CN103114212A - 锑的冶炼装置和冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锑的冶炼装置和冶炼方法。所述冶炼装置包括：反应塔，所述反应塔的下部设有沉淀池，所述沉淀池内设有分隔件以将所述沉淀池的炉腔分成氧化区和还原区且所述氧化区和所述还原区连通，所述反应塔的顶部设有还原剂加料口，所述氧化区的顶壁上设有氧化区出烟口，所述还原区的侧壁和顶壁中的一个上设有还原剂加入口且所述还原区的顶壁上设有还原区出烟口；和喷嘴，所述喷嘴设在所述反应塔的顶部上以便将熔剂、粉末状脆硫锑铅矿以及富氧气体和氧气中的一种喷入所述反应塔内。根据本发明实施例的锑的冶炼装置具有产量大、生产效率高、动力消耗小、能耗低、安全性高、环保等优点。

Description

锑的冶炼装置和冶炼方法

技术领域

本发明涉及金属冶炼领域，具体而言，涉及一种锑的冶炼装置和锑的冶炼方法。

背景技术

目前，脆硫锑铅矿一直采用沸腾焙烧―还原熔炼―吹炼―精炼这一流程进行冶炼。即脆硫锑铅精矿经沸腾炉焙烧脱硫、焙砂配料烧结、鼓风炉还原熔炼产出锑铅合金，锑铅合金再经反射炉吹炼以得到锑氧粉和底铅，锑氧粉经反射炉精炼生产精锑，底铅经硅氟酸铅电解生产电铅。现有的脆硫锑铅矿冶炼工艺存在工艺复杂、能耗高等缺陷。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种锑的冶炼装置。

本发明的另一个目的在于提出一种锑的冶炼方法。

为了实现上述目的，根据本发明提出一种锑的冶炼装置，所述冶炼装置包括：反应塔，所述反应塔的下部设有沉淀池，所述沉淀池内设有分隔件以将所述沉淀池的炉腔分成氧化区和还原区且所述氧化区和所述还原区连通，所述反应塔的顶部设有还原剂加料口，所述氧化区的顶壁上设有氧化区出烟口，所述还原区的侧壁和顶壁中的一个上设有还原剂加入口且所述还原区的顶壁上设有还原区出烟口；和喷嘴，所述喷嘴设在所述反应塔的顶部上以便将熔剂、粉末状脆硫锑铅矿以及富氧气体和氧气中的一种喷入所述反应塔内。

由于根据本发明实施例的锑的冶炼装置对粉末状脆硫锑铅矿进行冶炼，而单位重量的粉末状脆硫锑铅矿具有极大的比表面积，为在富氧、高温和“悬浮”状态下提供了良好的传热传质条件，从而可以快速地完成冶金反应，并可以实现自热熔炼（即在不加入燃料的情况下，冶金过程的热平衡可以自行维持）。因此所述冶炼装置具有产量大（单座冶炼装置1的产能可以达到10～20万吨）、生产效率高等优点。

根据本发明实施例的锑的冶炼装置只需要利用富氧气体或氧气将所述熔剂和所述粉末状脆硫锑铅矿吹入所述反应塔的顶部即可。与现有的锑的冶炼装置相比，根据本发明实施例的锑的冶炼装置可以将工艺风的输送压力降低95%以上，因此所述冶炼装置还具有动力消耗小等优点。根据本发明实施例的锑的冶炼装置还具有能耗低等优点，冶炼每吨锑铅合金的能耗约为250千克标煤-400千克标煤。

根据本发明实施例的锑的冶炼装置不会产生泡沫渣。而且，根据本发明实施例的锑的冶炼装置的开口少于现有的锑的冶炼装置，因此所述冶炼装置不会泄露含有粉尘和二氧化硫的烟气。也就是说，根据本发明实施例的锑的冶炼装置还具有安全性高、环保等优点。

在本发明的一个实施例中，所述还原剂加料口设在所述反应塔的炉腔的顶壁上。

在本发明的一个实施例中，所述氧化区的壁和所述还原区的壁中的每一个上都设有耐火保护层，所述耐火保护层的内壁或外壁上设有冷却水套。由此可以提高所述冶炼装置的使用寿命。

