李 巍，薛 哲，楊 斌，謝翠翠

（湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，湖北 咸寧 437100）

銻金屬呈銀灰色，比重6.7、沸點1590℃、熔點631℃，質(zhì)地脆、無延展性，是電和熱的不良導(dǎo)體，常溫下具有耐酸性、抗腐蝕性和不易氧化等特性，隨著科技的發(fā)展，銻及銻的化合物已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)各類阻燃劑、耐磨合金、涂料、顏料、半導(dǎo)體、煙花、生物醫(yī)學(xué)、化工軍火等等部門產(chǎn)品，同時也被我國列為重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)之一，我國的銻礦資源儲量豐富、規(guī)模大、礦產(chǎn)類型多，是世界上發(fā)現(xiàn)、利用銻礦較早的國家之一。

從區(qū)域分布來看，全國銻礦主要分布于中南地區(qū)，其次為西南區(qū)、西北區(qū)，少量分布于華東、東北、華北，其中湖北省是我國中南地區(qū)銻礦床分布較密集的地區(qū)之一，查明銻礦資源主要分布于咸寧崇陽、通山等地區(qū)。因此筆者對湖北省銻礦市場進(jìn)行調(diào)查，淺析闡述湖北省銻礦的賦存類型、資源量、利用價值、市場動向、加工工藝以及開發(fā)潛力，為我省銻礦的研究提供參考。

1 湖北省銻礦的儲量及類型

湖北銻礦床的構(gòu)造特征比較特殊，呈線性分布，礦床大多分布在區(qū)域斷裂帶附近的次級斷裂帶內(nèi)，在縱橫斷裂與背斜交互處易形成銻礦富集區(qū)。全省銻礦床的類型十分豐富，但幾乎都沉浸在沉積巖中，包含各個時代的不同地層。據(jù)2011年湖北省礦產(chǎn)資源統(tǒng)計，全省累計查明銻金屬資源量40096.4噸、保有資源量14896.6噸，其中咸寧市查明銻金屬資源占全省90%、保有資源量占全省78%。全省達(dá)小型以上規(guī)模有3個，以通山徐家山、崇陽泉沖的中型銻礦為代表，小型礦床為十堰高橋坡銻礦，礦化點十余處，其銻礦產(chǎn)地數(shù)量位居全國13名，銻礦潛力還是很大的，為我省銻礦的地質(zhì)勘查和開發(fā)利用提供了可靠科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

由于湖北礦床多經(jīng)歷多期次的地質(zhì)構(gòu)造事件改造，銻礦賦存區(qū)域的地質(zhì)復(fù)雜性、特殊性，其成因多樣，一直未形成統(tǒng)一，礦床成因包括沉積成巖型、沉積噴流型、沉積改造型等，礦源層與華南富有機質(zhì)黑色巖系關(guān)系密切，礦床均經(jīng)歷原生沉積、熱液改造和表生氧化等成礦階段。經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)湖北省的銻礦礦床主要由原生礦床組成[1]，該類礦床中輝銻礦礦物組成較為單一，除了輝銻礦外的組分只有百分之十左右，以富含汞、錫、鉛、金等金屬，形成混合型多金屬礦床。

地質(zhì)科學(xué)工作者分析了銻礦床的礦體成礦物理作用、礦質(zhì)變化來源、地質(zhì)形態(tài)構(gòu)造地理環(huán)境、礦物結(jié)構(gòu)組合、含銻的礦層范圍巖及侵蝕層改變礦質(zhì)類型等諸多因素，提出了新的劃分方案[2]。

湖北的銻多金屬礦床性質(zhì)綜合區(qū)分為多個種類，包括碳酸鹽變質(zhì)地層中汞銻礦床、火山碳酸鹽變質(zhì)地層中層銻礦床、火山溫泉沉積巖變質(zhì)地層銻金礦床、中溫低溫冷熔熱液金及交錯型火山脈狀金銻礦床、低溫冷熔金銻礦床、熱熔冷液金銻鎢礦床、熱液金汞礦床、低熱金銻鎢礦床、沉積熱液銻鉛多礦床、沉積銻汞礦床等。根據(jù)礦鹽溶解情況劃分，包括銻碳酸鹽型銻礦床、巖型銻灰石礦床、變質(zhì)銻灰石礦床、海相變質(zhì)火山巖型銻灰石礦床、陸相海相火山巖型銻灰石礦床、巖漿期石型銻灰?guī)r礦床、外生巖堆積型銻灰?guī)r礦床等[3]。

