CN102758094A - 一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺及其装置 - Google Patents

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刘素红
张和平
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Abstract

本发明属于有色金属冶炼行业的锑冶炼技术领域，尤其涉及一种在锑冶炼过程中采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺及其装置；采用底吹熔池熔炼工艺，将含锑原料和配料按适宜比例混合均匀后送入熔池熔炼炼锑炉熔化并发生还原、造渣反应，在熔池熔炼炼锑炉内从底部或底侧部，用气体喷枪向熔体中供入氧气、氮气和天然气或煤气，气体燃烧放热保证炉温的同时，参与炉料的氧化、还原反应，并对熔体进行剧烈搅拌，加速熔池内的传热传质及反应速度，使炉料迅速反应，产出贫锑渣、粗锑和烟气，实现锑原料的连续处理，产出对耐火材料浸蚀小的渣型，该工艺具有投资省、能耗低、成本低、自动化程度高、环境好的优点。

Description

一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺及其装置
技术领域
本发明属于有色金属冶炼行业的锑冶炼技术领域，尤其涉及一种在锑冶炼过程中采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺及其装置。
背景技术
锑冶炼原料有硫化锑精矿和氧化锑精矿，同时还有有色金属冶炼中产生的高锑烟灰、高锑渣等。对于高锑烟灰、高锑渣中锑的冶炼国内普遍采用的设备是反射炉，工艺采用的是含锑原料配以纯碱和焦丁在1100°C条件下进行还原熔炼，产出粗锑，粗锑在除砷后生产锑白或生产精锑。硫化锑精矿经氧化挥发产出氧化锑粉后和氧化锑精矿的还原熔炼也采用上述工艺和设备产出粗锑。反射炉属于落后的工艺炉，反射炉炼锑存在着环保效果差、劳动强度大、成本高、能耗高、间断作业、炉温变化大等缺点。反射炉炼锑工艺配料中配入了化学熔剂纯碱和萤石，还原熔炼所造炉渣为碱性钠碱渣，碱性钠碱渣高温下对耐火材料浸蚀严重，致使炼锑过程中耐火砖使用寿命短，而且钠碱渣不能做为弃渣，还需进一步处理回收其中的有价金属并减少二次污染，这些缺陷不可避免地提高了锑的冶炼成本。
发明内容
本发明的目的在于克服传统还原炼锑的不足而提供一种从高锑烟灰、高锑渣或氧化锑矿或硫化锑矿中炼锑的采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺及其装置，采用底吹熔池熔炼工艺，将含锑原料和配料按适宜比例混合均匀后送入熔池熔炼炼锑炉熔化并发生还原、造渣反应，在熔池熔炼炼锑炉内从底部或底侧部，用气体喷枪向熔体中供入氧气、氮气和天然气或煤气，气体燃烧放热保证炉温的同时，参与炉料的氧化、还原反应，并对熔体进行剧烈搅拌，加速熔池内的传热传质及反应速度，使炉料迅速反应，产出贫锑渣、粗锑和烟气，实现锑原料的连续处理，产出对耐火材料浸蚀小的渣型，该工艺具有投资省、能耗低、成本低、自动化程度高、环境好的优点。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，其特征在于：将含锑原料和相应的炼锑配料混合均匀后，经核子皮带称或电子皮带秤连续定量送入熔池熔炼炼锑炉熔化并发生还原、造渣反应，在熔池熔炼炼锑炉内从底部或底侧部，用气体喷枪向熔体中供入氧气、氮气和天然气或氧气、氮气和煤气，气体燃烧放热保证炉温的同时，参与炉料的氧化、还原反应，并对熔体进行剧烈搅拌，加速熔池内的传热传质及反应速度，使炉料迅速反应，产出贫锑渣、粗锑和烟气。
所述的含锑原料为高锑渣、造粒后的高锑烟灰，相应的炼锑配料为铁矿石、石子、焦丁，高锑渣、造粒后的高锑烟灰、铁矿石、石子、焦丁按重量份数100：0~100：2~15：2~15：5~15的比例混合均匀。
