我国蕴藏着丰富的含锑、铋等元素的金属矿藏，如金精矿和硫铅矿。在铅的提取过程中，常见的冶炼技术分为湿法和火法两大类。目前，我国工业生产中主要依赖火法冶炼，但这种工艺存在一定的不足，如铅与锑的分离效率不高，导致在冶金过程中二者不断循环，进而使得铅锑的回收率不理想。与此同时，湿法炼铅技术还在试验探索之中。自20世纪末以前，我国在铅冶炼领域普遍实施的是“烧结焙烧与鼓风炉还原熔炼”技术，这一流程包括把硫含量较高的铅精矿经过烧结设备如烧结机、烧结锅或烧结盘进行去硫操作，再在鼓风炉内实施还原熔炼。然而，这种技术因耗能过高、对环境造成重大污染，并且难以高效回收其中的其他杂质元素。被我国相关部门在2011年正式划入淘汰类产业。相较于传统的炼铅方式，直接炼铅技术展现出诸多优势，主要涉及氧气快速电热熔炼和氧气底部吹炼熔池熔炼两种技术路径。此类先进工艺实现了烧结与还原熔炼过程的整合，极大提高了硫及热能的利用率简化了生产流程，并在很大程度上减轻了铅冶炼过程中产生的环境污染问题。

我国有色金属工业工程研究权威机构研究总院研发了领先的炼铅技术——氧气底吹炼铅工艺，目前是我国炼铅领域的首选技术。一家位于山东的企业在其铅冶炼设备中应用了氧气底吹炉熔炼结合粉煤喷吹直接还原的方法，专门针对高铅含量且成分复杂的金精矿进行处理。这一创新技术融合了“底部吹炼—熔态还原—富氧挥发”三个环节，形成了一种全新的炼铅流程，能够高效地回收金、银、铋、锑等有价金属。它以其低能耗、优异的还原效果和高资源利用率等特点而受到青睐。本研究基于该企业生产现场的实际数据，探讨了在炼铅过程中铋和锑元素的回收效率，这对于提升铅锭的品质以及贵金属如金、银、铋、锑的回收率具有深远的影响。

一、高铅复杂金精矿铋锑技术概述

1、生产工艺

含铋和锑成分的高铅复合金矿、电解产生的尘埃、浸出渣以及精炼过程中产生的炉渣等金属与铅的混合物，在混合入造渣用的熔剂之后，通过圆盘式造粒机进行制粒处理。随后，这些粒状物料通过皮带输送系统被输送到氧气底吹熔炼炉的上部进行投料。在熔炼过程中释放的烟气和烟尘，经过余热回收锅炉和静电除尘器的处理后，收集起来的尘埃被送回原料准备车间循环利用。同时，炼制过程中产生的熔融状富铅炉渣，则通过溜槽直接导入底吹式熔融还原炉中，以完成还原熔炼的过程。熔融状态的富含铅的渣料在还原炉内进行还原熔炼，从而制得初级铅锭，待其冷却定型后，便被转运至电解精炼区。在吹炼作业中释放的烟雾及尘埃，通过余热锅炉和冷却烟道进行处理，再由布袋除尘系统清除杂质后，这些物质被送回原料准备区。而那些由还原炉排出的炉渣则沿着溜槽被送入烟化炉中。在烟化炉内，这些炉渣经过吹炼和还原过程，使其中的锌、银等有价金属转化为氧化形态，并通过布袋收集系统收集，随后这些氧化锌被送往电积锌系统进行进一步提炼金属。最后，提炼后的废渣经过水淬处理，便被出售至外部市场^[1]。

经过初步提炼，含有铋锑元素的粗铅在除杂锅中去除铜、锡等杂质，随后送入成型锅中铸造成符合电解需求的阳极板。在火法精炼过程中，去除铜的工序会产生铜质浮渣，而铅的浇铸阶段会产生含氧化物的废渣，这些废渣通过反射炉进行火法熔炼，再次转化为粗铅，进而回到初步精炼系统中。系统中产生的冰铜可选择外卖或内部转化。阳极板在电解槽中经过湿式电解、杂质氧化去除和自动铸锭过程，最终产出铅锭。在湿式电解过程中，会产生富含铋锑的铅阳极泥，这部分泥料将被送至金银精炼系统进行进一步的提炼作业。

2 炉料分析

熔炼过程中使用的氧气底吹炉的炉料主要包括铅精矿、多种金属混合精矿、电解车间收集的尘埃、酸性处理后的残渣、炉内产生的废渣以及排放的烟尘等混合搭配。铅精矿的成分以铅和硫为主要元素，同时含有金、铜、铁、锑、银、铋、锌、砷、锡等微量元素，以及脉石中的二氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化铝等。一般而言，铅的含量波动在35%至80%不等。在氧气底吹炉熔炼及氧气底吹炉粉煤喷吹直接还原工艺中，混合入炉物料的铅含量通常维持在35%至40%。在本项研究中，入炉物料的铅含量为37.22%，金的含量为15.99克/吨，银的含量为1886.02克/吨，铋的含量为0.19%，锑的含量为0.74%，其中90%以上的铋和锑成分来自电尘灰、酸浸渣和炉渣等原料^[2]。