湖北省重要的銻田（床）主要位于咸寧崇陽徐家山一帶，區(qū)域構(gòu)造上處于鄂東南大幕山-藥菇山兩短軸窟窿復(fù)背斜構(gòu)成的東西向次級隆起構(gòu)造帶與新華夏鄂城—大幕山北北東向次級隆起帶復(fù)合(反接)部位，屬于沉積改造型礦床，礦區(qū)內(nèi)為淺變質(zhì)巖系，與粉砂質(zhì)有機質(zhì)碳酸鹽共同組成礦床，尚未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入，徐家輝銻礦床經(jīng)歷不同的成礦期，分別為同生沉積成礦期、熱液改造富集成礦期，圍巖蝕變礦化成礦期、硅化成礦期等，共同形成整個礦區(qū)，該礦區(qū)的銻礦是在不同的時間段生成的，因此成礦特點也存在很大的差異，礦物的化學(xué)成分也有一定的差異。

2 銻礦利用價值及市場動向

銻礦在我國制造業(yè)應(yīng)用廣泛，具有不可替代性。目前，世界發(fā)達(dá)國家的新興能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，長期的推動作用直接影響銻礦開采方向。

在當(dāng)前復(fù)雜環(huán)境下，能源市場對銻礦的需求沒有明顯改變。在市場動向變化的形勢下，需要充分利用產(chǎn)業(yè)資源發(fā)展，加強銻礦利用，合理調(diào)整我國銻礦資源利用產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略布局，向國際化銻礦市場靠近的同時，利用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新爭取更大的產(chǎn)業(yè)市場和話語權(quán)，應(yīng)加強對我國銻礦資源的綜合研發(fā)，利用創(chuàng)新技術(shù)手段推動銻礦資源的高效綜合利用、合理進(jìn)行回收，走健康綠色的可持續(xù)發(fā)展之路。

將銻加入其他貴金屬和合金中，可增加貴金屬韌性和強度，因此銻被稱為戰(zhàn)略應(yīng)用金屬。從目前工業(yè)銻及金屬材料應(yīng)用行業(yè)來看，銻主要應(yīng)用在阻燃劑加工領(lǐng)域，百分之70的銻被用作阻燃劑消耗，銻的毒性高，燃燒后排煙多，但由于銻替代品的生產(chǎn)工藝不成熟，短期內(nèi)銻的應(yīng)用數(shù)量不會減少，同時銻在工業(yè)金屬導(dǎo)電粉、導(dǎo)電金屬漿料以及金屬導(dǎo)電染料等多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，使銻金屬成為科學(xué)研究和新技術(shù)開發(fā)的熱點。

近幾年，全球主要銻礦合金含量和銻產(chǎn)量一直呈現(xiàn)緩慢態(tài)勢，主要原因是中國銻礦增長方式改變。由于我國頒布了保護(hù)性礦產(chǎn)資源政策，礦產(chǎn)資源缺口日漸加大，預(yù)計未來還將保持資源高度集中的生產(chǎn)狀況，調(diào)查湖北省2019年一氧化銻隨時間增長的產(chǎn)值變化如圖1所示。

由圖1可知，隨時間增長，在2019年5月、2019年6月、2019年7月、2019年8月、2019年9月和2019年10月這6個月中，一氧化銻的總產(chǎn)值呈先增長后下降的趨勢，由此可以判斷未來幾年在國際消費市場中銻產(chǎn)品的需求增長變化不大，而2019年8月～2019年9月一氧化銻的產(chǎn)值增長最快，隨后在2019年9月～2019年10月一氧化銻的產(chǎn)值又呈逐漸下降趨勢快速下降，在2019年5月～2019年7月，一氧化銻的產(chǎn)值緩慢上升，變化不明顯直至2019年7月至2019年8月，一氧化銻的產(chǎn)值才呈快速增加的狀態(tài)增長，值得注意的是，西方發(fā)達(dá)國家對銻的直接出口消費總量處于明顯下降增長態(tài)勢，其主要消費人群向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，從長期發(fā)展?fàn)顟B(tài)來看隨著全球?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)低迷，銻金屬的市場經(jīng)濟(jì)整體將逐漸趨于活躍，資源勢必成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵性因素。