在本发明的一个实施例中，所述分隔件的下端与所述沉淀池的炉腔的底壁间隔预定距离。

在本发明的一个实施例中，所述分隔件的下端与所述沉淀池的炉腔的底壁相连，所述分隔件上设有用于连通所述氧化区和所述还原区的连通通道。

在本发明的一个实施例中，所述分隔件由耐火材料制成且所述分隔件内设有冷却水套或者所述分隔件由冷却水套构成。由此可以提高所述分隔件的使用寿命，进而可以提高所述冶炼装置的使用寿命。

在本发明的一个实施例中，所述还原剂加入口为多个且多个所述还原剂加入口沿所述还原区的侧壁的周向间隔开设置。由此可以将所述第二还原剂更加均匀地加入到位于所述还原区的渣相层内，从而可以更加快速地、完全地将所述富锑铅渣中的未被还原的氧化锑和氧化铅还原。

在本发明的一个实施例中，所述还原区的侧壁上还设有位于所述沉淀池上方的燃烧器。由此可以在开炉和生产异常时维持所述冶炼装置内的温度。

在本发明的一个实施例中，所述燃烧器为多个且多个所述燃烧器沿所述还原区的侧壁的周向间隔开设置。由此可以在开炉和生产异常时更好地维持所述冶炼装置内的温度。

根据本发明第二方面的实施例提出一种利用根据本发明第一方面所述的冶炼装置进行的锑的冶炼方法，所述冶炼方法包括以下步骤：通过所述还原剂加料口将第一还原剂加入到所述沉淀池内以在所述沉淀池的渣相层上方形成还原剂过滤层；通过所述喷嘴将熔剂、粉末状脆硫锑铅矿以及富氧气体和氧气中的一种喷入所述反应塔内以对所述粉末状脆硫锑铅矿进行熔炼得到锑铅合金和富锑铅渣，然后所述锑铅合金和所述富锑铅渣穿过所述还原剂过滤层以还原所述富锑铅渣中的一部分氧化锑和氧化铅，其中所述沉淀池内形成有锑铅合金层和位于所述锑铅合金层上方的渣相层；通过所述还原剂加入口将第二还原剂加入到位于所述还原区的渣相层内以对从所述氧化区流到所述还原区的所述富锑铅渣中的其余氧化锑和氧化铅进行还原得到贫化渣；和分别排出所述贫化渣和所述锑铅合金。

所述粉末状脆硫锑铅矿与富氧气体或氧气混合后进入所述反应塔并悬浮在所述反应塔的上部。由于单位重量的粉末状脆硫锑铅矿具有极大的比表面积，为在富氧、高温和“悬浮”状态下提供了良好的传热传质条件，进入所述反应塔的所述粉末状脆硫锑铅矿以及富氧气体或氧气迅速升温并发生分解和氧化等一系列的冶金反应，并可以实现自热熔炼（即在不加入燃料的情况下，冶金过程的热平衡可以自行维持）。因此根据本发明实施例的锑的冶炼方法具有熔炼速度快、生产效率高等优点。

根据本发明实施例的锑的冶炼方法只需要利用富氧气体或氧气将所述熔剂和所述粉末状脆硫锑铅矿吹入所述反应塔的顶部即可。与现有的锑的冶炼方法相比，根据本发明实施例的锑的冶炼方法可以将工艺风的输送压力降低95%以上。因此根据本发明实施例的锑的冶炼方法还具有动力消耗小等优点。由于在吹入富氧气体或氧气的条件下，所述粉末状脆硫锑铅矿可以实现自热熔炼（即在不加入燃料的情况下，冶金过程的热平衡可以自行维持），因此根据本发明实施例的锑的冶炼方法还具有能耗低等优点，冶炼每吨锑铅合金的能耗约为250千克标煤-400千克标煤。

在本发明的一个实施例中，在1100摄氏度-1500摄氏度的条件下对所述粉末状脆硫锑铅矿进行熔炼。由此可以进一步缩短所述粉末状脆硫锑铅矿的冶炼时间、提高所述粉末状脆硫锑铅矿的冶炼效率。

