CN101403040B - 用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种氧气底吹炉熔炼阳极泥工艺中阳极泥在氧气底吹贵铅炉还原熔炼过程使用的用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型及其使用方法，属于贵、贱金属分离提取的范畴，其配方为低硅低钙低钠的高铅锑渣型，各原料按照质量比组成为：SiO₂为5～22％、FeO为1～8％、Na₂O为0～6％、CaO为0～5％、PbO为10～35％、Sb₂O₃为15～45％，PbO与SiO₂的质量比控制范围为1.50～6.0，该渣型配方不仅对延长耐火材料寿命、提高贵铅炉的连续作业率及处理能力，有良好效果；而且使砷锑还原挥发与铅氧化造渣同时实现，减少了熔剂用量及燃料消耗，有价金属得到有效分离。

Description

用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型及其使用方法

技术领域

本发明属于有色金属冶炼行业，尤其涉及一种氧气底吹炉熔炼阳极泥工艺中阳极泥在氧气底吹贵铅炉还原熔炼过程使用的用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型及其使用方法，属于贵、贱金属分离提取的范畴。

背景技术

在阳极泥中主要含金、银、锑、铜、铋、铅、砷等有价元素。目前，国内外阳极泥处理有两类流程：一类是传统火法工艺，一类是湿法、半湿法工艺，前者适宜于低品位、大规模的阳极泥处理，后者适宜于含金高、小批量的阳极泥处理厂家。

铅阳极泥的传统火法工艺就是阳极泥在贵铅炉中还原熔炼富集金银到贵铅中，贵铅在精炼炉中氧化挥发造渣实现贵、贱金属的彻底分离，精炼产出合金。还原熔炼时，铅阳极泥配入6～12％的纯碱、3～8％的萤石和一定量的铁屑、焦丁后，间断加入贵铅炉(投料口、出渣口、出铅口、出烟口为同一个出口)中，静止高温还原熔炼得到富含金银的贵铅、还原渣以及烟灰，高温熔炼的目的主要是将铅阳极泥中除金银以外的大部分有价金属，或造渣，或挥发进入烟尘，实现贵贱金属的分离。由于工艺配料中配入了高级化学熔剂--纯碱与萤石，熔炼所造渣型为碱性钠碱渣，致使高温下熔渣对耐火材料浸蚀严重，耐火砖衬里使用寿命非常短(贵铅炉炉衬寿命一般在8～10个月之间，渣线部位炉衬寿命一般在3～5个月之间)，加上间断投料、间断出渣出铅、间断升温降温，不仅浪费能源，而且影响贵铅炉产能的提高。

为改变这一现实，国内专利ZL200510119576.0提出并实施了“贵铅炉连续进料，间断放渣放铅，强化传质，进一步提高阳极泥处理量”的工艺路线。但由于连续进料，炉内上下层温度不均匀，液面持续高温1100℃左右，熔渣对渣线部位的高档耐火材料(铬镁砖)浸蚀更为严重，渣线寿命仅为1～1.5个月，大大制约了贵铅炉产能的提高，金银在废弃耐火衬里中的损失量大大增加。

目前，国内外阳极泥火法工艺正向装备大型化、连续化、自动化的方向发展。国外比较先进成熟的火法阳极泥处理工艺有BBOC法和Kaldo法。BBOC法采用氧气底吹熔池熔炼工艺，缩短贵铅氧化精炼周期；Kaldo法则采用闪速熔炼还原造渣+氧气顶吹氧化精炼工艺，缩短生产周期，扩大产能，二者都从自动控制角度，强化过程控制，成功地解决了阳极泥火法生产的设备大型化问题，但仍存在耐火材料浸蚀严重、实施费用高、经济效益差的问题，也没有从研究调整熔炼渣型出发，解决阳极泥还原熔炼时的碱性熔渣浸蚀问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以降低阳极泥还原熔炼时的碱性熔渣对耐火材料的浸蚀，提高贵铅炉炉龄，解决阳极泥火法生产设备大型自动化过程中使用原经验渣型存在炉龄短的瓶颈问题，并便于阳极泥中有价金属分离的用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型及其使用方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型，其特征在于：其配方为低硅低钙低钠的高铅锑渣型，各原料按照质量比组成为：SiO₂为5～22％、FeO为1～8％、Na₂O为0～6％、CaO为0～5％、PbO为10～35％、Sb₂O₃为15～45％，PbO与SiO₂的质量比控制范围为1.50～6.0。

