jalur pemrosesan antimon
jalur pemrosesan antimon: Dari Bijih ke Logam
Jalur pemrosesan antimon adalah sistem rekayasa yang dirancang untuk mengekstraksi dan memurnikan logam antimon dari bijih utamanya, keras kepala (Sb₂S₃), serta dari sumber sekunder seperti debu buangan dan slime anoda. Garis lengkap biasanya mengintegrasikan penghancuran, menggiling, flotasi atau konsentrasi gravitasi, diikuti dengan ekstraksi pirometalurgi atau hidrometalurgi, dan akhirnya memurnikan untuk menghasilkan antimon dengan kemurnian tinggi (khas 99.65% Sb atau lebih tinggi). Artikel ini menguraikan tahapan inti dari jalur pemrosesan antimon modern, membandingkan dua rute ekstraksi yang dominan, menyajikan kasus operasional dunia nyata, dan menjawab pertanyaan teknik umum.
1. Tahapan Inti dari Jalur Pemrosesan Antimon
Jalur konvensional dibagi menjadi empat blok utama:
- Persiapan Bijih: bijih run-of-mine (biasanya 2–5% Sb) dihancurkan menjadi <15 mm dan digiling ke <0.074 mm (200 jaring) untuk pembebasan.
- Penerima manfaat: Pemisahan Gravitasi (Jig, Meja Goyang) untuk partikel yang terbebaskan secara kasar, dilanjutkan dengan flotasi menggunakan timbal nitrat sebagai aktivator dan butil xantat sebagai pengumpul. Kelas Konsentrat Khas: 40–60% Sb dengan pemulihan 85–92%..
- ekstraksi: Dua rute yang bersaing—pirometalurgi (pemanggangan penguapan atau peleburan presipitasi) dan hidrometalurgi (Pencucian Alkali Sulfida).
- pengilangan: Logam mentah (95–98% Tidak) dimurnikan dengan api di tungku reverberatori dengan soda abu dan soda kaustik untuk menghilangkan arsenik, sulfur, dan besi, menghasilkan logam akhir ≥99,65% Sb.
2. Pirometalurgi vs. Hidrometalurgi: Perbandingan Langsung
Pilihan rute ekstraksi bergantung pada jenis bijih, Biaya Energi, dan peraturan lingkungan hidup. Tabel di bawah ini merangkum perbedaan-perbedaan utama:
| Parameter | Rute Pirometalurgi (Pemanggangan Volatilisasi + Kondensasi) | Rute Hidrometalurgi (Pencucian Alkali Sulfida + Pemenangan listrik) |
|---|---|---|
| Kebutuhan pakan | konsentrat bermutu tinggi (>45% Sb) atau bijih bongkahan | Konsentrat tingkat rendah (20–40% Tidak) atau bijih kompleks dengan arsenik tinggi |
| Reaksi utama | Sb₂S₃ + 5O₂ → Sb₂O₄ + 3JADI₂; lalu Sb₂O₄ + C → 2Sb + CO₂ | Sb₂S₃ + 3Na₂S → 2Na₃SbS₃; lalu 2Na₃SbS₃ + 3Na₂S + 3H₂O → 2Sb + 3H₂S + 6NaOH (Elektrolisa) |
| Pemulihan antimon | 92–96% | 88–93% |
| Konsumsi Energi | Tinggi (1200–1400°C pemanggangan) | Sedang (80Pencucian –90°C, 2.5-3,5V DC) |
| emisi SO₂ | Penting (membutuhkan tanaman asam atau scrub kapur) | Dapat diabaikan (H₂S didaur ulang menjadi Na₂S) |
| Biaya Modal (per ton Sb) | Rp 1.800–2.200 | Rp 2.400–2.800 |
| Biaya Operasional (per ton Sb) | Rp 950–1.150 | Rp 1.100–1.300 |
| Paling Cocok Untuk | Skala besar, umpan bijih yang stabil, infrastruktur smelter yang ada | Skala kecil hingga menengah, zona lingkungan yang ketat, bijih kompleks |
Data berdasarkan studi banding dari pabrik peleburan antimon Tiongkok (MISALNYA., Bintang Berkelap-kelip Hsikwangshan) dan uji coba di Bolivia (EMV).