在本发明的一个实施例中，所述粉末状脆硫锑铅矿的粒度不大于负400目。粒度不大于负400目的粉末状脆硫锑铅矿具有极大的比表面积，从而可以进一步缩短粉末状脆硫锑铅矿的冶炼时间、提高粉末状脆硫锑铅矿的冶炼效率。

在本发明的一个实施例中，所述富氧气体的含氧量为40v%-99.6v%。

在本发明的一个实施例中，所述冶炼方法还包括：在将所述第一还原剂加入到所述沉淀池之前以及在将所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂喷入所述氧化区之前对所述第一还原剂、所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂进行干燥。由此可以在冶炼过程中大幅度减少水变为高温水蒸气带走的热量，从而可以进一步降低冶炼锑的能耗。此外还可以减少熔炼烟气总量，减轻烟气处理压力。

在本发明的一个实施例中，所述第一还原剂、所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂中的每一个的含水量都不大于1wt%。

在本发明的一个实施例中，所述第一还原剂为焦炭，所述第二还原剂为粉煤、煤颗粒或煤气。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的锑的冶炼装置的结构示意图；和

图2是根据本发明实施例的锑的冶炼方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

由于不同金属的物理性质和化学性质存在很大差异，因此不同金属的冶炼装置也存在很大差异。如果直接利用一种金属的冶炼装置来冶炼另一种金属，那么不仅会导致冶炼失败，甚至还会引发生产安全事故。

下面参照图1描述根据本发明实施例的锑的冶炼装置1。如图1所示，根据本发明实施例的冶炼装置1包括反应塔10和喷嘴20。

反应塔10的下部设有沉淀池130，沉淀池130内设有分隔件140以将沉淀池130的炉腔分成氧化区110和还原区120且氧化区110和还原区120连通，反应塔10的顶部设有还原剂加料口，氧化区110的顶壁上设有氧化区出烟口111，还原区120的侧壁和顶壁中的一个上设有还原剂加入口121且还原区120的顶壁上设有还原区出烟口122。喷嘴20设在反应塔10的顶部上以便将熔剂、粉末状脆硫锑铅矿以及富氧气体和氧气中的一种喷入反应塔10内。

由于根据本发明实施例的锑的冶炼装置1对粉末状脆硫锑铅矿进行冶炼，而单位重量的粉末状脆硫锑铅矿具有极大的比表面积，为在富氧、高温和“悬浮”状态下提供了良好的传热传质条件，从而可以快速地完成冶金反应，并可以实现自热熔炼（即在不加入燃料的情况下，冶金过程的热平衡可以自行维持）。因此冶炼装置1具有产量大（单座冶炼装置1的产能可以达到10～20万吨）、生产效率高等优点。

根据本发明实施例的锑的冶炼装置1只需要利用富氧气体或氧气将所述熔剂和所述粉末状脆硫锑铅矿吹入反应塔10的顶部即可。与现有的锑的冶炼装置相比，根据本发明实施例的锑的冶炼装置1可以将工艺风的输送压力降低95%以上，因此冶炼装置1还具有动力消耗小等优点。根据本发明实施例的锑的冶炼装置1还具有能耗低等优点，冶炼每吨锑铅合金的能耗约为250千克标煤-400千克标煤。

根据本发明实施例的锑的冶炼装置1不会产生泡沫渣。而且，根据本发明实施例的锑的冶炼装置1的开口少于现有的锑的冶炼装置，因此冶炼装置1不会泄露含有粉尘和二氧化硫的烟气。也就是说，根据本发明实施例的锑的冶炼装置1还具有安全性高、环保等优点。

下面参照图2描述利用根据本发明实施例的冶炼装置1进行的锑的冶炼方法。如图2所示，根据本发明实施例的冶炼方法包括以下步骤：

通过所述还原剂加料口将第一还原剂加入到沉淀池130内以在沉淀池130的渣相层133上方形成还原剂过滤层131。

通过所述喷嘴将熔剂、粉末状脆硫锑铅矿以及富氧气体和氧气中的一种喷入反应塔10内以对所述粉末状脆硫锑铅矿进行熔炼得到锑铅合金和富锑铅渣，然后所述锑铅合金和所述富锑铅渣穿过还原剂过滤层131以还原所述富锑铅渣中的一部分氧化锑和氧化铅，其中沉淀池130内形成有锑铅合金层132和位于锑铅合金层132上方的渣相层133。

