CN101280368A - 一种采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法 - Google Patents

Abstract

一种采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法，其特征在于，将空气分离制氧设备或液氧汽化装置产生的氧气通过管道输送到鼓风机前端或后端的风管内，与空气按设定比例混合成含氧气体积浓度≥22％的富氧空气，通过风口引入鼓风炉。本发明适合处理含锑15％以上的氧化锑矿、硫化锑矿、硫氧混合锑矿、脆硫锑铅矿、锑冶炼过程的返料等各种含锑物料；也适合处理块状或粉状经成球处理的各种不同外形的锑物料。本发明床处理能力提高≥50％，焦率降低≥40％，铁矿石率降低≥40％，锑综合回收率达≥97％，废气中的SO₂浓度提高50％～100％，为下一步废气脱硫(或制酸)处理、达标排放提供了更好的条件。

Description

一种采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法

技术领域

本发明涉及一种锑的火法熔炼方法，尤其是涉及一种锑精矿(或返料)通过鼓风炉将主金属锑挥发氧化为高品位的粉状三氧化二锑，矿石中的脉石成份与加入的熔剂生成各成分相对稳定的炉渣，实现渣、锑分离的方法。

背景技术

目前，国内外锑生产工艺90％以上采用火法，锑的火法粗炼工艺分挥发焙烧和挥发熔炼两大类，其中挥发焙烧法主要有焙烧炉、回转窑、沸腾炉等工艺，挥发熔炼法主要有鼓风炉.旋涡炉等工艺。尽管方法不同，但工艺目的都是使主金属锑挥发氧化成高品位的粉状三氧化锑，而与矿石中的脉石成分分离。这些工艺中，氧化反应所需的氧气全部采用空气提供。比较而言，鼓风炉挥发熔炼工艺由于回收率、机械化程度较高，而被广泛采用。在锑鼓风炉熔炼过程中，需提供大量的氧气与焦炭或金属进行氧化反应，现有的供氧方式是用鼓风机直接将空气鼓入炉内。由于空气中氧气浓度较低(仅21％左右)，氮气等无用成份高(达79％)，不但使冶炼过程得不到强化，而且带走了大量的热能，使得该工艺较其他有色金属冶炼工艺单位处理能力低(约20t/m².d)，能耗、物耗高(焦率30％以上，铁矿石率50％以上)，废气中SO₂浓度低(0.8％～1.5％)，不利于回收综合利用，从而使生产成本提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种处理能力高，能耗低，物耗低，废气中SO₂浓度高，便于回收综合利用的锑鼓风炉熔炼方法。

本发明的技术方案是：将空气分离制氧设备或液氧汽化装置产生的氧气通过管道输送到鼓风机前端或后端的风管内，与空气按设定比例混合成含氧气浓度≥22％的富氧空气，通过风口引入鼓风炉。

各种制氧设备都适合应用于锑鼓风炉工艺。尽管富氧空气含氧浓度似乎越高越好，但优选的引入鼓风炉的富氧空气的氧气体积浓度为25％～48％。各种制氧设备都能满足应用要求。

引入鼓风炉的富氧空气温度可以是室温，优选方案是经换热器预热，优选的富氧空气预热温度是≥100℃，更优选的是≥150℃，更进一步优选的是≥200℃，最优选的是≥300℃。

随着氧气浓度的升高，焦碳等物料的氧化反应速度加快，使得处于风口水平位置的焦点区不但温度上升而且更加集中，炉料的熔化、锑的挥发氧化反应、造渣反应等速度加快，单位时间内反应物增多，即设备处理能力提高，从而导致各种能耗、物耗的降低。同时，由于焦点区温度上升且趋于集中，使熔体(包括炉渣)温度上升，拓宽了渣型可调整的范围，即可选择更经济的高硅渣型；降低炉渣粘度，更有利于渣与锑的沉降分离，减少渣含锑损失，提高回收率；减轻劳动强度，降低故障率。

采用富氧熔炼，炉内不会造成积铁(Fe₃O₄)而影响生产。这是由于存在以下反应：

2Fe₃O₄+FeS+2SiO₂＝5(2FeO·SiO₂)+SO₂↑

当T＝1573K时，ΔG＝-4056KJ/mol，k_p＝2.24×10²，且锑冶炼过程中硅铁比SiO₂/Fe＝1.5～2.0，远高于风险控制线SiO₂/Fe＞1.15，因而不会象某些有色金属鼓风炉冶炼过程中生成大量Fe₃O₄沉积而影响炉况，甚至导致死炉。

由于富氧空气的主要作用在于提高焦点区的温度并使焦点区集中，这有利于炉内各种化学反应，因而对各种性质的矿石冶炼都有利。

由于各种规格(指炉床面积)的锑鼓风炉冶炼原理相同，所以采用富氧空气都有利于优化技术经济指标。随着炉床面积的加大，氧气利用率提高，抗风险能力提高，更有利于优化技术经济指标。

本发明适合处理含锑15％以上的氧化锑矿、硫化锑矿、硫氧混合锑矿、脆硫锑铅矿、锑冶炼过程的返料等各种含锑物料；也适合处理块状或粉状经成球处理的各种不同外形的锑物料。

