對(duì)進(jìn)入電解槽內(nèi)的銻浸出礦精準(zhǔn)控制的可行性探討

李 庚，鄒毅松，賴慧祺

（新邵辰州銻業(yè)有限公司，湖南 新邵 422900）

礦漿電解是近30年來(lái)發(fā)展的一種濕法冶金新技術(shù)，它將濕法冶金通常包含的浸出、溶液凈化、電積三個(gè)工序結(jié)合在一個(gè)裝置中進(jìn)行，充分利用了電解沉積過程中陽(yáng)極氧化反應(yīng)來(lái)浸出礦石中的有價(jià)元素，使其大量耗能轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘俚挠行Ы?，并從礦漿中直接產(chǎn)出金屬的工藝。較火法煉銻工藝簡(jiǎn)化了流程，提高了金屬回收率，經(jīng)濟(jì)效益高，環(huán)境更友好。

在礦漿電解時(shí)，其實(shí)又是原礦的浸出過程，電解→浸出→電解周而復(fù)始。當(dāng)電解電流確定后，以及電解系統(tǒng)中陽(yáng)極效率大于或等于陰極效率時(shí)（一般陽(yáng)極效率《陰極效率），陰極系統(tǒng)長(zhǎng)銻重量與陽(yáng)極系統(tǒng)原礦浸出銻金屬量重量相當(dāng)，進(jìn)入電解槽內(nèi)礦漿中的銻以銻離子的形式進(jìn)入電解液系統(tǒng)，隨著電解的進(jìn)行，礦漿含銻逐步下降到質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)1%----2%（簡(jiǎn)稱渣含銻）。因此，為保證電解后渣含銻在質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，必須對(duì)進(jìn)入電解槽內(nèi)的礦漿銻金屬量進(jìn)行精準(zhǔn)控制。因?yàn)檫M(jìn)礦中的銻金屬量如果高于所給電解電流所產(chǎn)生的金屬量，會(huì)造成渣含銻偏高；如果進(jìn)礦中銻金屬量低于所給電流所產(chǎn)生的金屬量，會(huì)使電流做無(wú)用功，造成噸銻電耗偏高。

1 試驗(yàn)原料與操作方法

方法1：

10%---60%品位輝銻礦，經(jīng)預(yù)浸（或經(jīng)第一次漿化，再進(jìn)行預(yù)浸）攪拌1h—2h，原礦用渣漿泵送陶瓷過濾機(jī)進(jìn)行固液分離，取脫水后的礦餅，送入80-1000c的干燥柜內(nèi)進(jìn)行干燥2---4h，把該礦送人質(zhì)檢中心測(cè)出sb含量，根據(jù)sb金屬量以及電解所給電流，計(jì)算出礦漿流速。

方法2：

10%---60%品位輝銻礦，經(jīng)預(yù)浸（或經(jīng)第一次漿化，再進(jìn)行預(yù)浸）攪拌1h—2h，原礦用渣漿泵送陶瓷過濾機(jī)進(jìn)行固液分離，脫水后的礦餅輸入漿化槽內(nèi)加入定量的鹽酸和電解陽(yáng)極液進(jìn)行漿化（第二次漿化），攪拌0.5h—1h。取漿化礦漿400---500g進(jìn)行過濾，過濾后礦送入80-1000c的干燥柜內(nèi)進(jìn)行干燥2---4h，把該礦送人質(zhì)檢中心測(cè)出sb含量，根據(jù)sb金屬量以及電解所給電流，計(jì)算出礦漿流速。

（1）根據(jù)法拉第定律，當(dāng)電解原料、電流、電解時(shí)間、電解槽數(shù)確定，陰極理論產(chǎn)量就確定了。當(dāng)電流恒定時(shí)，假定電流6000 A，以8個(gè)電解槽為例，則陰極系統(tǒng)每小時(shí)長(zhǎng)銻重量w（也即陽(yáng)極系統(tǒng)浸出金屬量）為一固定值。

W=8qIη

其中：q----銻電化當(dāng)量，1.514g/(A.h);

I-----電流，A;

η---電流效率，%（一般為50%----85%），假定取60%；

則w=8*1.514*6000*60%=43602g=0.0436t

（2）當(dāng)漿化時(shí)‘固液比’確定，則礦漿溶度為一固定值，假定按處理銻品位45%與60%原礦為例：

所謂‘固液比’，‘固’就是原礦經(jīng)一次漿化、預(yù)浸后通過壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離的礦餅，‘液’就是進(jìn)行漿化的陽(yáng)極液量。

①處理銻品位45%原礦，經(jīng)一次漿化、預(yù)浸后，再通過壓濾機(jī)壓滿吹干，假定1壓濾機(jī)礦餅約為1.9t，按15%水分，則干礦餅為1.62 t;假定加入7m3陽(yáng)極液，則礦漿溶度為：

C1=1.62/(1.62+7)*100%=18.75%

②處理60%原礦，經(jīng)經(jīng)一次漿化、預(yù)浸后，再通過壓濾機(jī)壓滿吹干，假定1壓濾機(jī)約為2t，按15%水分，則干礦餅為1.7t假定加入7m3陽(yáng)極液，則礦漿溶度為：