通过还原剂加入口121将第二还原剂加入到位于还原区120的沉淀池130的渣相层133内以对从氧化区110流到还原区120的所述富锑铅渣中的其余氧化锑和氧化铅进行还原得到贫化渣。

分别排出所述贫化渣和所述锑铅合金。

所述粉末状脆硫锑铅矿与富氧气体或氧气混合后进入反应塔10并悬浮在反应塔10的上部。由于单位重量的粉末状脆硫锑铅矿具有极大的比表面积，为在富氧、高温和“悬浮”状态下提供了良好的传热传质条件，进入反应塔10的所述粉末状脆硫锑铅矿以及富氧气体或氧气迅速升温并发生分解和氧化等一系列的冶金反应，并可以实现自热熔炼（即在不加入燃料的情况下，冶金过程的热平衡可以自行维持）。因此根据本发明实施例的锑的冶炼方法具有熔炼速度快、生产效率高等优点。

根据本发明实施例的锑的冶炼方法只需要利用富氧气体或氧气将所述熔剂和所述粉末状脆硫锑铅矿吹入反应塔10的顶部即可。与现有的锑的冶炼方法相比，根据本发明实施例的锑的冶炼方法可以将工艺风的输送压力降低95%以上。因此根据本发明实施例的锑的冶炼方法还具有动力消耗小等优点。由于在吹入富氧气体或氧气的条件下，所述粉末状脆硫锑铅矿可以实现自热熔炼（即在不加入燃料的情况下，冶金过程的热平衡可以自行维持），因此根据本发明实施例的锑的冶炼方法还具有能耗低等优点，冶炼每吨锑铅合金的能耗约为250千克标煤-400千克标煤。

下面参照图1和图2更加详细地描述根据本发明实施例的锑的冶炼装置1和冶炼方法。

首先，可以在沉淀池130内形成锑铅合金层132和位于锑铅合金层132上方的渣相层133。其中，分隔件140可以伸入到渣相层133的液面L下以便将沉淀池130的炉腔分成氧化区110和还原区120。其中，沉淀池130的氧化区110可以与反应塔10的炉腔11连通。

在本发明的一些实施例中，所述还原剂加料口可以设在反应塔10的顶部上。换言之，反应塔10的顶部上可以设有所述还原剂加料口。在对所述粉末状脆硫锑铅矿进行冶炼前，可以通过所述还原剂加料口将所述第一还原剂（例如焦炭、块煤或粒径为20毫米-30毫米的煤颗粒等）加入到沉淀池130的氧化区110内以在渣相层133上形成还原剂过滤层131。有利地，所述还原剂加料口可以设在反应塔10的炉腔11的顶壁上。

可以对所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂进行混合。有利地，所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂的质量比可以是2-20：1。所述粉末状脆硫锑铅矿的粒度可以不大于100微米。换言之，可以利用400目的筛子对粉末状脆硫锑铅矿进行筛选以便得到满足工艺要求的粉末状脆硫锑铅矿。粒度不大于100微米的粉末状脆硫锑铅矿具有极大的比表面积，从而可以进一步缩短粉末状脆硫锑铅矿的冶炼时间、提高粉末状脆硫锑铅矿的冶炼效率。所述熔剂可以是石英砂或石灰石，所述熔剂还可以是石英砂和石灰石的混合物。

所述冶炼方法还可以包括：在将所述第一还原剂加入到沉淀池130的氧化区110之前以及在将所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂喷入反应塔10的炉腔11之前，可以对所述第一还原剂、所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂进行干燥。通过对所述第一还原剂、所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂进行预先干燥，从而可以在冶炼过程中大幅度减少水变为高温水蒸气带走的热量，从而可以进一步降低冶炼锑的能耗。此外还可以减少熔炼烟气总量，减轻烟气处理压力。

有利地，所述第一还原剂、所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂中的每一个的含水量都不大于1wt%（重量百分比）。可以利用蒸汽对所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂进行干燥，可以利用干燥机对所述第一还原剂进行干燥。其中，可以在所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂混合前对其进行干燥，也可以在所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂混合后对其进行干燥。