所述的含锑原料为氧化锑矿，相应的炼锑配料为铁矿石、石英、石子、焦丁，氧化锑矿、铁矿石、石英、石子、焦丁按重量份数100：0~12：0~12：0~12：5~15的比例混合均匀。
所述的含锑原料为氧化锑粉，相应的炼锑配料为铁矿石、石英、石子、焦丁，氧化锑粉、铁矿石、石英、石子、焦丁按100：1~5：1~5：2~10：5~15的比例混合均匀。
所述炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉的进料方式为连续定量进入，进料量为0~5t/h，入炉物料用核子皮带称计量或者用电子皮带称计量，熔池液位达800~1000mm时由出渣口开始放渣，熔池液位达600~700mm时停止放渣，每投20~40t物料后由虹吸口开始放粗锑，每次放粗锑4~12t。
所述的炼锑过程中，炼锑配料中焦丁的粒径为10~80mm，石子和铁矿石的粒径1~10mm，石子和铁矿石的加入量满足贫锑渣的渣型要求：FeO/SiO2/CaO=0.9~1.4：1：0.3~0.7。
所述的炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉所供的气体满足如下要求，气量为：氮气+天然气或煤气≥50nm3/h，n为喷枪数，气体比例为：天然气/氧气=1：1.5~2或煤气/氧气=1：0.4~0.5，氮气/氧气=0~0.5：1，气压为：不低于0.4Mpa。
所述的炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉内的还原温度控制在900~1200°C，熔池深度600~1000mm。
所述的炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉产出贫锑渣、粗锑和烟气，贫锑渣通过出渣口经溜槽间断放出做为弃渣，粗锑由虹吸口经溜槽间断放出然后进一步精炼，烟气经布袋除尘器回收烟尘后，烟气直接排空，烟尘返回配料。
一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的装置，包括生产出粗锑的熔池熔炼炼锑炉、向熔池熔炼炼锑炉上部的下料口输送物料的核子皮带称或电子皮带秤，其特征在于：所述的熔池熔炼炼锑炉是一种能够沿轴线转动的圆筒型转炉，在熔池熔炼炼锑炉的底部或底侧部设置有气体喷枪，喷枪与竖直线的夹角α范围为0≤α≤30°；通过调整熔池熔炼炼锑炉上的气体喷枪中的气体流量来控制炉温，使进入炉内的物料在短时间内发生熔化并发生还原造渣反应；在熔池熔炼炼锑炉的一端开设有放渣口，通过该放渣口经溜槽间断放渣，产出的渣做为弃渣；在熔池熔炼炼锑炉的另一端开设有虹吸放锑口和烧嘴孔，在粗锑液位达400~600mm时，通过该虹吸放锑口间断放粗锑；在熔池熔炼炼锑炉的筒体上部开设有出烟口，产生的烟气和烟尘经该出烟口进入管道，烟尘经布袋除尘器回收返回配料，烟气经烟囱排空。
在核子皮带称或电子皮带秤上方设置有料仓，与该料仓相配合设置有进行混合配料的抓斗行车，混合后的物料通过该抓斗行车运至料仓。
本发明的有益效果在于：
1、底吹熔池还原熔炼炼锑炉的采用，强化了冶炼过程、使处理能力大大提高。例如一台Ø2600*4600的熔池熔炼炼锑炉月处理能力超过700吨，而10m2的反射炉月处理能力只有250吨。
2、用铁硅钙渣替代了传统的高碱钠碱渣，不仅延长了熔池熔炼炼锑炉砌体的寿命，而且可做为弃渣，不会造成二次污染。
3、物料连续定量进入熔池熔炼炼锑炉，熔池熔炼炼锑炉中始终保持较稳定的熔池，炉子的炉温比较稳定，炉子砌体寿命得以延长。
4、熔池熔炼炼锑炉熔体下部引入氧气和天然气或氧气和煤气，提高了热利用率，加快了反应速度，提高了还原程度，烟尘率低，不仅降低了能耗，而且使锑物料的处理成本明显降低。
5、炉子正常运行时不需转动，使得炉子可以更好地密闭通风，减少了环境污染，改善了工作环境，提高了有价金属的回收率。
附图说明
图1是一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺流程示意图。