其中，渣熔点900～1250℃，渣密度：3.9～4.6g/cm³。

其中，以SiO₂、FeO、CaO、PbO和Sb₂O₃五种氧化物质量比为100％计，五种氧化物的质量比为17：7：1：33：42；其中PbO：SiO₂＝1.94；渣熔点900～1250℃，渣密度：3.9～4.6g/cm³。

一种上述的用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型的使用方法，其特征在于：有以下三步：

(1)熔炼准备，即在氧气底吹贵铅炉内先形成熔池；

(2)备料，按所述的高铅锑渣型配方备料，FeO、CaO以阳极泥中的存量为准，不作调整，主要控制PbO：SiO₂在1.50～6.0之间；备料时除用PbO替代纯碱、萤石高级熔剂外，还配入0～15％的焦粒使砷锑充分挥发；

(3)熔炼挥发造渣，阳极泥与焦粒混合均匀后，均匀连续加入氧气底吹贵铅炉进行氧化造渣和还原挥发的循环复合过程，随阳极泥加入的氧化铅与炉底吹氧形成的氧化铅一起，与阳极泥中的硅石高温熔融反应，形成有良好流动性的高铅渣，控制高铅渣熔池表面的还原气氛，使铅还原后循环进入贵铅，砷锑进入烟尘，砷锑铜铋金属分离。

不断加入的氧化铅的加入方式为：随阳极泥配料，配足含氧化铅的铅精炼渣或鼓风炉铅烟灰，直接高温造硅酸铅渣。

或者不断加入的氧化铅的加入方式为：随氧气底吹贵铅炉的氧枪喷入氧气，氧化贵铅中的铅后，形成氧化铅渣，补充到熔池中，再与阳极泥中的硅石造硅酸铅渣。

所述的高铅渣型使用过程是在同一炉子、同一时间内完成的两个相互衔接的复合循环冶炼过程，即氧化造渣和还原挥发；采用低硅高铅锑渣型，既保证了连续入炉物料中的造渣组分及时与富含PbO的熔渣混合造渣，形成易流动的低熔点渣，又使还原挥发产生的贵铅中的易氧化的杂质在经渣层沉淀时得以氧化造渣，还使氧气底吹产生的氧化渣及时补充到渣层，并使其中的砷锑在渣层表面还原挥发除去，砷锑铜铋金属有效分离，渣型控制按质量比优选为：SiO₂/PbO为1.85—1.94。

本发明的有益效果在于：

按本发明提供的高铅渣型配方及其使用方法，具有如下显著的效果：

1)、利用炼铅企业的中间物料或阳极泥中的铅和氧化铅作熔剂，调整熔炼渣型，所得高铅渣硅酸度适中，降低了对碱性铬镁质耐火材料的化学腐蚀，使炉子耐火材料寿命由5个月延长为14个月，减少了金银在呆滞渣(耐火材料)中的贫化量。

2)、配料时不配入强碱性的试剂--纯碱和萤石，减少了阳极泥中氧化锑、氧化砷与强碱结合的几率，提高了砷锑还原挥发率，大幅度降低了阳极泥熔炼过程中渣的产率，使90％锑和95％砷进入烟灰，99％铋、铜、金、银进入贵铅，达到了各有价金属分离富集的目的。

3)、由于工艺渣产率低，减少放渣时间，进料时间延长，加上连续进料，从而提高了阳极泥的处理能力。

本发明的方法适用于铅阳极泥、铅铜混合阳极泥、锑阳极泥处理。

附图说明

图1为氧气底吹贵铅炉的结构示意图。

具体实施方式

一种用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型，其特征在于：其配方为低硅低钙低钠的高铅锑渣型，各原料按照质量比组成为：SiO₂为5～22％、FeO为1～8％、Na₂O为0～6％、CaO为0～5％、PbO为10～35％、Sb₂O₃为15～45％，PbO与SiO₂比例控制为1.50～6.0。渣熔点900～1250℃，渣密度：3.9～4.6g/cm³。以SiO₂、FeO、CaO、PbO和Sb₂O₃五种氧化物质量比为100％计，五种氧化物的比例为17：7：1：33：42；PbO：SiO₂＝1.94；渣熔点900～1250℃，渣密度：3.9～4.6g/cm³。