待所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂混合均匀后，可以将所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂连续地加入到喷嘴20的中心料管中，并可以利用富氧气体或氧气将所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂喷入反应塔10的炉腔11内。其中，富氧气体或氧气的流速可以是100米/秒-160米/秒。所述富氧气体的含氧量可以是40v%-99.6v%（体积百分比）。

在工艺风射流的作用下，所述粉末状脆硫锑铅矿可以与氧气充分混合并卷吸着高温烟气一道混合。在辐射和烟气传导热的作用下，进入反应塔10的所述粉末状脆硫锑铅矿和氧气迅速升温并发生分解和氧化等一系列的熔炼反应。有利地，在1100摄氏度-1500摄氏度的条件下对所述粉末状脆硫锑铅矿进行熔炼。换言之，氧化区110内的温度为1100摄氏度-1500摄氏度。由此可以进一步缩短所述粉末状脆硫锑铅矿的冶炼时间、提高所述粉末状脆硫锑铅矿的冶炼效率。

在本发明的一个实施例中，所述冶炼方法还可以包括：向氧化区110内加入第一燃料并使所述第一燃料在氧化区110内燃烧。燃烧所述第一燃料产生的热量可以用于维持所述粉末状脆硫锑铅矿的冶炼过程的热平衡。通过加入所述第一燃料，可以进一步缩短所述粉末状脆硫锑铅矿的冶炼时间、提高所述粉末状脆硫锑铅矿的冶炼效率。

所述第一燃料还可以是天然气、重油等，此时可以在氧化区110的顶壁上设置第一燃料加入口。有利地，所述第一燃料可以是粉煤，可以将粉煤与所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂混合，并可以利用富氧气体或氧气将粉煤、所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂喷入氧化区110内。与天然气、重油等相比，粉煤不仅具有成本低的优点，而且可以与所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂一起加入到氧化区110内，这样不需要在氧化区110的壁上设置专门用于加入粉煤的开口，由此不仅可以简化冶炼装置1的结构，而且可以防止烟气泄漏（冶炼装置1上的开口越多，烟气越容易泄漏）。

进入反应塔10的所述粉末状脆硫锑铅矿和氧气迅速升温并发生分解和氧化等一系列的熔炼反应。熔炼反应所生成的锑铅合金和富锑铅渣等高温熔体首先落在还原剂过滤层131上，再穿透还原剂过滤层131落入位于氧化区110的渣相层133，富锑铅渣中的一部分氧化锑和氧化铅在透过还原剂过滤层131时被还原。具体地，富锑铅渣中的大部分氧化锑和氧化铅在透过还原剂过滤层131时被还原。

富锑铅渣中的未被还原的氧化锑和氧化铅从氧化区110的渣相层133流入到还原区120的渣相层133内。如图1所示，在本发明的一些示例中，分隔件140的下端可以与沉淀池130的炉腔的底壁间隔预定距离。由此分隔件140的下端与沉淀池130的炉腔的底壁之间可以形成用于连通氧化区110和还原区120的连通通道。富锑铅渣中的未被还原的氧化锑和氧化铅可以通过所述连通通道流入到还原区120的渣相层133内。

此外，在本发明的一个示例中，分隔件140的下端可以与沉淀池130的炉腔的底壁相连，分隔件140上可以设有用于连通氧化区110和还原区120的连通通道。富锑铅渣中的未被还原的氧化锑和氧化铅可以通过设在分隔件140上的连通通道流入到还原区120的渣相层133内。

通过还原剂加入口121将第二还原剂（例如粉煤、块煤、煤气、粒径为20毫米-30毫米的煤颗粒或其他碳质固体还原剂等）加入到位于还原区120的渣相层133内以对从氧化区110流到还原区120的所述富锑铅渣中的其余氧化锑和氧化铅（即未被还原的氧化锑和氧化铅）进行还原得到贫化渣。还原得到的锑铅合金进入锑铅合金层132内。

还原剂加入口121可以与沉淀池130的还原区120内的渣相层133相对，通过还原剂加入口121可以将所述第二还原剂侧吹到位于沉淀池130的还原区120的渣相层133内（例如通过喷吹口）。