图2是一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的主要设备连接示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，将含锑原料和相应的炼锑配料混合均匀后，经核子皮带称或电子皮带秤连续定量送入熔池熔炼炼锑炉熔化并发生还原、造渣反应，在熔池熔炼炼锑炉内从底部或底侧部，用气体喷枪向熔体中供入氧气、氮气和天然气或氧气、氮气和煤气，气体燃烧放热保证炉温的同时，参与炉料的氧化、还原反应，并对熔体进行剧烈搅拌，加速熔池内的传热传质及反应速度，使炉料迅速反应，产出贫锑渣、粗锑和烟气。
所述的含锑原料为高锑渣、造粒后的高锑烟灰，相应的炼锑配料为铁矿石、石子、焦丁，高锑渣、造粒后的高锑烟灰、铁矿石、石子、焦丁按重量份数100：0~100：2~15：2~15：5~15的比例混合均匀。
所述的含锑原料为氧化锑矿，相应的炼锑配料为铁矿石、石英、石子、焦丁，氧化锑矿、铁矿石、石英、石子、焦丁按重量份数100：0~12：0~12：0~12：5~15的比例混合均匀。
所述的含锑原料为氧化锑粉，相应的炼锑配料为铁矿石、石英、石子、焦丁，氧化锑粉、铁矿石、石英、石子、焦丁按100：1~5：1~5：2~10：5~15的比例混合均匀。
所述炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉的进料方式为连续定量进入，进料量为0~5t/h，入炉物料用核子皮带称计量或者用电子皮带称计量，熔池液位达800~1000mm时由出渣口开始放渣，熔池液位达600~700mm时停止放渣，每投20~40t物料后由虹吸口开始放粗锑，每次放粗锑4~12t。
所述的炼锑过程中，炼锑配料中焦丁的粒径为10~80mm，石子和铁矿石的粒径1~10mm，石子和铁矿石的加入量满足贫锑渣的渣型要求：FeO/SiO2/CaO=0.9~1.4：1：0.3~0.7。
所述的炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉所供的气体满足如下要求，气量为：氮气+天然气或煤气≥50Nm3/h，n为喷枪数，气体比例为：天然气/氧气=1：1.5~2或煤气/氧气=1：0.4~0.5，氮气/氧气=0~0.5：1，气压为：不低于0.4Mpa。
所述的炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉内的还原温度控制在900~1200°C，熔池深度600~1000mm。
所述的炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉产出贫锑渣、粗锑和烟气，贫锑渣通过出渣口经溜槽间断放出做为弃渣，粗锑由虹吸口经溜槽间断放出然后进一步精炼，烟气经布袋除尘器回收烟尘后，烟气直接排空，烟尘返回配料。
如图2所示，一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的装置，包括生产出粗锑的熔池熔炼炼锑炉4、向熔池熔炼炼锑炉4上部的下料口5输送物料的核子皮带称或电子皮带秤3，其特征在于：所述的熔池熔炼炼锑炉4是一种能够沿轴线转动的圆筒型转炉，在熔池熔炼炼锑炉4的底部或底侧部设置有气体喷枪6，喷枪与竖直线的夹角α范围为0≤α≤30°；通过调整熔池熔炼炼锑炉上的气体喷枪6中的气体流量来控制炉温，使进入炉内的物料在短时间内发生熔化并发生还原造渣反应；在熔池熔炼炼锑炉4的一端开设有放渣口7，通过该放渣口经溜槽间断放渣，产出的渣做为弃渣；在熔池熔炼炼锑炉4的另一端开设有虹吸放锑口8和烧嘴孔10，在粗锑液位达400~600mm时，通过该虹吸放锑口间断放粗锑；在熔池熔炼炼锑炉4的筒体上部开设有出烟口9，产生的烟气和烟尘经该出烟口进入管道，烟尘经布袋除尘器回收返回配料，烟气经烟囱排空。
在核子皮带称或电子皮带秤3上方设置有料仓2，与该料仓2相配合设置有进行混合配料的抓斗行车1，混合后的物料通过该抓斗行车运至料仓2。
实施例1
