旬阳汞锑矿的分离研究(1).pdf

旬阳汞锑矿的分离研究 西安有 色金唇研究所 左惠琴 白 昕 张文钲 西安 冶金 建 筑 学 院冯冀燕 提要 本文详尽介绍旬用汞锑矿物组成驶物理性质． 就目前国内外几种分离方法作一比 较， 最后 提出我所新研究的一 种工芝漏台浮选一真空蒸馏舟高法 ． 盲 三、国内外汞锑分离方法 汞 锑矿的 开发 通常是将汞锑 矿 磨 碎 浮 选，得 出混合精矿再加入 重铬 酸钾 、高锰酸 钾等药剂进行分离， 对句用霉锑矿，由于矿 石致密共生，最终精矿互含较高，分离指标 不令人满意。另一种方法用火法，但环境污 染严重，废气 中含汞 高，回收 率低 。常 用的 水 冶成本 高，溶液难 以净化。 为合理开 发利 用汞阳汞锑矿，我所研究 了两种新工酱。 二、 实验 物料 陕西何 阳公 汞锑硫 化矿 是我 国新 近发 现的汞锑矿，该矿汞储量 目前居国内第二， 品位较高 Hg o ． 3 ～O ． 4 ，锑 储 量 居 全国第六位。 ’ 该矿床的矿石中金属矿物以辉锑矿、辰 砂 为主 少 量黑辰砂 ，还 有少 量闪 锌矿 、 黄铁矿及微量锑华等。脉石矿物 以白云石为 主，其次为石英 、方解石 、重晶石和少量 云 母等。辰砂和辉锑 矿的嵌布粒度一般 在 0 ． 3 ～0 ． 0 7 ram之间，最小 为小于0 ． 0 1 ram，二者 紧密共 生，原矿 含汞 0 ． 3 7 ，含 锑1 ． 6 4 ％。 对冶炼有害的元素A s -P b 含量 很 低。该 汞 锑矿床 中具有工业回收价值的只有汞和锑， 而且汞锑绝大部分 以硫化矿一辰砂 H g s 、 辉 锑矿 s b S 的形 式存在，矿物的 可 浮 性好。 1 ． 汞 锑浮避 法 苏联索罗仁金 的研究结果是用2 ． 1 k g ／ t H2 02 ， 2．5 k g ／ t 重铬酸钾 K 2 C r 2 0 ，汞 精 矿含Hg 4 3 ． 6 ，含S b l 。 5 5 ，锑精矿含 s b 3 0 ． 1 ， 含H g 0 ． 1 6 ％ ， 回收率分别为Hg 8 ． Z s ％ ， S b4 6．6 。加拿大的专利是， 在p H8 ． 9 ～9 ． 2 下用 C u S O 处理，然 后用 高锰酸钾抑 制辉锑 矿 ，捕收剂为戍基黄药 。西北矿冶 研究 院的 汞锑分离方法是用2 ． 5 k g ／ t 重铬酸钾抑 制 辉 锑矿，得出 - ug s 9 ． 0 8 ％，s 5 , 3 8 的汞精 矿和含 锑5 3 ． 0 6 ，含Hg 1 ． 0 7 的锑精 矿， 汞和锑的回L 率分别为9 4 ． 5 2 ％和9 3 ． 2 7 。 上述浮选结果的汞精矿含锑高，锑精矿含汞 高，而且汞精矿、锑精矿都不是最终产品， 要经火法处理后才 能得到最终商 品。 中南工业 大学 也对 汞锑分离 进 行 过 研 究。辉锑矿和 辰砂分 别取 自湖南 省锡 矿 山南 一 选厂和贵州省贵州 汞矿 ，其 纯度大于9 8 ， 将这两种矿样 混合得人工混 合汞 锑矿 ，用丁 黄药作捕收剂，含量为9 8 ％，A C MC 羧 甲 基纤维素 氨 永和水玻璃 作 掷 翩 剂，在 AC MC 为3 2 0 mg ／ L ， 水玻璃4 0 mg ／ L ， 丁黄药 5 1 0 to o l ／ L ，p ／ I 为9 ． 0 的条件下，获得 分 离 结果 是 ￡ H E 8 9 r ． 2 8 ，日 E g 日 9 4 ． 7 ， 0 s h 2 S a 9 4 ． 6 3 ，8 s h 3 s 3 9 7 ． 2 4 ，分离 指数 较好。这议仪是J 材AC MC分离汞 锑人 工 本篇 编辑王家骧 有 色矿 山一1 9 9 1 ． 2 维普资讯 混 合矿，如果用AC MC分离天 然的汞 锑矿， 情况 要 困难得 多。因为 其组 成比人工混 合矿 复杂。 