如图1所示，有利地，还原剂加入口121可以是多个且多个还原剂加入口121可以沿还原区120的侧壁的周向间隔开设置。由此可以将所述第二还原剂更加均匀地加入到位于还原区120的渣相层133内，从而可以更加快速地、完全地将所述富锑铅渣中的未被还原的氧化锑和氧化铅还原。此外，还原剂加入口121还可以设在还原区120的顶壁上。

在本发明的一个具体示例中，如图1所示，还原区120的侧壁上还可以设有位于沉淀池130上方的燃烧器123。所述冶炼方法还可以包括：通过燃烧器123向还原区120内加入第二燃料并使所述第二燃料在还原区120内燃烧。由于利用所述第二还原剂还原所述富锑铅渣中的未被还原的氧化锑和氧化铅的反应是吸热反应，因此通过燃烧所述第二燃料可以向该还原反应提供热量。由此可以在开炉和生产异常时维持所述冶炼装置内的温度。

如图1所示，有利地，燃烧器123可以是多个且多个燃烧器123可以沿还原区120的侧壁的周向间隔开设置。由此可以在开炉和生产异常时更好地维持所述冶炼装置内的温度。具体地，所述第二燃料可以是粉煤、天然气、重油等。

根据本发明实施例的锑的冶炼装置1可以进一步包括氧化区余热锅炉30和氧化区电收尘器（图中未示出），氧化区余热锅炉30可以与氧化区出烟口111相连且所述氧化区电收尘器可以与氧化区余热锅炉30相连。由此可以对从氧化区出烟口111排出的氧化区烟气进行余热回收和除尘，然后送去制酸。回收的余热可以发电或供居民生活用，回收的烟尘可以返回氧化区110。

根据本发明实施例的锑的冶炼装置1可以进一步包括还原区余热锅炉和还原区电收尘器，所述还原区余热锅炉可以与还原区出烟口122相连且所述还原区电收尘器可以与所述还原区余热锅炉相连。由此可以对从还原区出烟口122排出的还原区烟气进行余热回收和除尘，回收的烟尘可以返回氧化区110。

根据本发明实施例的锑的冶炼方法还可以包括：回收从氧化区出烟口111排出的氧化区烟气的余热；对回收余热后的氧化区烟气进行除尘；和利用除尘后的氧化区烟气制酸。根据本发明实施例的锑的冶炼方法还可以进一步包括：回收从还原区出烟口122排出的还原区烟气的余热；冷却回收余热后的还原区烟气；和对冷却的还原区烟气进行除尘后排放。

有利地，可以将氧化区烟气除尘和还原区烟气除尘得到的烟尘返回到氧化区110内。由于烟尘内含有锑元素和其他有用元素，因此通过将氧化区烟气除尘和还原区烟气除尘得到的烟尘返回到氧化区110内，可以提高锑的回收率。具体地，可以将烟尘与所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂混合后通过喷嘴20返回到氧化区110内。

沉淀池130的与锑铅合金层132相对的侧壁上可以设有锑铅合金排放口，锑铅合金层132内的锑铅合金可以通过所述锑铅合金排放口排出。排出的锑铅合金可以进入下一工序以进行锑铅分离。有利地，所述锑铅合金排放口可以远离还原区120。

沉淀池130的与渣相层133相对的侧壁上可以设有贫化渣排放口。渣相层133内的贫化渣可以通过所述贫化渣排放口排出。排出的贫化渣可以进入下一工序以进行烟化处理（回收金属锌）。有利地，所述贫化渣排放口可以远离氧化区110。

在本发明的一些实施例中，氧化区110的壁上可以设有耐火保护层且还原区120的壁上也可以设有耐火保护层，所述耐火保护层内可以设有冷却水套。由此可以提高冶炼装置1的使用寿命。具体地，所述耐火保护层可以是耐火砖层。

分隔件140可以由耐火材料制成且分隔件140内可以设有冷却水套。分隔件140还可以由冷却水套构成。例如，分隔件140可以由铜水套制成。由此可以提高分隔件140的使用寿命，进而可以提高冶炼装置1的使用寿命。

