对进入电解槽内的锑浸出矿精准控制的可行性探讨

李 庚，邹毅松，赖慧祺

（新邵辰州锑业有限公司，湖南 新邵 422900）

矿浆电解是近30年来发展的一种湿法冶金新技术，它将湿法冶金通常包含的浸出、溶液净化、电积三个工序结合在一个装置中进行，充分利用了电解沉积过程中阳极氧化反应来浸出矿石中的有价元素，使其大量耗能转变为金属的有效浸出，并从矿浆中直接产出金属的工艺。较火法炼锑工艺简化了流程，提高了金属回收率，经济效益高，环境更友好。

在矿浆电解时，其实又是原矿的浸出过程，电解→浸出→电解周而复始。当电解电流确定后，以及电解系统中阳极效率大于或等于阴极效率时（一般阳极效率《阴极效率），阴极系统长锑重量与阳极系统原矿浸出锑金属量重量相当，进入电解槽内矿浆中的锑以锑离子的形式进入电解液系统，随着电解的进行，矿浆含锑逐步下降到质量控制标准1%----2%（简称渣含锑）。因此，为保证电解后渣含锑在质量控制标准范围内，必须对进入电解槽内的矿浆锑金属量进行精准控制。因为进矿中的锑金属量如果高于所给电解电流所产生的金属量，会造成渣含锑偏高；如果进矿中锑金属量低于所给电流所产生的金属量，会使电流做无用功，造成吨锑电耗偏高。

1 试验原料与操作方法

方法1：

10%---60%品位辉锑矿，经预浸（或经第一次浆化，再进行预浸）搅拌1h—2h，原矿用渣浆泵送陶瓷过滤机进行固液分离，取脱水后的矿饼，送入80-1000c的干燥柜内进行干燥2---4h，把该矿送人质检中心测出sb含量，根据sb金属量以及电解所给电流，计算出矿浆流速。

方法2：

10%---60%品位辉锑矿，经预浸（或经第一次浆化，再进行预浸）搅拌1h—2h，原矿用渣浆泵送陶瓷过滤机进行固液分离，脱水后的矿饼输入浆化槽内加入定量的盐酸和电解阳极液进行浆化（第二次浆化），搅拌0.5h—1h。取浆化矿浆400---500g进行过滤，过滤后矿送入80-1000c的干燥柜内进行干燥2---4h，把该矿送人质检中心测出sb含量，根据sb金属量以及电解所给电流，计算出矿浆流速。

（1）根据法拉第定律，当电解原料、电流、电解时间、电解槽数确定，阴极理论产量就确定了。当电流恒定时，假定电流6000 A，以8个电解槽为例，则阴极系统每小时长锑重量w（也即阳极系统浸出金属量）为一固定值。

W=8qIη

其中：q----锑电化当量，1.514g/(A.h);

I-----电流，A;

η---电流效率，%（一般为50%----85%），假定取60%；

则w=8*1.514*6000*60%=43602g=0.0436t

（2）当浆化时‘固液比’确定，则矿浆溶度为一固定值，假定按处理锑品位45%与60%原矿为例：

所谓‘固液比’，‘固’就是原矿经一次浆化、预浸后通过压滤机进行固液分离的矿饼，‘液’就是进行浆化的阳极液量。

①处理锑品位45%原矿，经一次浆化、预浸后，再通过压滤机压满吹干，假定1压滤机矿饼约为1.9t，按15%水分，则干矿饼为1.62 t;假定加入7m3阳极液，则矿浆溶度为：

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

②处理60%原矿，经经一次浆化、预浸后，再通过压滤机压满吹干，假定1压滤机约为2t，按15%水分，则干矿饼为1.7t假定加入7m3阳极液，则矿浆溶度为：

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

（3）当电流、浆化固液比恒定时，如知道浆化浸出矿锑金属量（或锑品位）时，可计算出矿浆流速v：

①处理45%原矿，经第一次浆化、预浸（第二次浆化）后品位，假定能达到30-33%（此处计算取中值31.5%），则可计算出矿浆流速为：

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

则1槽所需时间h1=8.9/0.74=12小时

②处理60%原矿，经第一次浆化、预浸（第二次浆化）后品位，假定能达到48-52%（此处计算取中值50%），矿浆流速为：

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

则1槽所需时间h2=9/0.45=20小时

2 讨论

（1）对进入电解槽内的锑金属量进行精准控制，需重点关注对‘固液比’的影响因素。

①在浆化确定固液比时，用来浆化的压滤矿饼重量跟压滤机压满程度(一般规定压滤机1/3水龙头不出液为压满)有很大关系；同时，压滤机滤布使用时间越长，矿饼重量会变轻。②在浆化确定固液比时，智能化的液体流量计的选择有较大的影响。要选择精度0.1m3流量计；如选择精度1m3(该系列流量计计数是按4舍5入制形式)，会造成胶管泵频率一样的情况下，不同浆化槽使用完成的时间不一致。举例而言，某次打液前表显累计流量为300m³，此时实际可能数是300.1-300.4m³，也有可能是299.5 m³，打入阳极液7 m³，表显累计流量307 m³时停止打液，则可能实际打入浆化槽的溶液有6.5-7.9 m³之间，误差较大。③不同品位原矿的浆化固液比稍有不同，原则是矿品位与固液比成反比关系。矿浆固液比既影响电解液的流动性，也影响矿粒阳极氧化效率，矿浆浓度大，矿粒的阳极氧化贡献大，但电解液的流动性会变差。因此，当浆化固液比确定后，不要轻易改变。

（2）阳极效率决定了电流效率（阴极效率），因此在计算电解槽内的长锑时，需根据阳极板的使用情况，适当地调整电流效率。

（3）对进入电解槽内的锑金属量进行精准控制，比传统在原料区进行配矿控制更科学。因为原料在进入电解槽前，经第一次浆化，预浸、第二次浆化，原矿锑品位变化较大，下表1是随机抽出的10组原矿经浸出后的锑变化情况。

（4）对进入电解槽内的锑金属量进行精准控制，大规模生产时该控制手段更有优势；在新邵辰州实验线阶段，方法1比方法2更容易操作，如采用方法1，原矿在浆化槽内的锑浸出可忽略不计；同时，方法1对于45%----60%高品位原矿，新邵辰州可利用2台压滤机、2个浆化槽的使用时间进行控制。

（5）对进入电解槽浸出矿进行精准控制，对质量检测人员赋予了更高的要求。当清楚知道进入电解槽原矿品位时，现场操作人员即可计算出矿浆流速，见下表2、表3；

表1 原矿预浸出后sb变化一览表

表2 45%原矿在电流、浆化固液比恒定下的矿浆流速表

表2 60%原矿在电流、浆化固液比恒定下的矿浆流速表

3 结论

矿浆电解工艺中基于规模化生产需求下的渣含锑降低，我们应积极探究影响渣含锑的关键节点：进料金属量、电解系统中的阳极效率、电解槽结构等，并找出适合规模化生产的科学可行的解决方案。

而在电流、浆化固液比恒定的条件下，对进入电解槽内预浸后的锑矿进行精准控制，根据质量检测人员测出浸出后矿内的锑金属量（品位），再由操作人员计算出矿浆进料流速。这种通过对进入电解槽内矿浆流速控制的方法，保证了进入电解系统的锑金属量，并保证了整个系统的平衡，能达到降低渣含锑的目的，在规模化生产时，具有极大的生产控制优势。