向 阳汞锑矿紧密共生，互 相嵌镶 ， 接 触边 界也 不规则，在 1 0 L t m的辉锑 矿 中，仍 含有 许 多展砂 细小包裹体，用选矿 手段是难 以使 这部分含锑 的辰砂 完全解离，因 而使 浮 选 分离十分 困难 。由此可 以认为，要用选矿 方法，使旬 阳汞锑矿较理 想地分开是很 困难 的 。 2 ． 汞 锑水冶 洼 苏联 国立稀有金 属研究所 、苏联科学院 塔吉克科学院等研究了用水冶分离汞锑的方 法。首先将汞锑混合精矿用N a S 、Na O H水 溶液浸 出，随后甩金属锑置换沉淀。N a S 、 N a OH浸 出后 ， 汞 呈Na 。 Hg S 2 锑呈Na 3 S b S 转入溶 液，而后耐金属锑选择沉淀汞呈金属 汞 ，锑转为 Na 。 S b S 。 ， 随后 电解 除锑， 其反 应 如下 3 Na 2 HgS z 2 S b3 Hg2 Na 3 S bS 3 汞沉淀 率为9 2 ． 5 ～9 4 ％ ， 这种方法 由于 沉淀 1 t 汞 要捎 耗2 3 t 锑 ，超过理 论用量 4 0 0 6 0 0 ％ ， 由 于 锑 的 耗 量 大 还 要发生硫代锑酸钠被 还原，这种方法的缺陷是造成金属的大量消 耗，更重 要的是不 能保 证溶 液探 度净化，使 溶液在 电解时，阳极半成品含汞量高，甚至 必须增加额外的处理工序。 用铁沉淀汞较锑沉淀汞效率高，如处理 含Hg 1 ． 4 5 g ／ L 的溶液沉淀后舍H g 0 ． 0 2 g ／ L ， 汞回收率为9 8 ，沉淀l k g 汞需 要 1 0 0 k g 铁 屑 。如用海绵铁在球磨机中进行沉淀，铁可 降至7 0 k g ，这种方法的缺点是用 铁 粉 沉 淀 时，形成大量沉淀物，需要烘千随后熔烧分 出汞，工 艺过 种较 长，设备容积较 大 。 西安有 色金 属研究所研 究出一种新工 艺 即浮选一水冶联合法分离汞锑新工艺。将旬 阳汞 锑矿磨碎至一 2 0 0目 占 6 5 7 5 ，加 黄 药、硫酸铜 硫酸锌，得到混合精矿，然后 用F e C I 、H C I 在一定条件下选 择 性 浸 出， S b z S 在 浸渡 中，Hg s 在 残渣 中，对含 锑浸浈 有 屯矿山--1 9 9 1 ． 2 经过还原、水解 中和等程序，提取锑白， Hg S 用火法 处理可得到 商品 。 这一方法虽然得 到最终产 品，汞 锑分 离 彻底，金属 回收率高，但浸 出条件苛刻，如 液固比、温度、搅拌时间稍不控制 好，H g S 就有可能浸出，有时浸液含汞高达2 O ，如 不 改善 ，很 难达到工 业化 。 反应式如 下 S b2 S a 8 Fe Ci 3 2 Sb CI 。 3 “S6 F e CI 2 Sb 。 S 36 HC1 2 S bCl 3 3 H2 S 3 ． 火 法分离汞锑 苏联 采用 沸腾 炉处 理含 Hg 0 ． 6 ～0 ． 9 ， 含S b 2 7 2 9 的汞锑混 合精矿， 炉顶 温度控 制在 4 8 6 。 5 0 0 X 3 ，9 8 的汞挥发 出来 ， g 1 的汞 为活汞，9 8 ． 5 的锑残 留在 炉渣 中，用 传 统的方法处理，产 出金属锑， 尽管 该方 法 已沿用多年，但环保问题始终难以控制，废 气量 大 。 另一种方 法是对 汞锑 混合矿 石 含 Hg 0 ． 1 ，S b l 2 左右 不 经浮选，将块矿 直接入赫 氏炼 锑炉，将s b s 与Hg在 1 1 0 0 左右 同时蒸 出，在 冷却室 内收集 S b t O s 粉 和 金属汞， 然后将s b 与Hg在传 统的马沸炉 中加热至5 5 0 ℃分离汞与S b t 0 ，这种方法虽 然可将H g s b 分离，并得到两种 产 品，但 赫氏炉为敞开式，汞蒸气容易逸出，污染环 境 。 