本发明由于强化了冶炼工艺过程，炉况大为改善，床处理能力提高≥50％，焦率降低≥40％，铁矿石率降低≥40％，锑综合回收率≥97％；废气中的SO₂浓度提高50％～100％，为下一步废气脱硫(或制酸)处理、达标排放提供了更好的条件。

具体实施方式

以下结合实施例和对照例对本发明作进一步说明。

实施例1：在0.4m²鼓风炉采用未预热的富氧空气处理硫化锑矿，矿石品位44.5％，由液氧汽化装置产生的纯氧气在鼓风机后端与空气混合(即机尾混合)为富氧，氧气体积浓度为40％；单位床能力：33.7t/m².d，焦率20.9％，铁矿石率15.4％，锑回收率97.5％。废气含SO₂：29000mg/m³。

实施例2：在0.4m²鼓风炉采用未预热的富氧空气处理硫化锑矿，矿石品位44.5％，由液氧汽化装置产生的纯氧气在鼓风机后端与空气混合(即机尾混合)为富氧，氧气体积深度为40％；预热温度为140℃～160℃；单位床能力：37.8t/m².d，焦率16..5％，铁矿石率13.1％，锑回收率98.6％。废气含SO₂：31000mg/m³。

实施例3：在1m²鼓风炉采用预热温度为140℃～160℃的富氧空气(氧气体积浓度为30％)，理氧化锑矿，矿石品位41.1％，由液氧汽化装置产生的纯氧气采用机尾混合；单位床能力：25.7t/m2.d，焦率30.4％，铁矿石率35.5％，锑回收率95.2％，氧化锑含硫0.21％。废气含SO₂：18000mg/m³。

实施例4：在1m²鼓风炉采用预热温度为2800℃～320℃的富氧空气(氧气体积浓度为30％)，处理氧化锑矿，矿石品位：41.1％，由液氧汽化装置产生的纯氧气采用机尾混合；单位床能力：29.6t/m2.d，焦率27.2％，铁矿石率31.6％，锑回收率96.3％，氧化锑含硫0.17％。废气含SO₂：22000mg/m³。

实施例5：在3m²鼓风炉采用预热温度为190℃～220℃的富氧空气(含氧浓度48％)处理硫氧混合锑矿，矿石品位41.3％，由变压吸附制氧设备产生的高纯度氧气用管道输送到鼓风机进风管处与空气混合(即机前混合)为富氧空气；单位床能力：35.4t/m2.d，焦率18.7％，铁矿石率30.7％，锑回收率97.05％，氧化锑含硫0.22％，废气含SO₂：27000mg/m³。

实施例6：在3m²鼓风炉采用预热温度为290℃～420℃的富氧空气(含氧浓度48％)处理硫氧混合锑矿，矿石品位41.3％，由变压吸附制氧设备产生的高纯度氧气用管道输送到鼓风机进风管处与空气混合(即机前混合)为富氧空气。技术经济指标为：单位床能力：37.2t/m2.d，焦率17.1％，铁矿石率28.6％，锑回收率97.35％，氧化锑含硫0.19％，废气含SO₂：29000mg/m³。

实施例7：在4.5m²鼓风炉采用预热温度为380℃～420℃的富氧空气(含氧浓度为25％)处理硫氧混合锑矿，矿石品位41.4％，由变压吸附制氧设备产生的高纯度氧气用管道输送到鼓风机进风管处与空气混合(即机前混合)为富氧空气；单位床能力：29.6t/m2.d，焦率21.8％，铁矿石率29.2％，锑回收率96.8％，氧化锑含硫0.25％，废气含SO₂22000mg/m³。

实施例8：在4.5m²鼓风炉采用预热温度为380℃～420℃的富氧空气(含氧浓度为45％)处理硫氧混合锑矿，矿石品位41.4％，由变压吸附制氧设备产生的高纯度氧气用管道输送到鼓风机进风管处与空气混合(即机前混合)为富氧空气；单位床能力：36.2t/m2.d，焦率18.3％，铁矿石率25.1％，锑回收率97.1％，氧化锑含硫0.22％，废气含SO₂28000mg/m³。

Claims (6)

1、一种采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法，其特征在于，将空气分离制氧设备或液氧汽化装置产生的氧气通过管道输送到鼓风机前端或后端的风管内，与空气按设定比例混合成含氧气体积浓度≥22％的富氧空气，通过风口引入鼓风炉。

2、根据权利要求1所述的采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法，其特征在于，所述富氧空气含氧体积浓度为25％～48％。

3、根据权利要求1或者2所述的采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法，其特征在于，富氧空气预热温度≥100℃。

4、根据权利要求3所述的采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法，其特征在于，富氧空气预热温度≥150℃。

5、根据权利要求4所述的采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法，其特征在于，富氧空气预热温度≥200℃。

6、根据权利要求5所述的采用富氧空气的锑鼓风炉熔炼方法，其特征在于，富氧空气预热温度≥300℃。