3 检测方法

在我国标准中，针对矿石中铋和锑成分的检测手段主要涉及利用载体沉淀结合一二甲酚橙的光度法来测定锑含量，以及半二甲酚橙的光度法来测定铋含量。但是，目前国内众多检测单位更倾向于使用原子荧光光谱法对铋锑进行测定，该方法操作便捷，却有一个明显的缺点，那就是测定范围相对较窄。鉴于此状况，目前有些机构在处理富含铅且混合有铋、锑等元素的金精矿复合物料，以及在冶炼过程中生成的各类中间产物时，普遍开始采用电感耦合等离子体原子发射光谱技术来检测铋和锑这两种元素。具体的检测步骤包括：首先对待检样本使用硝酸、盐酸、氢氟酸以及高氯酸等化学品进行溶解处理，随后，在稀释后的硝酸介质中，通过电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定铋和锑的发射光强度，最后，利用标准曲线法对检测到的元素含量进行计算。该检测手段适用于铋元素浓度为0.01%至0.08%，以及锑元素浓度为0.01%至0.07%的测定。若待测样品浓度超出此范围，须对酸性分解后的样品进行稀释处理，随后再行检测。该测试技术具有高灵敏度、低干扰、广阔的线性区间，并能够一次性对多种成分进行定量分析，具备快速、精确、简便及稳定的特点。

二、熔炼过程中铋锑成分的传输与分布特征

1、熔炼过程中铋锑成分的传输路径

运用富氧底部吹炼以及粉煤底部吹炼的还原熔炼工艺，将混合好的原料输送至富氧底吹炉进行加工处理，产生的中间产物包含了底吹炉和还原炉的灰尘、还原炉的炉渣、氧化锌的粉末以及粗铅等物质。在此过程中，底吹炉和还原炉产生的灰尘、炉渣等中间产品会被送回底吹炉进行二次熔炼，氧化锌粉末则会被运送至电解锌系统以进行深度提纯和熔炼加工，而粗铅则会被引导至下一道工序中。在熔炼操作期间，富铅渣中的锑元素以锑酸盐的形式存在，并在还原熔炼的过程中转变成三氧化二锑和金属锑。其中三氧化二锑会随烟气挥发至烟尘中，剩余的锑则积累于粗铅中，对于铋元素来说，其在整个熔炼过程中主要以三氧化二铋形态存在，经过还原熔炼后变成金属铋，并最终混合进粗铅内。

2、熔炼流程中铋锑成分分布状况

在实际生产具体实践中，采用火法工艺炼制时，铋与锑元素大部分集中在初级铅产品中，初级铅含铋量为0.47%，含锑量为1.96%，能够分别累积91.51%的铋和92.84%的锑。而其他副产品，例如氧化锌废灰中，铋的含量为0.03%，锑的含量为0.29%，分别能积累0.86%的铋和2.03%的锑。水淬后的废渣中，铋的含量为0.02%，锑的含量为0.06%，能够分别聚积3.98%的铋和2.90%的锑；另外，通过烟气排放或机械损耗等方式，大约会有3.65%的铋和2.23%的锑流失。

三、电解提纯流程中铋锑的走向与分布

1、电解提纯流程中铋锑的走向路径

在电解提纯流程的冶炼阶段，原始粗铅被投入生产，生成的产物包括氧化废渣、铜质浮渣、去铜后的烟尘、铅锭以及铅阳极泥等。铅阳极泥被转移到精炼区进行进一步的提纯处理，铅锭则作为成品出售。氧化废渣、铜质浮渣和去铜烟尘则被送入反射炉，通过火法冶金处理，生产出白冰铜、黑冰铜、反射炉烟尘以及反射炉的粗铅，这些反射炉粗铅再次回到电解提纯流程中进行循环利用。在电解提纯过程中，粗铅内含有的铋锑等杂质元素，由于电化学反应的不溶性，主要以单质（如金、银）或化合物（如锑、铋的硫化物或氧化物）的形式，沉积到铅阳极泥中^[3]。大部分锑成分融入铅阳极泥，并在其中以固态溶液形式出现，构建出既坚固又具有多孔结构的网状体系，这一结构使得阳极泥能够牢固地附着而不易剥落。而那些不易与铅融合的少量锑，则因其对铜的亲和性，转化为铜锑复合物，随着铜渣一同进入铜硫混合物中。至于铋元素，它的行为与银相似，在电解过程中能够通过与铅的分离实现较为彻底的提纯，大量沉积于铅阳极泥内。然而，生产过程中若电解液中含有铋，则可能导致铅的析出品质不达标，进而引发工艺上的故障。鉴于此，电解液中铋的含量必须控制在极低水平，以防止其通过电化学反应残留于电解液中。