另 一缺 点是大量S b O 与Hg 混 合在 一起 ， Hg 呈 细小微粒分 散在S h O 。 中，取 出和传 送 这种含Hg 微粒的S b 。 O 。 十分麻烦。且s b o 8 与 Hg 分离时分离效果欠理想。锑渣含锑较高， 锑 回收率低 。 4 ． 先浮选汞 锑混台 精矿 再真空蒸馏分离 我所 研究出一 种新 方法，首先甩浮选方 法选出汞锑混合精矿，然后再用真空蒸馏法 使汞锑分离 。 1 浮选试验将矿石 r 2 4 o 2 0 0 m m圆锥形球磨机磨至 一0 ． 0 7 4 mm占7 5 ，用 硫酸铜 、 硫 酸锌 4 0 0 g ／ t 和2 8 0 g ／ t 作 活化 剂 ， 丁黄药 3 0 0 UO作 捕收荆， 松醇油 1 o o U 【 一 47 维普资讯 作起泡荆，在3 L 和止浮选机中浮选，逋 过 一 粗、一精和一扫闭路流程，产 出 产 率 为 4 ． 0 7 ，含汞 l 2 ． 1 8 ， 锑2 8 ． 8 9 ％的混合精 矿 ， 汞和锑的回收率分别为9 4 ． 5 1 ％ 和8 3 ． 0 6 ％ 。 2 真空蒸馏试验试验 设备为 S RJ X 一 4 一l 3 型马沸炉， 内 径 5 0 ram，长 6 0 0 ram 可抽真 空圆柱型 加热 管，压力 计、z x 一 1 型 接 电式真空泵、洗气瓶， 先校正温 度，考 虑 温度、料厚 时 间、真空度这 四个 因素 ，列 出因素水平正交试验 结果 后， 可算 出各因素 水平下 的综 合指 标K的魏据如 下t KA】 60 ．3 77 5 Kz 81．075 0 KB】95． 8 57 5 KB 2 88 ．1 450 K 78 ．8 8 7 5 Kc l 9 8．887 5 KD l 9 0 ．2 25 0 KD 281 ．9 27 5 K ． 9 9 ． 6 62 5 K B 7 3 ．8 65 0 K s9 2 ． 4 77 5 K c a 7 7 ．4 6 00 KB 3 7 5 ． 74 5 0 K D 3 7 9 ．5 3 25 以计算的K值，分 别作 各因 素与K值 的 直 观图， 以此来选取最佳组 合水 平和讨论所 作 图形的台理性 。各因 素的各个水平 与综 合 指 标K的关系如 图1 。 1 一 1 一 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 0 0 韫 壶 0 ℃ 30 60 9 0 1 20 耐 河 ml n 1 一 料 瘅 ∞ 真空虚 mHg 圉 1 K与沮 度、科厚、时 间、真空 度的 美 系 所作 图基 本上 理论相吻 合。从图 1 看 出， 温度高， 汞挥发 的综 合指标越高 。这是 注 l mmHg柱 1 3 3 3 2 2 Pa ～ 4 8一 由手汞在物料中以H g s 状态存在。 厚度增大， 挥发率降低，因为厚的料层底部的Hg S挥发 时 受到的阻力也较 大，挥发的速 度很慢， 这 样会造成汞 的挥 发率低，残压愈低，挥发率 愈 高。因Hg S 要冲破外界气压才能挥 发，残 压愈低，料 中Hg S 挥发 冲破 阻力愈 容易，故 挥发率 高。随着 时 间的增 长， 汞的挥发率 随 之增高，最后趋于稳 定 。考虑挥发 指标和实 际处理能力 ，在小型试验 中， 得出的最佳条 件 为5 0 0 ℃，3 e ra， 6 0 0 rai n ， 5 0 mmHg ， 此时汞 的挥发率 为9 7 ． 7 5 ，锑 的挥发 率 为 零 。 在常 压下，辰砂 的升华温 度为5 8 0 ℃ ， 辉 锑矿 的沸点 为8 5 7 ℃，在5 0 mr n Hg 下， 5 0 0 ℃ 时，辰砂9 9 ． 8 8 升华，而辉 锑矿几乎 不 氧 化 ，全部呈硫 化矿 物状态留在烧渣 中。十分 明显，在较低的真空度下，提高了辰砂与辉 锑矿 的分 离系数， 降低 了辰 砂升华 的温度， 使 汞 锑 良好分离 。