pengolahan mineral antimon

Pengolahan Mineral Antimon: Sebuah Ikhtisar

Antimon, metaloid abu-abu berkilau, memiliki sifat unik seperti ketahanan api dan kemampuan pengerasan, menjadikannya penting untuk aplikasi industri dalam penghambat api, baterai timbal-asam, dan semikonduktor. Namun, antimon jarang terjadi dalam bentuk logam aslinya. Hal ini terutama diekstraksi dari mineral, terutama keras kepala (Sb₂S₃), dengan sumber lain termasuk valentinite (Sb₂O₃) dan sulfosalt kompleks. Pengolahan bijih ini melibatkan serangkaian langkah fisik dan kimia untuk menghasilkan logam antimon atau trioksida (Sb₂O₃), produk komersial yang dominan. Artikel ini menguraikan lembar alur pemrosesan inti, membandingkan metode utama, menjawab pertanyaan umum, dan menyajikan kasus operasional dunia nyata.

Urutan pemrosesan umum dimulai dengan benefisiasi bijih untuk meningkatkan kandungan antimon, diikuti dengan ekstraksi dan pemurnian pirometalurgi atau hidrometalurgi. Pilihan teknologi sangat bergantung pada kadar bijih, Mineralogi, dan pertimbangan ekonomi.

1. Benefisiasi Bijih
Karena sifat simpanan yang seringkali bermutu rendah (khas 2-6% Sb), prakonsentrasi sangatlah penting. Pemisahan gravitasi adalah metode stibnit yang paling umum karena kepadatannya yang tinggi (~4,6 gram/cm³). Teknik seperti jigging, Meja Goyang, dan spiral digunakan. Untuk bijih kompleks atau diseminasi halus, flotasi buih digunakan untuk menghasilkan konsentrat sulfida (45-60% Sb). Kombinasi flowsheet flotasi gravitasi sering terjadi.

2. Metode Ekstraksi dan Pemurnian
Ekstraksi selanjutnya dapat mengikuti dua jalur utama:

• Pirometalurgi: Jalur dominan untuk konsentrat bermutu tinggi.

  • Pemanggangan Volatilisasi: Konsentrat dipanggang di udara pada suhu 500-600°C. Stibnite teroksidasi menjadi Sb₂O₃ yang mudah menguap (antimon trioksida), yang ditangkap dalam sistem kondensasi (rumah baghouse, kamar). Oksida dapat dijual langsung atau direduksi menjadi logam.
  • Peleburan Reduksi: Untuk produksi logam langsung, konsentrat dilebur dalam reverberatory atau tanur tiup dengan potongan besi dan fluks (soda abu). Besi menggantikan antimon untuk membentuk FeS matte, menghasilkan antimon mentah ("jarum" Antimon).
  • pengilangan: Logam mentah dimurnikan melalui pemurnian oksidatif dengan fluks soda untuk menghilangkan arsenik dan kotoran lainnya.

• Hidrometalurgi: Mendapatkan daya tarik untuk bijih kompleks atau di mana emisi SO₂ dari pemanggangan dilarang.

  • Pencucian Alkali Sulfida: Stibnite larut dalam larutan natrium sulfida (Na₂S) atau campuran natrium hidroksida/sulfida: Sb₂S₃ + 3Na₂S → 2Na₃SbS₃.
  • Pemenangan listrik: Larutan pelindian mengalami elektrolisis untuk mengendapkan logam antimon di katoda.
  • Leachant Alternatif: Sistem asam klorida atau basa tiosulfat juga sedang dikembangkan.

Tabel berikut membedakan kedua pendekatan utama tersebut:

Fitur	Rute Pirometalurgi	Rute Hidrometalurgi
Umpan Utama	Konsentrat stibnite bermutu tinggi (>45% Sb)	Bijih bermutu rendah/kompleks, berkonsentrasi
Proses Kunci	Memanggang / Melebur	Pencucian Alkali Sulfida + Pemenangan listrik
Produk Utama	Sb₂O₃ / Logam Antimon	Logam Antimon
Keuntungan	Throughput tinggi; teknologi matang; efisien untuk bijih sederhana.	Menurunkan emisi SO₂; dapat mengolah bijih tahan api; selektif untuk antimon.
Kekurangan	Pengendalian emisi SO₂ sangat penting; kurang cocok untuk mineralogi kompleks; pengelolaan arsenik yang menantang.	Biaya reagen lebih tinggi; pengoperasian pabrik yang lebih kompleks; diperlukan pengolahan larutan limbah.