如图1、图2所示，高锑渣、造粒后的高锑烟灰、铁矿石、石子、焦丁按重量份数100：0~100：2~15：2~15：5~15的比例采用抓斗行车1进行混合配料，混合后的物料用抓斗行车运至料仓2，料仓内的物料经核子皮带称或电子皮带秤3连续定量通过熔池熔炼炼锑炉下料口5进入熔池熔炼炼锑炉4熔化并发生还原、造渣反应；熔池熔炼炼锑炉内保持负压，液位保持600~1000mm的熔池，温度保持900~1200°C，通过调整熔池熔炼炼锑炉喷枪6中的气体流量控制炉温，使进入炉内的物料在短时间内发生熔化、并发生还原、造渣反应；通过配料中的焦丁量来控制炉内的强还原气氛，一起被还原出来的铅、锑、砷形成粗锑，通过保持炉内渣层厚度来减少炉内锑的挥发；熔池达到800~1000mm时，停止下料0.5~1.5h后，通过熔池熔炼炼锑炉放渣口7经溜槽间断放渣，产出的渣做为弃渣，放渣完毕，继续上料，粗锑液位达400~600mm时，通过熔池熔炼炼锑炉虹吸口8间断放粗锑；产生的烟气和烟尘经熔池熔炼炼锑炉出烟口9进入管道，烟尘经布袋除尘器回收返回配料，烟气经烟囱排空。
实施例2
如图1、图2所示，氧化锑矿、铁矿石、石英、石子、焦丁按重量份数100：0~100：2~15：2~15：5~15的比例采用抓斗行车1进行混合配料，混合后的物料用抓斗行车运至料仓2，料仓内的物料经核子皮带称或电子皮带秤3连续定量通过熔池熔炼炼锑炉下料口5进入熔池熔炼炼锑炉4熔化并发生还原、造渣反应；熔池熔炼炼锑炉内保持负压，液位保持600~1000mm的熔池，温度保持900~1200°C，通过调整熔池熔炼炼锑炉喷枪6中的气体流量控制炉温，使进入炉内的物料在短时间内发生熔化、并发生还原、造渣反应；通过配料中的焦丁量来控制炉内的强还原气氛，一起被还原出来的铅、锑、砷形成粗锑，通过保持炉内渣层厚度来减少炉内锑的挥发；熔池达到800~1000mm时，停止下料0.5~1.5h后，通过熔池熔炼炼锑炉放渣口7经溜槽间断放渣，产出的渣做为弃渣，放渣完毕，继续上料，粗锑液位达400~600mm时，通过熔池熔炼炼锑炉虹吸口8间断放粗锑；产生的烟气和烟尘经熔池熔炼炼锑炉出烟口9进入管道，烟尘经布袋除尘器回收返回配料，烟气经烟囱排空。
实施例3
如图1、图2所示，氧化锑粉、铁矿石、石英、石子、焦丁按重量份数100：0~100：2~15：2~15：5~15的比例采用抓斗行车1进行混合配料，混合后的物料用抓斗行车运至料仓2，料仓内的物料经核子皮带称或电子皮带秤3连续定量通过熔池熔炼炼锑炉下料口5进入熔池熔炼炼锑炉4熔化并发生还原、造渣反应；熔池熔炼炼锑炉内保持负压，液位保持600~1000mm的熔池，温度保持900~1200°C，通过调整熔池熔炼炼锑炉喷枪6中的气体流量控制炉温，使进入炉内的物料在短时间内发生熔化、并发生还原、造渣反应；通过配料中的焦丁量来控制炉内的强还原气氛，一起被还原出来的铅、锑、砷形成粗锑，通过保持炉内渣层厚度来减少炉内锑的挥发；熔池达到800~1000mm时，停止下料0.5~1.5h后，通过熔池熔炼炼锑炉放渣口7经溜槽间断放渣，产出的渣做为弃渣，放渣完毕，继续上料，粗锑液位达400~600mm时，通过熔池熔炼炼锑炉虹吸口8间断放粗锑；产生的烟气和烟尘经熔池熔炼炼锑炉出烟口9进入管道，烟尘经布袋除尘器回收返回配料，烟气经烟囱排空。

Claims (11)

1.一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，其特征在于：将含锑原料和相应的炼锑配料混合均匀后，经核子皮带称或电子皮带秤连续定量送入熔池熔炼炼锑炉熔化并发生还原、造渣反应，在熔池熔炼炼锑炉内从底部或底侧部，用气体喷枪向熔体中供入氧气、氮气和天然气或氧气、氮气和煤气，气体燃烧放热保证炉温的同时，参与炉料的氧化、还原反应，并对熔体进行剧烈搅拌，加速熔池内的传热传质及反应速度，使炉料迅速反应，产出贫锑渣、粗锑和烟气。
2.根据权利要求1所述的采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，其特征在于：所述的含锑原料为高锑渣、造粒后的高锑烟灰，相应的炼锑配料为铁矿石、石子、焦丁，高锑渣、造粒后的高锑烟灰、铁矿石、石子、焦丁按重量份数100：0~100：2~15：2~15：5~15的比例混合均匀。