3. Kasus Dunia Nyata: Bintang Berkelap-kelip Hsikwangshan (HTS) – Cina
Latar belakang: HTS mengoperasikan salah satu jalur pemrosesan antimon terbesar di dunia di Lengshuijiang, Provinsi Hunan, pengolahan 1,200 t/hari penilaian bijih 3.2% Sb.
Konfigurasi Garis:
- Penumpasan & menggiling: Penghancur rahang dua tahap + Penghancur Kerucut, kemudian ball mill di sirkuit tertutup dengan hidrosiklon (Hlm80 = 0.074 mm).
- pengapungan: Rangkaian pembersih kasar menggunakan Pb(TIDAK₃)₂ (200 g/t) dan butil xantat (150 g/t). Kelas Konsentrat: 52% Sb, Pemulihan: 91%.
- ekstraksi: Pemanggangan dengan penguapan dalam tanur putar pada suhu 1250°C. Uap Sb₂O₃ dikondensasikan dalam serangkaian bag filter, menghasilkan Sb₂O₃ mentah (99.2% Kemurnian).
- Peleburan Reduksi: Oksida mentah dicampur dengan kokas dan soda abu dalam tungku reverberatory pada suhu 1100°C untuk menghasilkan logam mentah (97% Sb).
- pengilangan: Pemurnian api dua tahap dengan soda kaustik (10% berdasarkan berat) pada suhu 900°C untuk 6 jam. Produk Akhir: 99.68% Sb, pertemuan GB/T 1599-2014 standar.
Data Kinerja (2023 Laporan Tahunan):
- Total keluaran logam antimon: 28,500 ton.
- Pemulihan secara keseluruhan (tambang-ke-logam): 86.4%.
- Konsumsi Energi: 1,020 kWh/t Sb (listrik) + 4.2 GJ/t Sb (panas).
- emisi SO₂: 0.8 kg/t Sb (setelah desulfurisasi kapur-gipsum), jauh di bawah Tiongkok 1.5 batas kg/t.
Pelajaran penting: Keberhasilan HTS terletak pada integrasi erat antara flotasi dan pemanggangan—flotasi tailing (0.15% Sb) diproses kembali dalam sirkuit pelindian bebas sianida terpisah untuk memperoleh sisa antimon, mendorong pemulihan total di atas 90%.
4. Tantangan dan Mitigasi Rekayasa Umum
- Kontaminasi Arsenik: Dalam pirometalurgi, laporan arsenik ke logam mentah. Mitigasi: pemanggangan pra-oksidasi pada suhu 450–500°C untuk menguapkan As₂O₃ sebelum pemanggangan utama.
- Viskositas terak: Silika yang tinggi dalam konsentrat meningkatkan titik leleh terak. Mitigasi: tambahkan besi oksida (Fe₂O₃) sebagai fluks untuk membentuk terak fayalit (Fe₂SiO₄), menurunkan suhu likuidus menjadi 1050°C.
- Efisiensi arus elektrowinning: Dalam hidrometalurgi, efisiensi saat ini turun di bawah 70% jika konsentrasi Sb³⁺ melebihi 25 gram/L. Mitigasi: pertahankan 15–20 g/L Sb³⁺ dan gunakan sel diafragma untuk mencegah re-oksidasi katodik.
5. Pertanyaan yang Sering Diajukan (Pertanyaan Umum)
Q1: Berapa kadar bijih minimum untuk jalur pemrosesan antimon yang ekonomis?
