6月21日，在由山东恒邦冶炼股份有限公司与上海有色网信息科技股份有限公司（SMM）联合主办的2024SMM第十二届小金属产业大会——锑产业论坛上，锡矿山闪星锑业有限责任公司锑冶炼
厂副厂长/总工程师梁俊杰阐述了锑冶炼技术发展方向及建议。其指出：传统的火法冶炼工艺将被逐渐淘汰，而采用富氧强化冶炼取代传统的炼锑方法将是锑冶炼技术未来发展的必然趋势。政府和企业应进一步加大科技投入，实现技术创新，将我国逐步由锑资源大国转变为锑资源强国。
前言
锑作为“工业的味精”，广泛用于阻燃剂、蓄电池及铅合金、玻璃陶瓷、化学制品、催化剂等工业及军事领域。随着当今世界经济和科技的高速发展，锑的应用领域越来越广，其可用于生产各种阻燃剂、合金、搪瓷、玻璃、橡胶、涂料、颜料、塑料、半导体原件、烟花、医药等产品。目前，锑系阻燃剂仍然是锑的主要应用领域，约占世界锑消耗量的60%，占Sb2O3消耗量的90%。
美国地质调查局（USGS）2020年数据公布：美国地质调查局(USGS)2020年公布的数据显示，2019年全球锑探明储量为150万吨，其中中国48万吨，占世界总储量的32.0%。我国锑矿以大型锑矿床居多、矿石质量好而著称于世，锑资源主要由两类矿床构成：一是单一的硫化锑矿(辉锑矿)，主要产于素有“锑都”之称的湖南锡矿山矿田；二是与其它金属共生的复合矿，如广西大厂矿田100#和105#矿体的锡锌锑铅多金属复合矿， 该矿经选矿后可以得到脆硫铅锑矿(Pb4FeSb6S14)，随着科技的进步，脆硫铅锑矿从开采到选冶的成本均低于辉锑矿，具有十分明显的优势。目前对单一硫化锑矿的提取工艺主要是挥发熔炼－还原熔炼；脆硫铅锑矿的提取工艺主要是沸腾焙烧－溢流焙砂配料烧结－鼓风炉还原熔炼－吹炼－精炼。
锑冶炼技术现状——辉锑矿提取技术
1.辉锑矿提取技术
我国95%以上的锑冶炼厂采用火法炼锑工艺处理硫化锑精矿，即先将硫化锑精矿挥发焙烧或者挥发熔炼产出Sb2O3，再对Sb2O3进行还原熔炼和精炼，产出金属锑。其中硫化锑精矿挥发部分，是直接影响锑冶炼技术经济指标的最重要环节。
1.1 焙烧挥发
挥发焙烧的目的是使硫化锑精矿在空气不足的情况下，受热氧化成易挥发的Sb2O3，Sb2O3随炉气进入收尘系统冷凝沉积下来，实现金属锑与脉石的分离。历史上曾投入生产运用的挥发焙烧方法有直井炉挥发焙烧、回转窑挥发焙烧和平炉挥发焙烧。
1.2 鼓风炉挥发
鼓风炉挥发熔炼－反射炉还原熔炼与精炼是我国炼锑的主要工艺，在国内锑冶炼厂普遍采用。这一工艺主要利用锑精矿中的Sb2O3和Sb2S3均易挥发，挥发的Sb2S3又易被空气中的O2所氧化，从而生成的Sb2O3特性，向炉内鼓入空气，与焦炭剧烈反应并释放大量热能，使炉料呈熔体状态，精矿中的硫化锑在高温下优先挥发进入气相，然后在烟气气流中氧化生成氧化锑，在冷凝系统中收集。精矿中的脉石则与造渣熔剂发生造渣反应，从而使锑与脉石分离。锑氧粉经反射炉还原熔炼得到粗锑，由于粗锑含有铁、砷、铅和硫等杂质，需要精炼除杂才能得到合格的金属锑，粗锑的精炼与锑氧粉的还原是在同一个反射炉内进行的，其工艺流程如右图所示。