如果常 压进行 汞锑分离 ， 按c ． M． 米尼克娃和P ． A． 伊抄科娃的数 据， 如 图2 ， 辉锑矿在5 0 0 C氧化 率为5 0 ％，不但 汞锑分离 困难，还 给辉 锑矿 冶炼 带 来许多 麻 烦 。 温 耍【 ℃ 圉 2 ． 空气 中辰砂 、辉锑矿氧化率 与沮 度的 关系 四、 结 语 综 所述 ，对于旬阳汞锑矿， 用一 般的 下转封 四 有 色矿 山一 1 g 9 1． 2 维普资讯 全国节能机 电产 品样本集 即将 出版 由机械电子工业部，北京有色冶金设计 研究 总院整编的 垒 国节 能机 电 产 品 样 本 集 将于 最近 出版。 该书搜进 了国家公布的第 1～l 1 批垒部 节能机 电产 品样本 。按产 品类别进行 了科学 分类编排 。其特 点是t 1用 户可 按产品 类别查找样本| 2 详尽介绍 了每种产品 的用途 ，技 术性能及参 数，技术 经济 效益， 并附有产品外型图，结构图，安装尺寸，参 考价格，生产厂家以及可代替的老产品型号 等 | 3书后每 册附有相 关的 1～1 1 批淘 汰产品目录，是备部门设备选型，设备更新 的重要依 据。 垒 书分 四册t 2 8 大类 ，5 7 0 余种 产 品， 主要有 第 一 册t泵 类|第 二 册通 用 机 械类J第三册t机 械 类 动 力、化 工、机 床 、运 输等| 第 四 册t 电 机 、 电 器、仪 表。 本书适用于各个行业的设计科研单位， 技术管理部 门、生产厂家、节能机构、设备 供应部门使用 。是推进节船措施，进行技术 改造、设备更新、设备选型的必备资料。是 设计人员、设备采购人员的常备工具书． 全 书约2 1 0 0 页 ，1 6 开本，全套 书 包括 - 邮寄费在 内定价 9 8 元，订垒套 或 分 册 均 可 ，需要者请 与北京 复兴 路1 2 号 ，北 京有色 冶金设计研究总院样本集 “ 发行组张晓滨 联系 ，邮政 编码 l 1 0 0 0 3 8 。 矿用汽车管理手册 征订启事 矿 用汽 车 管理 手 册 系冶 金 部 矿山 司 毒。 组织集体编写的一本实用工具 书，最近即将 该书可供矿山企业领导和车管人员以及 芷式出版并公开发 行。垒书 6 0 多 万字 ，共分 l 3 章，以加强现代 日 管 理、系统管 理；综台 管理为宗 旨，阐述了现代设备管理系统中矿 用汽车的使用、保养、检修、备件、油料、 轮胎、道路等方面的管理知识和具体方法。 电动 轮汽 车 吨位达 1 5 4 t 专 有一 章介 绍 。 书末 附有国产和 中外 台作、台资生 产 的矿用 汽车 技术性能 和 国外矿用 汽车车 型 一 百 例 使用 、保养、检修 等有关人员使用 ，也可供 从事露天矿 山汽车 输 的设计 、科研 单位的 科 技人员和大专 院校师生们参考 。 矿用 汽车管 理手 册 由冶金部 “ 金属 矿 山 编辑部发行 邮政编码2 4 3 0 0 3 ，每 册3 0 元 包括 邮资， 征订截 止 日期 为 5月 3 1日 。 上接第4 8 页 浮选方 法将 汞锑分离不能获 得满 意 结果 。采 用苏联6 0 年代的沸腾炉冶炼 法虽然简单，但 废 气量 大，含汞 高，严 重污染环 境，而且汞 回收率低， 由于金 属氧 化，金属 锑的回收率 也 低 。我所研 究的浮选一湿法分 离和浮选一 真空分 离是 目前较先 进合理的方 法。基于浮 选一湿法分离的条件苛刻，我们认为浮选一 真空分离 法对 旬阳汞锑矿是较理 想的方法 。 真空 蒸馏 可得到商 品 汞 ，用 S b C I 或 c l 比 F e C I a 能 更有 效地浸 出锑 ，获得高纯 度锑 白。 此 法和其 它方法相 比具有废 气量少，废 气中 台汞 低，回收率 高， 成本低，较经 济， 能连 续 生产 。 维普资讯