根据本发明实施例的锑的冶炼装置1年产锑铅合金43114吨（可实现年产30000吨精锑），年工作天数330天，作业率95%。

根据本发明实施例的锑的冶炼装置1具有产量大、生产效率高、动力消耗小、能耗低、安全性高、环保等优点。

实施例1

粉末状脆硫锑铅矿的主要化学成分（干基，wt%）如表1所示。

表1

元素名称	Sb	Pb	As	Cu	Bi	Ag	S iO2	CaO	Fe	S	Zn
												含量（g/t）	35.41	9.45	0.31	0.3	0.0055	926	5.13	2.85	5.34	22.4	5.81

通过还原剂加料口将焦炭加入到沉淀池130内以形成还原剂过滤层131。将石灰石和粒度不大于100微米的粉末状脆硫锑铅矿按1：20（重量比）混合，然后利用含氧量为40v%的富氧气体将石灰石和粉末状脆硫锑铅矿的混合物喷入反应塔10内，并在1100摄氏度的条件下对粉末状脆硫锑铅矿进行冶炼以得到锑铅合金和富锑铅渣。其中，石灰石和粉末状脆硫锑铅矿的含水量都不大于0.3wt%。

通过还原剂加入口121将粉煤加入到位于还原区120的渣相层133内以对富锑铅渣中的其余氧化锑和氧化铅进行还原得到贫化渣。最后分别排出贫化渣和锑铅合金。

锑铅合金平均含锑为74.50%，平均含铅为19.80%。贫化渣平均含锑为2.13%，平均含铅为1.11%。脱硫率大于98%，每吨锑铅合金的综合能耗为378千克标煤。

实施例2

本实施例使用的粉末状脆硫锑铅矿与实施例1使用的粉末状脆硫锑铅矿相同。

通过还原剂加料口将焦炭加入到沉淀池130内以形成还原剂过滤层131。将粉煤、石英砂和粒度不大于80微米的粉末状脆硫锑铅矿混合（石英砂和粉末状脆硫锑铅矿的重量比为1：5），然后利用含氧量为99.6v%的富氧气体将粉煤、石英砂和粉末状脆硫锑铅矿的混合物喷入反应塔10内，并在1500摄氏度的条件下对粉末状脆硫锑铅矿进行冶炼以得到锑铅合金和富锑铅渣。其中，粉煤、石英砂和粉末状脆硫锑铅矿的含水量都不大于1wt%。

通过还原剂加入口121将粉煤加入到位于还原区120的渣相层133内以对富锑铅渣中的其余氧化锑和氧化铅进行还原得到贫化渣，并通过燃烧器123向还原区120内加入粉煤且使粉煤在还原区120内燃烧。最后分别排出贫化渣和锑铅合金。

锑铅合金平均含锑为74.50%，平均含铅为19.80%。贫化渣平均含锑为2.13%，平均含铅为1.11%。脱硫率大于98%，每吨锑铅合金的综合能耗为350千克标煤。

实施例3

本实施例使用的粉末状脆硫锑铅矿与实施例1使用的粉末状脆硫锑铅矿相同。

通过还原剂加料口将焦炭加入到沉淀池130内以形成还原剂过滤层131。将烟尘、粉煤、熔剂和粒度不大于60微米的粉末状脆硫锑铅矿混合（熔剂包括石灰石和石英砂且熔剂与粉末状脆硫锑铅矿的重量比为1：2），然后利用氧气（即纯氧）将烟尘、粉煤、熔剂和粉末状脆硫锑铅矿的混合物喷入反应塔10内，并在1300摄氏度的条件下对粉末状脆硫锑铅矿进行冶炼以得到锑铅合金和富锑铅渣。其中，粉煤、熔剂和粉末状脆硫锑铅矿的含水量都不大于0.5wt%。

通过还原剂加入口121将粉煤加入到位于还原区120的渣相层133内以对富锑铅渣中的其余氧化锑和氧化铅进行还原得到贫化渣，并通过燃烧器123向还原区120内加入粉煤且使粉煤在还原区120内燃烧。最后分别排出贫化渣和锑铅合金。

锑铅合金平均含锑为74.50%，平均含铅为19.80%。贫化渣平均含锑为2.13%，平均含铅为1.11%。脱硫率大于98%，每吨锑铅合金的综合能耗为275千克标煤。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种锑的冶炼装置，其特征在于，包括：