C2=1.7/(1.7+7)*100%=19.54%

（3）當(dāng)電流、漿化固液比恒定時(shí)，如知道漿化浸出礦銻金屬量（或銻品位）時(shí)，可計(jì)算出礦漿流速v：

①處理45%原礦，經(jīng)第一次漿化、預(yù)浸（第二次漿化）后品位，假定能達(dá)到30-33%（此處計(jì)算取中值31.5%），則可計(jì)算出礦漿流速為：

V1=w/c1*0.315=0.0436/0.1875*0.315=0.74 m3/h

則1槽所需時(shí)間h1=8.9/0.74=12小時(shí)

②處理60%原礦，經(jīng)第一次漿化、預(yù)浸（第二次漿化）后品位，假定能達(dá)到48-52%（此處計(jì)算取中值50%），礦漿流速為：

V2=w/c2*0.50=0.0436/0.1954*0.50=0.45m3/h

則1槽所需時(shí)間h2=9/0.45=20小時(shí)

2 討論

（1）對(duì)進(jìn)入電解槽內(nèi)的銻金屬量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，需重點(diǎn)關(guān)注對(duì)‘固液比’的影響因素。

①在漿化確定固液比時(shí)，用來(lái)漿化的壓濾礦餅重量跟壓濾機(jī)壓滿程度(一般規(guī)定壓濾機(jī)1/3水龍頭不出液為壓滿)有很大關(guān)系；同時(shí)，壓濾機(jī)濾布使用時(shí)間越長(zhǎng)，礦餅重量會(huì)變輕。②在漿化確定固液比時(shí)，智能化的液體流量計(jì)的選擇有較大的影響。要選擇精度0.1m3流量計(jì)；如選擇精度1m3(該系列流量計(jì)計(jì)數(shù)是按4舍5入制形式)，會(huì)造成膠管泵頻率一樣的情況下，不同漿化槽使用完成的時(shí)間不一致。舉例而言，某次打液前表顯累計(jì)流量為300m3，此時(shí)實(shí)際可能數(shù)是300.1-300.4m3，也有可能是299.5 m3，打入陽(yáng)極液7 m3，表顯累計(jì)流量307 m3時(shí)停止打液，則可能實(shí)際打入漿化槽的溶液有6.5-7.9 m3之間，誤差較大。③不同品位原礦的漿化固液比稍有不同，原則是礦品位與固液比成反比關(guān)系。礦漿固液比既影響電解液的流動(dòng)性，也影響礦粒陽(yáng)極氧化效率，礦漿濃度大，礦粒的陽(yáng)極氧化貢獻(xiàn)大，但電解液的流動(dòng)性會(huì)變差。因此，當(dāng)漿化固液比確定后，不要輕易改變。

（2）陽(yáng)極效率決定了電流效率（陰極效率），因此在計(jì)算電解槽內(nèi)的長(zhǎng)銻時(shí)，需根據(jù)陽(yáng)極板的使用情況，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電流效率。

（3）對(duì)進(jìn)入電解槽內(nèi)的銻金屬量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，比傳統(tǒng)在原料區(qū)進(jìn)行配礦控制更科學(xué)。因?yàn)樵显谶M(jìn)入電解槽前，經(jīng)第一次漿化，預(yù)浸、第二次漿化，原礦銻品位變化較大，下表1是隨機(jī)抽出的10組原礦經(jīng)浸出后的銻變化情況。

（4）對(duì)進(jìn)入電解槽內(nèi)的銻金屬量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)該控制手段更有優(yōu)勢(shì)；在新邵辰州實(shí)驗(yàn)線階段，方法1比方法2更容易操作，如采用方法1，原礦在漿化槽內(nèi)的銻浸出可忽略不計(jì)；同時(shí)，方法1對(duì)于45%----60%高品位原礦，新邵辰州可利用2臺(tái)壓濾機(jī)、2個(gè)漿化槽的使用時(shí)間進(jìn)行控制。

（5）對(duì)進(jìn)入電解槽浸出礦進(jìn)行精準(zhǔn)控制，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)人員賦予了更高的要求。當(dāng)清楚知道進(jìn)入電解槽原礦品位時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員即可計(jì)算出礦漿流速，見下表2、表3；

表1 原礦預(yù)浸出后sb變化一覽表

表2 45%原礦在電流、漿化固液比恒定下的礦漿流速表

表2 60%原礦在電流、漿化固液比恒定下的礦漿流速表

3 結(jié)論

礦漿電解工藝中基于規(guī)?；a(chǎn)需求下的渣含銻降低，我們應(yīng)積極探究影響渣含銻的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：進(jìn)料金屬量、電解系統(tǒng)中的陽(yáng)極效率、電解槽結(jié)構(gòu)等，并找出適合規(guī)模化生產(chǎn)的科學(xué)可行的解決方案。

而在電流、漿化固液比恒定的條件下，對(duì)進(jìn)入電解槽內(nèi)預(yù)浸后的銻礦進(jìn)行精準(zhǔn)控制，根據(jù)質(zhì)量檢測(cè)人員測(cè)出浸出后礦內(nèi)的銻金屬量（品位），再由操作人員計(jì)算出礦漿進(jìn)料流速。這種通過對(duì)進(jìn)入電解槽內(nèi)礦漿流速控制的方法，保證了進(jìn)入電解系統(tǒng)的銻金屬量，并保證了整個(gè)系統(tǒng)的平衡，能達(dá)到降低渣含銻的目的，在規(guī)?；a(chǎn)時(shí)，具有極大的生產(chǎn)控制優(yōu)勢(shì)。