实施例1：一种用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型，具体配方为低硅低钙低钠的高铅锑渣型，各原料按照质量比组成为：SiO₂为5吨、FeO为1吨、Na₂O为0吨、CaO为0吨、PbO为10吨、Sb₂O₃为15吨，PbO与SiO₂比例控制为1.50～6.0。渣熔点900～1250℃，渣密度：3.9～4.6g/cm³。

实施例2：一种用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型，具体配方为低硅低钙低钠的高铅锑渣型，各原料按照质量比组成为：SiO₂为22吨、FeO为8吨、Na₂O为6吨、CaO为5吨、PbO为35吨、Sb₂O₃为45吨，PbO与SiO₂比例控制为1.50～6.0。

实施例3：一种用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型，具体配方为低硅低钙低钠的高铅锑渣型，各原料按照质量比组成为：SiO₂为17吨、FeO为7吨、Na₂O为0～6％、CaO为1吨、PbO为33吨、Sb₂O₃为42吨，即以SiO₂、FeO、CaO、PbO和Sb₂O₃五种氧化物质量比为100吨计，五种氧化物的比例为17：7：1：33：42；PbO：SiO₂＝1.94；即PbO与SiO₂比例控制在1.50～6.0之间。渣熔点900～1250℃，渣密度：3.9～4.6g/cm³。渣熔点900～1250℃，渣密度：3.9～4.6g/cm³。

一种上述的用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型的使用方法，其特征在于：有以下三步：

1、熔炼准备：在熔炼过程开始前必须先形成一个有一定深度的熔池。在正常情况下，可以是上一周期留下的熔体。若是初次开炉则需要预先加入一定量的干渣，然后开启烧嘴，在物料表面加热使之熔化，形成一定深度的熔池，并使炉内温度升高到1050℃即可开始进入熔炼阶段。

2、备料：按上述各实施例提供的高铅渣型配方备料，FeO、CaO以阳极泥中的存量为准，不作调整，主要控制PbO：SiO₂在1.50～6.0之间，PbO量的调整是调整渣型硅酸度、渣流动性的主要手段；备料时用PbO替代纯碱、萤石等高级熔剂；备料时还配入0～15％的焦粒使砷锑充分挥发。

PbO的来源主要是阳极泥中带入的铅氧化而来，若满足不了配料需要的话，可从铅冶炼企业的中间物料，如铅精炼渣、鼓风炉铅烟灰等中选择补加；PbO加入方式有两种：一是随阳极泥配料时加入，直接造高铅渣，一是熔炼过程中，随氧气底吹贵铅炉的氧枪喷入氧气，氧化贵铅中的铅后，形成氧化铅渣，补充到熔池中，再与阳极泥中的硅石造高铅渣。

3、熔炼挥发造渣：铅阳极泥与焦粒混合均匀后利用核子称皮带均匀连续加入氧气底吹贵铅炉进行氧化造渣和还原挥发的循环复合过程。随阳极泥加入的氧化铅与炉底吹氧形成的氧化铅一起，与阳极泥中的硅石高温熔融反应，形成有良好流动性的高铅渣，控制高铅渣熔池表面的还原气氛，使铅还原后循环进入贵铅，砷锑挥发进入烟尘，砷锑铜铋等金属有效分离。

氧气底吹贵铅炉内保持负压，天然气做燃料，经天然气烧嘴送入炉内燃烧，贵铅炉内有一定深度的熔池，在气体喷枪的搅拌作用下，使进入炉内的物料在短时间内熔化、还原挥发并氧化造渣，一方面，贵铅中的易氧化的铅砷锑与氧气反应造渣，上浮至渣层，消耗贵铅层，另一方面阳极泥在熔化过程中部分砷锑挥发外，剩余杂质被焦丁还原成贵铅，从熔池表层经氧化铅渣层氧化造渣后，不断地沉入贵铅层，补充贵铅量，循环往复。随着时间的推移，铅不断在贵铅层-熔渣层之间循环，砷锑除部分在阳极泥熔化过程中直接挥发外，另一部分通过混进熔渣和贵铅，再进行氧化造渣、还原挥发，从熔池表面挥发进烟尘，从而使砷锑得到有效分离。