圖1 產(chǎn)值變化

3 銻礦加工工藝及開發(fā)潛力

銻礦具有較大的開發(fā)潛力，不僅可以與多種合金組合，還能增加這些合金的強度，還可以生產(chǎn)半導(dǎo)體、阻燃劑、紅外裝置，因此銻成為了工業(yè)中應(yīng)用較廣泛的金屬，不僅如此，銻各種類型的化合物也有較廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，銻鉛合金在化工管道、電纜中得到了廣泛的應(yīng)用，可以增加管道、電纜外皮的腐蝕性，銻與鋅、銅、鉛組成的合金因其較高的耐磨性可以制造齒輪燃料、玻璃脫色劑、催化劑、沉淀劑等，銻白加硫化氫可以作為橡膠充填劑，三硫化銻可以用來生產(chǎn)彈藥、鞭炮、火柴，三氯化銻、葡萄糖酸銻可以醫(yī)用，醋酸銻還可以作為催化劑，因此銻礦具有較大的開發(fā)潛力。

銻礦主要富含鉛銻合金，該合金在加工時，可以將鉛銻合金使用鼓風(fēng)加熱，加熱后的合金成分主要為氧化鋅粉，吹渣后用鼓風(fēng)爐燃燒粗銻粉得到氧化鋅粉。經(jīng)吹煉后的銻粉用鼓風(fēng)爐加熱精煉。將合金去除雜質(zhì)后，使用氧化爐氧化，生產(chǎn)氧化銻，控制溫度，生產(chǎn)得到氧化銻固體，經(jīng)過陽極轉(zhuǎn)化，使用反射爐加熱再熔煉，得到初次銻回收渣，精練得到金屬銻。上述方法的回收率高，操作成本低，有一定的應(yīng)用價值，還可以在高溫高壓狀態(tài)下直接加熱氧化，產(chǎn)生大量的高溫鉛銻熔體，隨后進(jìn)入漩渦熔池，加入大量溶劑、在還原溶劑的配合下，得到金屬銻，該方法適合小規(guī)模生產(chǎn)。在銻礦生產(chǎn)利用過程中，電流效率低，堿能消耗大，浸泡取出渣滓中含鉛酸堿量高，造成銻礦生產(chǎn)成本高，銻礦氧化還原法使用黃銅鉛鐵礦進(jìn)行燒渣脫硫作為銻礦固硫劑，將精礦、固硫劑和其他添加劑經(jīng)高溫磨碎處理混合，實現(xiàn)銻的提取，盡管該加工工藝目前處于研究階段，但該加工工藝具有很好的應(yīng)用前景。

目前銻礦在全球都有著重要的開發(fā)地位，我國是銻礦的主要生產(chǎn)國，銻礦的開發(fā)量、儲存量、開采量都較高，除此之外，我國有較多的銻礦礦區(qū)，規(guī)模均較大，但也產(chǎn)生了銻礦的開采問題，過快的資源消耗速度導(dǎo)致銻礦的開采年限降低，造成銻礦數(shù)量急劇減少。

氯化水解法生產(chǎn)主要采用濕法控制銻礦中的金屬雜質(zhì)含量，利用氯化硫的水解性，生成沉淀，產(chǎn)出銻金屬，合成金屬產(chǎn)品，該方法的冶煉原料回收率高，實現(xiàn)了金屬資源的高效綜合利用回收。同時這種方法還可以進(jìn)行回收固態(tài)材料，整個工藝屬于閉路循環(huán)，廢氣體排放量少，有利于環(huán)境保護(hù)。但該生產(chǎn)工藝中還存在試劑消耗量大，生產(chǎn)成本高的問題。

電積法是銻礦加工中應(yīng)用較多的一種方法，其與漩渦爐熔煉法存在較大的差異，主要依賴NaCl溶液進(jìn)行浸出，使銻溶解為相應(yīng)的鹽溶液后在對其進(jìn)行過濾洗滌，得到浸出渣，從而使銻礦分離出來，應(yīng)用電積法浸出后的鉛銻分離效果較好，有利于后續(xù)銻礦的生產(chǎn)，且加工過程中不會產(chǎn)生污染性氣體，具有一定的環(huán)境友好性，但該方法也存在一定的缺點，在分離鉛銻復(fù)合礦時，可能由于鉛銻復(fù)合礦成分復(fù)雜影響電浸出效果，導(dǎo)致生產(chǎn)耗能高，成本消耗高，降低了生產(chǎn)總值。

