湖北省銻礦市場調查淺析

李 巍，薛 哲，楊 斌，謝翠翠

（湖北省地質局第四地質大隊，湖北 咸寧 437100）

銻金屬呈銀灰色，比重6.7、沸點1590℃、熔點631℃，質地脆、無延展性，是電和熱的不良導體，常溫下具有耐酸性、抗腐蝕性和不易氧化等特性，隨著科技的發展，銻及銻的化合物已廣泛應用于生產各類阻燃劑、耐磨合金、涂料、顏料、半導體、煙花、生物醫學、化工軍火等等部門產品，同時也被我國列為重要的戰略性礦產之一，我國的銻礦資源儲量豐富、規模大、礦產類型多，是世界上發現、利用銻礦較早的國家之一。

從區域分布來看，全國銻礦主要分布于中南地區，其次為西南區、西北區，少量分布于華東、東北、華北，其中湖北省是我國中南地區銻礦床分布較密集的地區之一，查明銻礦資源主要分布于咸寧崇陽、通山等地區。因此筆者對湖北省銻礦市場進行調查，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

湖北銻礦床的構造特征比較特殊，呈線性分布，礦床大多分布在區域斷裂帶附近的次級斷裂帶內，在縱橫斷裂與背斜交互處易形成銻礦富集區。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2011年湖北省礦產資源統計，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%。全省達小型以上規模有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，其銻礦產地數量位居全國13名，銻礦潛力還是很大的，為我省銻礦的地質勘查和開發利用提供了可靠科學的數據支撐。

由于湖北礦床多經歷多期次的地質構造事件改造，銻礦賦存區域的地質復雜性、特殊性，其成因多樣，一直未形成統一，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黑色巖系關系密切，礦床均經歷原生沉積、熱液改造和表生氧化等成礦階段。經過調查發現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。

地質科學工作者分析了銻礦床的礦體成礦物理作用、礦質變化來源、地質形態構造地理環境、礦物結構組合、含銻的礦層范圍巖及侵蝕層改變礦質類型等諸多因素，提出了新的劃分方案[2]。

湖北的銻多金屬礦床性質綜合區分為多個種類，包括碳酸鹽變質地層中汞銻礦床、火山碳酸鹽變質地層中層銻礦床、火山溫泉沉積巖變質地層銻金礦床、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、變質銻灰石礦床、海相變質火山巖型銻灰石礦床、陸相海相火山巖型銻灰石礦床、巖漿期石型銻灰巖礦床、外生巖堆積型銻灰巖礦床等[3]。

湖北省重要的銻田（床）主要位于咸寧崇陽徐家山一帶，區域構造上處于鄂東南大幕山-藥菇山兩短軸窟窿復背斜構成的東西向次級隆起構造帶與新華夏鄂城—大幕山北北東向次級隆起帶復合(反接)部位，屬于沉積改造型礦床，礦區內為淺變質巖系，與粉砂質有機質碳酸鹽共同組成礦床，尚未發現巖漿巖侵入，徐家輝銻礦床經歷不同的成礦期，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，該礦區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

銻礦在我國制造業應用廣泛，具有不可替代性。目前，世界發達國家的新興能源產業迅猛發展，長期的推動作用直接影響銻礦開采方向。

在當前復雜環境下，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，需要充分利用產業資源發展，加強銻礦利用，合理調整我國銻礦資源利用產業鏈的戰略布局，向國際化銻礦市場靠近的同時，利用產業創新爭取更大的產業市場和話語權，應加強對我國銻礦資源的綜合研發，利用創新技術手段推動銻礦資源的高效綜合利用、合理進行回收，走健康綠色的可持續發展之路。

將銻加入其他貴金屬和合金中，可增加貴金屬韌性和強度，因此銻被稱為戰略應用金屬。從目前工業銻及金屬材料應用行業來看，銻主要應用在阻燃劑加工領域，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工藝不成熟，短期內銻的應用數量不會減少，同時銻在工業金屬導電粉、導電金屬漿料以及金屬導電染料等多個領域廣泛應用，使銻金屬成為科學研究和新技術開發的熱點。