2、电解精炼流程中铋锑的分配状况

在电解精炼的实际生产中，铋和锑这两种元素主要集中于铅质阳极泥。具体来看，铅阳极泥中的铋含量达到8.01%，锑含量为31.52%，能够分别累积铋的85.98%和锑的82.31%。至于其他副产物，例如白冰铜含有铋0.05%、锑1.62%，分别占铋总量的1.36%和锑总量的10.71%。而黑冰铜中铋的含量为0.01%，锑的含量为0.48%，分别占铋总量的0.06%和锑总量的0.85%。由此可见，在电解精炼过程中，铋元素主要进入了铅阳极泥，而锑元素则主要分布在铅阳极泥与白冰铜之中。

四、铅阳极泥中铋锑回收流程概述

1、铅阳极泥回收铋锑的工艺步骤简介

根据上述数据分析，铅阳极泥含有铋8.01%及锑31.52%，由此可见，对铅阳极泥中铋锑进行提取具有重要的经济价值。首先，对铅阳极泥进行氧压碱浸处理以去除砷，此步骤会产生富含铋锑的碱浸渣。在砷的预处理阶段，通过向碱浸液中加入石灰来实现砷的转化，生成的砷渣随后送入回转窑进行砷的无害化回收。碱浸渣干燥后，送入贵铅炉中进行还原熔炼，最终产出贵铅、烟灰以及二次锑渣。二次锑渣可以选择出售或送回氧气底吹熔炼炉以配合矿石处理。把烟灰再次导入碱性浸出系统进行砷的去除环节，把贵铅原料送入锑转化设备，以实现铋锑与金银等贵金属性质的分离，进而得到金银含量较低而铋锑含量较高的初级锑产品^[4]。接着，把这种初级锑产品投入锑精炼设备中，并投入碱金属进行砷的去除作业，通过这一过程，形成铅锑合金和含砷的碱渣，其中，碱渣部分将回送至碱性浸出除砷的前处理阶段进行处理。然后，将铅锑合金移入锑白蒸炼设备，以完成锑的进一步提取，产出可供销售的锑白产品，以及金银含量较低的底层铅，之后，把底层铅送入真空提炼炉，进行毛银、高银及低银铅铋合金的分离作业。毛银合金继续在分银设备中精炼以提炼出贵金属，高银铅铋合金则重新送回真空提炼炉中加工，而低银铅铋合金则对外进行销售。

2、关于铅阳极泥中铋锑回收概述

在具体生产流程中，铅阳极泥中的铋和锑成分经过深度提炼和净化，能够转化为锑白及铅铋合金等成品。在此过程中，锑白产品中三氧化二锑的纯度超过99.5%，能够提升锑含量至89.03%。而铅铋合金中铋含量为25.16%、锑含量为4.05%，可以实现铋的富集至98.98%以及锑的富集至5.45%。至于冶炼废渣中，铋的含量为0.01%、锑的含量为2.81%，分别富集了0.05%的铋和5.19%的锑。由此可见，在铅阳极泥的提纯与精炼阶段，铋元素大部分进入了铅铋合金，锑元素则主要转化为锑白，仅有少量锑元素进入了铅铋合金和冶炼废渣中。

结语

在高温熔炼处理高铅含量复杂金矿的过程中，铋和锑这两种元素主要集中在还原炉产生的粗铅部分。而在精炼电解阶段，这两种元素则主要留存于电解槽产生的铅阳极泥里。铅阳极泥中的铋回收效率高达85.98%，锑的回收效率也达到了82.31%，这一数据充分证明了富氧底吹连续炼铅技术的资源转化效率优于其他传统炼铅方法，具备更强的资源综合利用能力。通过对铅阳极泥实施碱液浸泡除砷、火法氧化吹炼以及真空蒸馏的加工工艺，能够有效地将泥中的铋和锑元素分离出来，实现对这两种元素的综合利用。在锑白产品中，锑的回收率可以达到89.03%，而在铅铋合金中，铋的回收率更是高达98.98%。

参考文献

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[2]杨俊龙,郭艳华.甘肃某高砷金矿伴生金属综合回收试验研究[J].有色金属（选矿部分）,2021(2):77-82

[3]郭海宁,陈杜娟,苗梁.某氰化浸金尾渣中铅锌综合回收选矿试验研究[J].有色金属（选矿部分）,2021(5):60-66

[4]胡术刚,尚修宇,初慧.金矿尾矿综合利用途径研究与展望[J].世界环境,2018,0(5):26-30