该工艺的特点是在低料柱、薄料层、高焦率和热炉顶等条件下实现挥发熔炼，对炉料适应性强，既能处理硫化矿，又能处理氧化矿和硫化矿的混合矿;生产能力大，处理含锑物料的能力约为20～25t/m2·d，是平炉的20～30倍;锑的挥发率高，一般在90%以上；回收率高，在渣含锑低于1%，精矿品位为30%～50%时，回收率约为92%～95%；易于实现机械化。正是这些优点使得该工艺倍受企业的亲睐。
不足：但是该工艺能耗高，焦率为精矿量的30%～45%，炉气带走的热量约占总热量的60%，从而造成大量的能源损耗，操作繁杂，鼓风炉只宜处理块状物料入炉前需要制团和干燥，鼓风炉熔体需要进行前床分离，烟气收尘系统庞大；返料多，鼓风炉前床产出的粗锑和锑锍不能直接送反射炉，需要返回鼓风炉处理等，增加了熔炼消耗;不宜处理中低品位锑精矿。
由上表可以看出，处理低品位锑精矿时，需要加入的熔剂量会成倍地增加，熔炼总消耗增加，渣损失率增大，成本增高，所以鼓风炉只适合处理含锑量40%以上的锑精矿；尾气SO2浓度低，仅为0.3%～0.8%，企业多采用石灰—碱吸收法处理后就直接排空，严重污染环境，二次渣造成二次污染。考虑到日益严峻的环境压力，该工艺将制约企业的进一步发展。
1.3 湿法电解工艺
湿法电解分为碱性浸出-浸出液电积，及Na2S和NaOH混合溶液浸出Sb2S3矿，获得的硫代亚锑酸钠Na3SbS3溶液电积，获得阴极锑，阴极锑再经过精炼除杂获得精锑；酸性浸出-浸出液电积，以FeCl3和HCl混合溶液浸出Sb2S3矿，获得的SbCl3溶液电积，获得阴极锑，阴极锑再经过精炼除杂获得精锑。目前辰州矿业采用酸性湿法炼锑于2021年已经投产成功。
2 铅锑矿提取技术
脆硫铅锑矿主要蕴藏于我国广西等地，其储量巨大，超过单一辉锑矿。矿石中铅和锑以硫化物固溶体形态存在，采用物理选矿方法不能将二者分离，必须通过冶金过程才能将其综合回收利用。目前应用于生产的脆硫铅锑矿冶炼方法主要是脆硫铅锑精矿沸腾焙烧－溢流焙砂配料烧结－鼓风炉还原熔炼－吹炼－精炼的火法冶炼工艺，其工艺流程如图所示。其中沸腾焙烧的主要目的是脱硫，使焙砂
含硫降到3%～4%以下，脱硫后的焙砂进行配料烧结，烧结块经鼓风炉还原熔炼产出铅锑合金。铅锑合金经反射炉氧化吹炼得到锑氧粉和底铅，从而使铅锑得到分离。锑氧粉再经反射炉还原精炼生产2#精锑。底铅则经fugui酸铅电解生产1#电铅，其中的银被富集在阳极泥中得以回收。
锑冶炼的发展方向
随着能源日趋紧张，环境保护法规日益严格，传统的冶炼工艺必已经无法满足国家及市场的要求，必然会被新的冶炼技术取代。大致分为两个方向，分别为强化熔池熔炼和鼓风炉富氧强化挥发熔炼。
1. 强化熔池熔炼技术
在辉锑矿的熔池熔炼方面，由于铅、锡和锑的性质相似，铅和锡熔池熔炼工艺的成功运用对锑熔池熔炼的研究与发展具有一定的借鉴意义。
1.1 辉锑矿的强化熔池熔炼研究进展
其对李吉坤团队、桃江久通陈正团队、中南大学戴曦团队、段发明团队、中南大学与辰州矿业团队、闪星锑业、中南大学和长沙矿冶学院团队、豫光金铅团队等多个研发团队的辉锑矿的强化熔池熔炼研究进展进行了介绍。
其总结，熔池熔炼工艺可以有效地降低能耗、降低了金属锑的损失、原料适应性强、处理能力大、烟气SO2浓度高，易于制酸的特点。但是由于锑的特性，易挥发、易氧化，这样会带走大量热量，热平衡得不到有效的保证，无法实现工业化生产。