目前使用最多的就是火法加工銻礦，將含銻的合金使用合金反射爐冶煉，得到初級原料和爐渣，經(jīng)過燒制吹渣，產(chǎn)生粗銻粉，將產(chǎn)生的粗銻粉輸入沸騰煙氣爐，發(fā)生還原反應(yīng)，濾除雜質(zhì)，得到純度較高的銻單質(zhì)，火法冶煉產(chǎn)生的廢物需要二次回收，進(jìn)行精練，提高生產(chǎn)總值，但火法加工銻礦經(jīng)常會面臨許多問題，第一個問題就是火法冶煉銻礦的加工流程過長，加工后回收的銻礦數(shù)量較少，眾多流程可能隨時會產(chǎn)生返料，返料堆積后傳輸給遷移到工序會帶來成本損耗，除此之外，返料再二次燒制時因其已經(jīng)凝固，會大大降低銻分離的概率，還會不斷的產(chǎn)生煙塵，在反射爐處理后，銻礦內(nèi)部往往含有數(shù)量較多的鉛，需要使用除鉛工藝將鉛剔除，這也增加了銻回收的難度，提高了銻回收的成本，一旦產(chǎn)生的銻礦數(shù)量較少，無法滿足生產(chǎn)成本，則會嚴(yán)重限制銻礦的生產(chǎn)。

第二個問題是火法冶煉銻礦可能消耗的輔助材料較多，帶來高昂的生產(chǎn)成本，銻礦具有特殊性，在生產(chǎn)過程中需要添加較多的輔助材料，例如純堿、除鉛劑、氟硅酸等，這些高昂的生產(chǎn)成本消耗也會給大大降低企業(yè)的生產(chǎn)效益。第三個問題是銻礦提取的過程中，使用的沸騰爐經(jīng)常會產(chǎn)生過多低濃度的二氧化硫氣體，這些二氧化硫氣體一旦排放到空氣中會造成嚴(yán)重的空氣污染，因此需要治理這一步驟產(chǎn)生的低濃度二氧化硫氣體。一般濃度的二氧化硫氣體可以通過接觸法制酸脫除，但火法冶煉銻礦產(chǎn)生的二氧化硫氣體濃度過低，無法使用接觸法脫除，只能使用其他方法進(jìn)行處理，目前較常用的處理方法是觸媒催化氧化法、鈣吸收法、氨吸收法，這些低濃度二氧化硫處理方法雖然處理使用的設(shè)備比較簡單，但會受到市場限制，還容易出現(xiàn)管道結(jié)垢問題，帶來一定的安全風(fēng)險。

礦漿凈化電解法是一種新的復(fù)合冶金電解技術(shù)，相對于電解浸潤法來說，具有技術(shù)能耗低、金屬雜質(zhì)分離徹底、環(huán)境凈化條件好等幾大特點，鉛銻礦礦漿凈化電解法是目前我國唯一擁有完全自主研發(fā)知識產(chǎn)權(quán)的濕式復(fù)合冶金技術(shù)，現(xiàn)已逐步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化研究階段。采用處理礦漿直接電解，處理鉛銻礦，可使鉛、銻一步分離，并同時實現(xiàn)兩種金屬的直接提取，在礦漿陰極上放置金屬板，此時如果渣土中含銻量小于2%，則鉛和銻沉淀滲出渣需要經(jīng)硫化碳銨過濾，蒸餾得到鉛含量大于50%、硫含量小于16%的單質(zhì)鉛及單質(zhì)銻。在處理礦漿時采用電解法，對浸入滲出溫度進(jìn)行自動控制，使其直接進(jìn)入到單質(zhì)金屬中，實現(xiàn)金屬回收。該技術(shù)不僅有效解決了銻鉛分離難題，還實現(xiàn)了鉛、銻的完全分離，且該技術(shù)的生產(chǎn)成本低，在國民經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面具有巨大優(yōu)勢，符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展對我國冶金工業(yè)的要求，應(yīng)用市場廣闊。

4 結(jié)束語

綜上所述，銻對經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步有重要價值，本文初步對湖北省銻礦的類型、儲量、利用價值、市場動向、加工工藝以及開發(fā)潛力等幾個方面進(jìn)行調(diào)查分析，可作為后續(xù)湖北省礦產(chǎn)資源開采和資源利用的參考，對礦產(chǎn)資源勘探也有重要意義。