A: Untuk pabrik flotasi mandiri, nilai batasnya biasanya 0,8–1,0% Sb. Untuk peleburan langsung (Tanpa manfaat), bijih setidaknya harus mengandung 20% Sb. Namun, dengan harga antimon saat ini (USD 12.000–15.000/t masuk 2024), beberapa operasi di Tiongkok memproses ulang tailing lama dengan 0,3–0,5% Sb menggunakan pemisahan gravitasi + pengapungan, mencapai profitabilitas marjinal.
Q2: Bisakah antimon diekstraksi tanpa menghasilkan SO₂?
A: Ya. Jalur hidrometalurgi (Pencucian Alkali Sulfida) tidak menghasilkan SO₂. Alih-alih, menghasilkan gas H₂S, yang diserap dalam larutan kaustik untuk meregenerasi Na₂S untuk digunakan kembali. Sebagai alternatif, A "aliran pendek" proses pirometalurgi dengan menggunakan besi tua sebagai akseptor belerang (peleburan presipitasi) menghasilkan besi sulfida matte sebagai pengganti SO₂, tetapi metode ini hanya cocok untuk bijih bongkahan bermutu tinggi (>50% Sb).
Q3: Bagaimana cara memilih antara tanur putar dan tanur sembur untuk pemanggangan volatilisasi?
A: Rotary kiln lebih disukai untuk konsentrat halus (produk flotasi) karena mereka menangani partikel halus tanpa kehilangan debu. Tungku sembur membutuhkan bijih bongkahan (25–100 mm) dan lebih hemat energi untuk pakan kasar. Jika konsentrat Anda baik-baik saja (<1 mm), menggunakan tanur putar dengan baghouse; jika Anda memiliki bijih bongkahan, tanur sembur dengan ruang pengendapan lebih ekonomis.
Q4: Berapakah tipikal hilangnya antimon dalam terak selama peleburan reduksi??
A: Dalam tungku gema yang dioperasikan dengan baik, kehilangan antimon dalam terak adalah 2–4% dari antimon umpan. Kerugian ini meningkat menjadi 8–10% jika teraknya terlalu basa (CaO/SiO₂ > 1.2) atau jika suhu melebihi 1200°C, menyebabkan penguapan Sb₂O₃. Untuk meminimalkan kerugian, mempertahankan komposisi terak FeO 30–35%, SiO₂ 25–30%, CaO 10–15%, dan pertahankan suhu pada 1050–1100°C..jpg)
Q5: Apakah mungkin untuk memproses bijih tahan api antimon-emas dalam satu jalur?
A: Ya, tetapi dengan langkah pra-perawatan. Untuk bijih yang antimonnya diasosiasikan dengan emas (MISALNYA., dalam bijih stibnit-arsenopirit), konsentrat flotasi antimon diperlakukan secara terpisah, sedangkan tailing flotasi (mengandung emas) pergi ke sianidasi. Sebagai alternatif, seluruh bijih dapat mengalami pencucian alkali sulfida, yang melarutkan antimon tetapi meninggalkan emas dalam residunya, yang kemudian disianida. Proses ganda ini digunakan di tambang Golden Grove di Australia Barat, mencapai 92% Sb pemulihan dan 95% atau pemulihan..jpg)
Kesimpulan
Jalur pemrosesan antimon modern bukanlah satu lembar alur tetap, melainkan sistem fleksibel yang beradaptasi dengan mineralogi bijih, batas lingkungan, dan harga pasar. Rute pirometalurgi tetap dominan untuk operasi skala besar karena biaya modal yang lebih rendah, sementara hidrometalurgi mulai mendapat perhatian di wilayah yang sensitif terhadap lingkungan. Kasus HTS menunjukkan bahwa jalur yang terintegrasi dengan baik dapat dicapai >86% pemulihan keseluruhan dengan emisi yang dapat diterima. Untuk proyek baru apa pun, uji skala menyeluruh pada bijih tertentu wajib dilakukan sebelum memilih rute pemrosesan akhir.