1.2 铅锑矿的强化熔池熔炼研究进展
在脆硫铅锑矿的熔池熔炼方面，中南大学、柳州华锡集团有限责任公司和新乡县中联金铅有限公司首次提出了脆硫铅锑矿富氧熔池熔炼直接生产铅锑合金的新工艺，该方法通过向熔融的氧化熔炼底渣中鼓入富氧空气，同时加入经制粒的脆硫铅锑精矿，一步氧化熔炼直接产出铅锑合金和富铅渣，富铅渣与还原煤配料后加入还原底渣进行还原熔炼，产出铅锑合金和可供烟化处理的还原渣。该工艺可以替代现有的沸腾焙烧－烧结－鼓风炉还原熔炼传统工艺，极大地缩短了工艺流程，所得的烟气SO2浓度为10%～20%，可直接制酸，解决了传统工艺中低浓度SO2污染严重的问题。
目前铅锑矿的强化熔池熔炼工艺已经在我国多处建成了工业化生产基地。
2 鼓风炉富氧强化挥发熔炼技术
富氧鼓风炉是一项成熟的工艺技术，曾广泛用于铜和铅等有色金属的冶炼，它通过提高富氧浓度来强化冶金过程，具有较好的技术经济指标。2007年锡矿山闪星锑业有限责任公司在鼓风炉内进行了富氧熔炼工业性试验，试验结果表明，富氧浓度提高，炉床日处理能力同比提高了100%，焦率同比下降了50%，相关的技术经济指标均优于原工艺流程。随后该公司采用1座4.5m2的富氧鼓风炉代替原有的2座3.0㎡的锑鼓风炉。
锑冶炼技术发展建议
针对我国锑冶炼技术存在的问题，提出以下发展建议:
加强科技创新，实现锑冶炼的节能降耗。我国“3060”双碳战略，到2030年实现碳达峰，到2060年实现碳中和。传统的锑冶炼工艺焦率高达30%～45%，属于高能耗、高CO2排放的工艺。锑精矿多为硫化矿，燃烧能够放出大量的热能，如有效利用，便能实现冶炼的自热或半自热。因此，必须以“低碳”为先导进行技术创新，推动低碳技术在锑冶炼企业的应用，实现锑冶炼的自热或半自热，达到节能降耗的目的。当前富氧鼓风炉对节能降耗，优化技术经济均具有较大优势。
增加科技投入，实现锑冶炼的清洁生产。目前我国95%以上的锑企业仍采用传统的火法冶炼工艺，能耗高，环境污染大。而随着环保政策日益收紧和社会公众环保意识的日益增强，传统的锑火法冶炼工艺已不适应可持续发展对冶炼企业提出的要求，冶炼环保化必将成为冶炼行业发展的方向，甚至直接关系到企业的生存。因此锑冶炼企业应当加强科技创新和技术改造，加大科技投入，对锑冶炼过程中的鼓风炉、反射炉高能耗、烟气脱硫及无名损失进行科研攻关，提升自动化、智能化、清洁化生产水平，将鼓风炉余热进行综合利用，将冶炼废渣中的资源进行有效回收。对低品位锑矿资源和多金属伴生的锑矿资源进行提取技术研发，实现资源高效利用。运用新工艺、新技术，实现清洁生产。
从目前全球锑冶炼行业技术应用发展趋势来看，富氧鼓风炉强化熔炼是当前锑冶炼最优工艺，其生产效率、工艺指标、能源消耗、贵金属综合回收、低浓度二氧化硫烟气脱硫均显示了强大的生命力（鼓风炉处理锑矿能耗高、低浓度二氧化硫烟气污染环境得到彻底改观）,应进一步加大科技投入，充分借鉴、吸收富氧鼓风炉强化熔炼技术，进一步推进锑冶炼富氧鼓风炉强化熔炼技术朝着自热节能方向迈进，推动锑冶炼技术进步。
结语
传统的火法冶炼工艺将被逐渐淘汰，而采用富氧强化冶炼取代传统的炼锑方法将是锑冶炼技术未来发展的必然趋势。政府和企业应进一步加大科技投入，实现技术创新，将我国逐步由锑资源大国转变为锑资源强国。