Studi Kasus Dunia Nyata: Tambang Antimon Xikuangshan "Peleburan Volatilisasi" Proses
Tambang Xikuangshan di Provinsi Hunan, Tiongkok—yang secara historis merupakan salah satu produsen antimon terbesar di dunia—mengembangkan metode pirometalurgi khas yang dikenal sebagai "peleburan volatilisasi." Dalam proses ini:

1. Bijih bongkahan bermutu rendah (~10% Tidak) dimasukkan langsung ke tanur tinggi bersama dengan kokas dan fluks batu kapur.
2. Dalam kondisi terkendali (udara yang terbatas), stibnite diuapkan sebagai uap Sb₂S₃ daripada teroksidasi.
3. Uap ini kemudian diarahkan ke ruang oksidasi terpisah di mana ia dibakar untuk membentuk asap Sb₂O₃ dengan kemurnian tinggi.
   Adaptasi yang cerdik ini memungkinkan pemrosesan ekonomis bijih bongkahan tingkat menengah tanpa penggilingan dan konsentrasi terlebih dahulu, menampilkan pengoptimalan spesifik lokasi yang mendominasi produksi selama beberapa dekade.

---

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

Q1: Mengapa pemisahan gravitasi begitu efektif untuk banyak bijih antimon?
A1: Stibnite memiliki berat jenis yang relatif tinggi (~4.6) dibandingkan dengan mineral gangue umum seperti kuarsa (2.65) dan kalsit (~2.7). Perbedaan kepadatan yang signifikan ini membuat metode seperti jigging sangat efisien untuk prakonsentrasi pada ukuran yang kasar, menawarkan biaya operasional yang rendah dan pemulihan yang baik.

Q2: Apa tantangan lingkungan utama dalam pengolahan antimon tradisional??
A2: Tantangan utamanya adalah mengendalikan sulfur dioksida (JADI₂) emisi dari pemanggangan/peleburan pirometalurgi bijih sulfida. Pabrik modern harus memasang sistem pembersihan gas yang efisien seperti pabrik asam atau scrubbing kapur untuk mengubah SO₂ menjadi asam sulfat atau gipsum untuk memenuhi peraturan lingkungan.

Q3: Bisakah emas diperoleh kembali dari bijih emas antimonial selama pemrosesan??
A3: Ya. Emas sering ditemukan berasosiasi dengan stibnit dalam endapan emas tahan api ("bijih emas antimonial"). Selama pemrosesan pirometalurgi konsentrat tersebut melalui jalur pemanggangan/peleburan, emas dilaporkan dalam fase timah batangan atau fase besi matte yang kemudian dapat diperoleh kembali melalui teknik pemurnian logam mulia yang sudah mapan.

Q4: Apakah hidrometalurgi menggantikan pirometalurgi untuk antimon?
A4: Bukan penggantian secara grosir tetapi adopsi yang saling melengkapi. Hidrometalurgi menawarkan alternatif ketika kendala lingkungan terhadap emisi sangat ketat atau ketika mineralogi bijih terlalu rumit untuk peleburan standar. (MISALNYA., bijih kaya merkuri/arsenik). Kelangsungan hidupnya sangat bergantung pada ketersediaan/biaya reagen lokal versus biaya energi/kokas untuk peleburan.

Q5: Apa yang menentukan apakah Sb₂O₃ atau antimon logam dihasilkan?
A5: Hal ini didorong oleh permintaan pasar dan proses ekonomi.

• Sebagian besar target produksi Sb₂O₃, karena merupakan bahan baku langsung untuk senyawa tahan api (~80% konsumsi global).
• Produksi antimon logam biasanya melibatkan pengurangan oksida yang dimurnikan dengan karbon jika diperlukan, tetapi juga dapat berasal langsung dari jalur peleburan/pemurnian ketika memasok pasar paduan seperti baterai timbal-asam..
  Banyak pabrik terintegrasi memiliki fleksibilitas untuk memproduksi keduanya berdasarkan sinyal pasar