3.根据权利要求1所述的采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，其特征在于：所述的含锑原料为氧化锑矿，相应的炼锑配料为铁矿石、石英、石子、焦丁，氧化锑矿、铁矿石、石英、石子、焦丁按重量份数100：0~12：0~12：0~12：5~15的比例混合均匀。
4.根据权利要求1所述的采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，其特征在于：所述的含锑原料为氧化锑粉，相应的炼锑配料为铁矿石、石英、石子、焦丁，氧化锑粉、铁矿石、石英、石子、焦丁按100：1~5：1~5：2~10：5~15的比例混合均匀。
5.根据权利要求1所述的采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，其特征在于：所述炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉的进料方式为连续定量进入，进料量为0~5t/h，入炉物料用核子皮带称计量或者用电子皮带称计量，熔池液位达800~1000mm时由出渣口开始放渣，熔池液位达600~700mm时停止放渣，每投20~40t物料后由虹吸口开始放粗锑，每次放粗锑4~12t。
6.根据权利要求1、2、3、4所述的采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，其特征在于：所述的炼锑过程中，炼锑配料中焦丁的粒径为10~80mm，石子和铁矿石的粒径1~10mm，石子和铁矿石的加入量满足贫锑渣的渣型要求：FeO/SiO2/CaO=0.9~1.4：1：0.3~0.7。
7.根据权利要求1所述的采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，其特征在于：所述的炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉所供的气体满足如下要求，气量为：氮气+天然气或煤气≥50Nm3/h，n为喷枪数，气体比例为：天然气/氧气=1：1.5~2或煤气/氧气=1：0.4~0.5，氮气/氧气=0~0.5：1，气压为：不低于0.4Mpa。
8.根据权利要求1所述的采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，其特征在于：所述的炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉内的还原温度控制在900~1200°C，熔池深度600~1000mm。
9.根据权利要求1所述的采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺，其特征在于：所述的炼锑过程中，熔池熔炼炼锑炉产出贫锑渣、粗锑和烟气，贫锑渣通过出渣口经溜槽间断放出做为弃渣，粗锑由虹吸口经溜槽间断放出然后进一步精炼，烟气经布袋除尘器回收烟尘后，烟气直接排空，烟尘返回配料。
10.一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的装置，包括生产出粗锑的熔池熔炼炼锑炉（4）、向熔池熔炼炼锑炉（4）上部的下料口（5）输送物料的核子皮带称或电子皮带秤（3），其特征在于：所述的熔池熔炼炼锑炉（4）是一种沿轴线转动的圆筒型转炉，在熔池熔炼炼锑炉（4）的底部或底侧部设置有气体喷枪（6），喷枪与竖直线的夹角α范围为0≤α≤30°；在熔池熔炼炼锑炉（4）的一端开设有放渣口（7），另一端开设有虹吸放锑口（8）和烧嘴孔（10）；在熔池熔炼炼锑炉（4）的筒体上部开设有出烟口（9）。
11.根据权利要求10所述的采用底吹熔池还原熔炼炼锑的装置，其特征在于：在核子皮带称或电子皮带秤（3）上方设置有料仓（2），与该料仓（2）相配合设置有进行混合配料的抓斗行车（1），混合后的物料通过该抓斗行车运至料仓（2）。
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