渣进行洗涤，富含锡铅的浸

9、出液进入结晶工序，结晶产物（锡铅混合物）通过熔铸即为锡铅合金，结晶后液返回浸出工序继续浸出。2 试验结果与讨论影响锡锑分离的因素有浸出液氢氧化钠浓度、氧化剂加入量、浸出液固比（L/S） 、浸出温度和浸出时间等。本文采用单因素试验进行考察。2.1 氢氧化钠浓度固定条件：L/S=2 1、室温、时间 2 h、氧化剂加入量 5%。氢氧化钠浓度的试验结果（图 1）表明，氢氧化钠浓度对锡的浸出率影响较大，对铅的浸出率几乎没有影响，而锑基本不被浸出。当氢氧化钠浓度达到 150 g/L 后，铅锡两者之间的浸出率几乎达到了该条件下的平衡值。501015020250036960708090 Pb Sn b浸出率/

10、%NaOH/(gL-1)图 1 氢氧化钠浓度对浸出的影响Fig.1 Effect of NaOH concentration on leaching2.2 氧化剂加入量固定条件：L/S=2 1、室温、时间 2 h、NaOH 150 g/L。图 2 表明，当氧化剂加入量为 5%时，锡浸出率达到极大值，此时铅的浸出率很低，而锑基本不浸出。考虑到氧化剂加入量与锑，铅浸出率的关系，认为3%5%的氧化剂加入量可满足锡、铅、锑浸出率的要求。0246810510707580 Pb Sn b 浸出率/%氧 化 剂 加 入 量 /%图 2 氧化剂加入量对浸出的影响Fig.2 Effect of oxidizin

11、g agent addition on leaching2.3 液固比固定条件：NaOH 150 g/L、室温、时间 2 h、氧化剂加入量 5%。不同液固比的浸出结果表明（图 3） ，锑浸出率基本接近于零，而铅锡浸出率在液固比为 2.53 的范围内存在极值。因此，可认为 L/S=(2.53)1 是铅锡锑选择性浸出的优势液固比区间。1.52.02.53.03.54.00510707580 Pb Sn b液 固 比浸出率/%图 3 液固比对浸出的影响Fig.3 Effect of ratio of liquid to solid on leaching2.4 反应温度固定条件：NaOH 125 g

12、/L、L/S=2.51、时间 2 h、氧化剂加入量 3%。对于大部分反应而言，升高反应温度可加速反应进行，提高反应速率，缩短反应时间，提高生产效率，同时升高反应温度也将增加生产成本。因此，从企业生产效益角度来说，在保证一定反应效率的前提下，如何降低反应温度具有重要意义。图 4 结果表明，若只考虑铅锡锑的浸出率，存在一个最佳反应区间，即 5060 。但由于企业实际可用的加热资源并不丰富，需要尽可能低的热能消耗，因此，在综合比较温度升高区间和浸出率提高空间后，选择 40 为最佳反应温度。20304050607080010708090 Pb Sn b 浸出率/%温 度 /图 4 反应温度对浸出的影响

13、Fig.4 Effect of temperature on leaching2.5 反应时间固定条件：NaOH 150 g/L、L/S=2.51、反应温度 40 、氧化剂加入量 3%。图 5 的结果表明，反应 0.5 h 后，锡的浸出率就能达到 80%，随着浸出时间的延长，锡的浸出率逐步提高，但是始终无法超越 85%。而铅的浸出率随着浸出时间的延长，变化并不规律，基本维持在一定区间内波动，锑则基本不被浸出。0.51.01.52.02.53.0-0510708090 PbSn 浸出率/%时 间 /h图 5 反应时间对浸出的影响Fig.5 Effect of reaction time on l

14、eaching2.6 浸出综合试验综合上述单因素试验的最佳条件，进行综合试验和验证试验，最佳条件：氧化剂加入量 3%、NaOH 150 g/L、 L/S=21 、反应温度 40 、反应时间 2 h，试验结果如表 1 所示。表 1 优化浸出条件综合试验结果Table 1 Results of comprehensive leaching tests渣中含量 /% 浸出率 /%编号 矿量 /gPb Sn Sb Pb Sn Sb1 50 85.87 1.16 3.42 11.18 85.14 0.272 1 000 86.85 1.08 3.48 11.42 85.91 0.243 500 86.2

15、6 1.12 3.38 13.62 85.71 0.25从表 1 可看出，锡的浸出率大于 85%，铅的平均浸出率约为 12%，锑在此条件下不浸出。通过浸出后，浮渣中的铅含量由 71%提高到 85%，锑含量由 2.4%提高到 3.4%，锡含量则降至 1%左右。该浸出渣可直接返回熔炼系统生产适宜牌号的铅锑合金。3 锡酸钠结晶根据锡酸钠随温度升高溶解度降低，而铅酸钠随温度升高溶解度增加的特性，将所得铅锡浸出液进行蒸发结晶，结晶物再在 105 烘干。结晶得到的锡酸钠含锡 40.7%，接近按 Na2SnO34H2O 化学计量式得到的锡含量（41.44%） 。4 结论1）在 NaOH 溶液中对铅锡锑浮渣进

16、行浸出，可实现锡、锑分离，得到铅锡浸出液和铅锑浸出渣。2）最佳浸出条件：氧化剂加入量 3%、NaOH 150 g/L、L/S=21、反应温度 40 、反应时间 2 h。锡的浸出率可达到 85%以上，铅的浸出率维持在 10%左右，而锑基本不浸出，实现了锡锑的有效分离。3）浸出铅锑渣中的铅含量由原料的 71%提高到 85%，锑含量由原料的 2.4%提高到 3.4%，该铅锑渣可直接返回铅锑还原熔炼系统，进行循环利用。而铅锡浸出液通过结晶，可得到含锡 40.7%的锡酸钠，从而实现锡的回收利用。参考文献1铅锌冶金学编委会. 铅锌冶金学M. 北京：科学出版社， 2003：288.2 赵天从. 铅锌冶金学M. 北京：冶金工业出版社， 1986：21.3 张荣良，丘克强. 从含锡渣中提取锡制取锡酸钠的研究 J. 矿冶，2008，17(1)：34-37，41.4 钟晨. 直接法制造锡酸钠的工艺研究J. 矿冶，1998 ，7(4)：5-7.5 卢丹艳. 锡渣生产锡酸钠中除锑的研究J. 大众科技， 2012(1)：128-129.6 王武钧，翟居付，王磊. 直接氧化法从低品位含锡粗铅中回收锡的工艺实践J. 科技进步，2014(11)：30-32.