反应塔，所述反应塔的下部设有沉淀池，所述沉淀池内设有分隔件以将所述沉淀池的炉腔分成氧化区和还原区且所述氧化区和所述还原区连通，所述反应塔的顶部设有还原剂加料口，所述氧化区的顶壁上设有氧化区出烟口，所述还原区的侧壁和顶壁中的一个上设有还原剂加入口且所述还原区的顶壁上设有还原区出烟口；和

喷嘴，所述喷嘴设在所述反应塔的顶部上以便将熔剂、粉末状脆硫锑铅矿以及富氧气体和氧气中的一种喷入所述反应塔内。

2.根据权利要求1所述的锑的冶炼装置，其特征在于，所述还原剂加料口设在所述反应塔的炉腔的顶壁上。

3.根据权利要求1所述的锑的冶炼装置，其特征在于，所述氧化区的壁和所述还原区的壁中的每一个上都设有耐火保护层，所述耐火保护层的内壁或外壁上设有冷却水套。

4.根据权利要求1所述的锑的冶炼装置，其特征在于，所述分隔件的下端与所述沉淀池的炉腔的底壁间隔预定距离。

5.根据权利要求1所述的锑的冶炼装置，其特征在于，所述分隔件的下端与所述沉淀池的炉腔的底壁相连，所述分隔件上设有用于连通所述氧化区和所述还原区的连通通道。

6.根据权利要求1所述的锑的冶炼装置，其特征在于，所述分隔件由耐火材料制成且所述分隔件内设有冷却水套或者所述分隔件由冷却水套构成。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的锑的冶炼装置，其特征在于，所述还原剂加入口为多个且多个所述还原剂加入口沿所述还原区的侧壁的周向间隔开设置。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的锑的冶炼装置，其特征在于，所述还原区的侧壁上还设有位于所述沉淀池上方的燃烧器。

9.根据权利要求8所述的锑的冶炼装置，其特征在于，所述燃烧器为多个且多个所述燃烧器沿所述还原区的侧壁的周向间隔开设置。

10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的冶炼装置进行的锑的冶炼方法，其特征在于，所述冶炼方法包括以下步骤：

通过所述还原剂加料口将第一还原剂加入到所述沉淀池内以在所述沉淀池的渣相层上方形成还原剂过滤层；

通过所述喷嘴将熔剂、粉末状脆硫锑铅矿以及富氧气体和氧气中的一种喷入所述反应塔内以对所述粉末状脆硫锑铅矿进行熔炼得到锑铅合金和富锑铅渣，然后所述锑铅合金和所述富锑铅渣穿过所述还原剂过滤层以还原所述富锑铅渣中的一部分氧化锑和氧化铅，其中所述沉淀池内形成有锑铅合金层和位于所述锑铅合金层上方的渣相层；

通过所述还原剂加入口将第二还原剂加入到位于所述还原区的渣相层内以对从所述氧化区流到所述还原区的所述富锑铅渣中的其余氧化锑和氧化铅进行还原得到贫化渣；和

分别排出所述贫化渣和所述锑铅合金。

11.根据权利要求10所述的冶炼方法，其特征在于，在1100摄氏度-1500摄氏度的条件下对所述粉末状脆硫锑铅矿进行熔炼。

12.根据权利要求10所述的冶炼方法，其特征在于，所述粉末状脆硫锑铅矿的粒度不大于负400目。

13.根据权利要求10所述的冶炼方法，其特征在于，所述富氧气体的含氧量为40v%-99.6v%。

14.根据权利要求10所述的冶炼方法，其特征在于，还包括：在将所述第一还原剂加入到所述沉淀池之前以及在将所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂喷入所述氧化区之前对所述第一还原剂、所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂进行干燥。

15.根据权利要求14所述的冶炼方法，其特征在于，所述第一还原剂、所述粉末状脆硫锑铅矿和所述熔剂中的每一个的含水量都不大于1wt%。

16.根据权利要求10所述的冶炼方法，其特征在于，所述第一还原剂为焦炭，所述第二还原剂为粉煤、煤颗粒或煤气。

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