熔池达到一定高度时，进行间断放渣、放贵铅。产出的低金银的高铅渣通过氧气底吹贵铅炉的放渣口流进铅还原炉，制取低金银的铅锑合金，根据物料含铅量和氧气底吹贵铅炉的渣型情况，或部分返回氧气底吹贵铅炉维持正常炉况，或与铅还原炉渣一并返回铅冶炼回收铅；产出的贵铅通过氧气底吹贵铅炉的放铅口流进分银炉，进一步精炼，造铜铋渣、碲渣，产出金银合金；从铜铋渣、碲渣中湿法分离回收铜、铋、碲；产出的高浓度含尘烟气经除尘装置收尘，得含砷高的锑氧粉，经制粒后，进入反射炉还原、加碱除砷回收锑，生产锑白。

采用抓斗行车进行阳极泥的配料，在地坑中将阳极泥、焦粒混合均匀，经核子称计量皮带定量连续进入氧气底吹贵铅炉进行还原熔炼，炉内保持负压，天然气做燃料，经天然气烧嘴送入炉内燃烧，保持炉内有一定深度的熔池，在喷枪的搅拌作用下，使进入炉内的物料在短时间内熔化、挥发并还原造渣，阳极泥中的单体金银和被还原下来的银一起被还原出来的金属铅锑铋熔体所捕集，形成贵铅。熔池达到一定高度时，进行间断放渣、放贵铅。贵铅由虹吸口经溜槽进入分银炉(第一个炉子)进行氧化精炼。

氧气底吹贵铅炉是一种新型设备，其特征是燃烧口3在端面上部、进料口1在上部、出烟口2在上部、出渣口4在端面中下部、出铅口5在端面中下部，氧气从在炉体下部的喷枪装置6处喷入。(附图)；氧气底吹贵铅炉是采用连续进料的方式，间断放渣、放贵铅。

Claims (6)

1.一种用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型，其特征在于：其配方为低硅低钙低钠的高铅锑渣型，按照质量百分比组成为：SiO₂为5～22％、FeO为1～8％、Na₂O为0～6％、CaO为0～5％、PbO为10～35％、Sb₂O₃为15～45％，各组分的质量百分比之和等于100％，PbO与SiO₂的质量比控制范围为1.50～6.0。

2.根据权利要求1所述的用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型，其特征在于：渣熔点900～1250℃，渣密度：3.9～4.6g/cm³。

3.根据权利要求1所述的用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型，其特征在于：以SiO₂、FeO、CaO、PbO和Sb₂O₃五种氧化物质量比为100％计，五种氧化物的质量比为17∶7∶1∶33∶42；其中PbO∶SiO₂＝1.94；渣熔点900～1250℃，渣密度：3.9～4.6g/cm³。

4.一种如权利要求1所述的用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型的使用方法，其特征在于：有以下三步：

(1)熔炼准备，即在氧气底吹贵铅炉内先形成熔池；

(2)备料，按所述的高铅锑渣型配方备料，FeO、CaO以阳极泥中的存量为准，不作调整，主要控制PbO∶SiO₂在1.50～6.0之间；备料时除用PbO替代纯碱、萤石高级熔剂外，还配入0～15％的焦粒使砷锑充分挥发；

(3)熔炼挥发造渣，阳极泥与焦粒混合均匀后，均匀连续加入氧气底吹贵铅炉进行氧化造渣和还原挥发的循环复合过程，随阳极泥加入的氧化铅与炉底吹氧形成的氧化铅一起，与阳极泥中的硅石高温熔融反应，形成有良好流动性的高铅渣，控制高铅渣熔池表面的还原气氛，使铅还原后循环进入贵铅，砷锑进入烟尘，砷锑铜铋金属分离。

5.根据权利要求4所述的用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型的使用方法，其特征在于：不断加入的氧化铅的加入方式为：随阳极泥配料，配足含氧化铅的铅精炼渣或鼓风炉铅烟灰，直接高温造硅酸铅渣。

6.根据权利要求4所述的用于阳极泥熔炼工艺的高铅锑渣型的使用方法，其特征在于：不断加入的氧化铅的加入方式为：随氧气底吹贵铅炉的氧枪喷入氧气，氧化贵铅中的铅后，形成氧化铅渣，补充到熔池中，再与阳极泥中的硅石造硅酸铅渣。

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