近幾年，全球主要銻礦合金含量和銻產量一直呈現緩慢態勢，主要原因是中國銻礦增長方式改變。由于我國頒布了保護性礦產資源政策，礦產資源缺口日漸加大，預計未來還將保持資源高度集中的生產狀況，調查湖北省2019年一氧化銻隨時間增長的產值變化如圖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月一氧化銻的產值增長最快，隨后在2019年9月～2019年10月一氧化銻的產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，一氧化銻的產值才呈快速增加的狀態增長，值得注意的是，西方發達國家對銻的直接出口消費總量處于明顯下降增長態勢，其主要消費人群向發展中國家轉移，從長期發展狀態來看隨著全球實體經濟低迷，銻金屬的市場經濟整體將逐漸趨于活躍，資源勢必成為制約經濟發展的關鍵性因素。

圖1 產值變化

3 銻礦加工工藝及開發潛力

銻礦具有較大的開發潛力，不僅可以與多種合金組合，還能增加這些合金的強度，還可以生產半導體、阻燃劑、紅外裝置，因此銻成為了工業中應用較廣泛的金屬，不僅如此，銻各種類型的化合物也有較廣泛的應用領域，銻鉛合金在化工管道、電纜中得到了廣泛的應用，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彈藥、鞭炮、火柴，三氯化銻、葡萄糖酸銻可以醫用，醋酸銻還可以作為催化劑，因此銻礦具有較大的開發潛力。

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加熱，加熱后的合金成分主要為氧化鋅粉，吹渣后用鼓風爐燃燒粗銻粉得到氧化鋅粉。經吹煉后的銻粉用鼓風爐加熱精煉。將合金去除雜質后，使用氧化爐氧化，生產氧化銻，控制溫度，生產得到氧化銻固體，經過陽極轉化，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，有一定的應用價值，還可以在高溫高壓狀態下直接加熱氧化，產生大量的高溫鉛銻熔體，隨后進入漩渦熔池，加入大量溶劑、在還原溶劑的配合下，得到金屬銻，該方法適合小規模生產。在銻礦生產利用過程中，電流效率低，堿能消耗大，浸泡取出渣滓中含鉛酸堿量高，造成銻礦生產成本高，銻礦氧化還原法使用黃銅鉛鐵礦進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高溫磨碎處理混合，實現銻的提取，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用前景。

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

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

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

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，經過燒制吹渣，產生粗銻粉，將產生的粗銻粉輸入沸騰煙氣爐，發生還原反應，濾除雜質，得到純度較高的銻單質，火法冶煉產生的廢物需要二次回收，進行精練，提高生產總值，但火法加工銻礦經常會面臨許多問題，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量較少，眾多流程可能隨時會產生返料，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凝固，會大大降低銻分離的概率，還會不斷的產生煙塵，在反射爐處理后，銻礦內部往往含有數量較多的鉛，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，一旦產生的銻礦數量較少，無法滿足生產成本，則會嚴重限制銻礦的生產。

第二個問題是火法冶煉銻礦可能消耗的輔助材料較多，帶來高昂的生產成本，銻礦具有特殊性，在生產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，這些高昂的生產成本消耗也會給大大降低企業的生產效益。第三個問題是銻礦提取的過程中，使用的沸騰爐經常會產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重的空氣污染，因此需要治理這一步驟產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備比較簡單，但會受到市場限制，還容易出現管道結垢問題，帶來一定的安全風險。

礦漿凈化電解法是一種新的復合冶金電解技術，相對于電解浸潤法來說，具有技術能耗低、金屬雜質分離徹底、環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知識產權的濕式復合冶金技術，現已逐步進入產業化研究階段。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%的單質鉛及單質銻。在處理礦漿時采用電解法，對浸入滲出溫度進行自動控制，使其直接進入到單質金屬中，實現金屬回收。該技術不僅有效解決了銻鉛分離難題，還實現了鉛、銻的完全分離，且該技術的生產成本低，在國民經濟和生態環境保護方面具有巨大優勢，符合經濟可持續發展對我國冶金工業的要求，應用市場廣闊。

4 結束語

綜上所述，銻對經濟發展和社會進步有重要價值，本文初步對湖北省銻礦的類型、儲量、利用價值、市場動向、加工工藝以及開發潛力等幾個方面進行調查分析，可作為后續湖北省礦產資源開采和資源利用的參考，對礦產資源勘探也有重要意義。