CN105177314A - 一种含氧化锑物料熔池熔炼生产粗锑的装置 - Google Patents

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Abstract

一种含氧化锑物料熔池熔炼生产粗锑的装置，包括富氧侧吹还原熔池熔炼炉、余热锅炉、电除尘装置、布袋除尘装置；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉顶设有加料口，所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身两侧铜水套上设有水平的、顶端与水套内壁平齐的富氧空气喷枪；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身两侧或炉顶设有供喷入气固混合物的喷枪；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉的前端设有粗锑虹吸室，后端设有渣虹吸室，炉体两端分别设有排放口；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉体后部依次设有余热锅炉、电除尘装置、布袋除尘装置。本发明对原料适应性强，运行能耗低，用于生产粗锑，锑金属的直收率、回收率高，劳动强度低，生产清洁环保，生产成本低，经济效益好。

Description

一种含氧化锑物料熔池熔炼生产粗锑的装置
本申请是申请日为2014年04月28日，申请号为201410173447.9，发明名称为“一种含氧化锑物料熔池熔炼生产粗锑的方法及装置”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种锑冶炼的装置，具体地说是涉及一种含氧化锑物料富氧侧吹还原熔池熔炼生产粗锑的装置。
背景技术
锑冶金分为火法和湿法，目前锑冶金生产中火法冶金工艺占绝对优势，达到95％以上；而“锑精矿鼓风炉挥发熔炼—粗三氧化二锑反射炉还原熔炼”的工艺流程是目前我国绝大部分锑冶炼厂采用的基本工艺。
锑反射炉虽具有操作简单的优点，但是泡渣含锑率高，金属直收率低；采用人工烧煤方式，生产效率低，劳动强度大，操作环境差；热效率低，能耗高；不能连续生产作业，无法适应清洁生产的需要，亟需改进。
申请号为201210257283.9的中国专利申请公开了一种采用底吹熔池还原熔炼炼锑的工艺及其装置，其采用底吹熔池熔炼技术，氧气通过底部的金属锑进行传递，入炉富氧空气压力高，大于0.4MPa，渣含锑高。
申请号为201310070397.7的中国专利申请公开了一种硫化锑精矿富氧熔池熔炼的方法，但其还原熔炼过程处理原料仅仅针对硫化锑精矿所产的高锑渣，处理原料单一；还原渣含锑高达2%；所产粗锑中含金，不能够直接精炼，必须氧化吹炼成粗三氧化二锑，余下的贵锑回收金，粗三氧化二锑继续还原熔炼成粗锑才能够精炼，锑直收率低（现有技术粗三氧化二锑还原成粗锑过程，锑的直收率为85%，但是此专利申请必须将贵锑吹炼成粗三氧化二锑，粗三氧化二锑再还原成粗锑，多了一道工序，直收率就降低了），生产效率低，难以实现产业化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服传统锑反射炉还原熔炼工艺中存在的能耗高，金属直收率低，生产效率低，劳动强度大，操作环境差等缺点，提供一种运行能耗较低，金属直收率高，生产效率高的含氧化锑物料熔池熔炼生产粗锑的装置。
本发明之含氧化锑物料富氧侧吹还原熔池熔炼生产粗锑的装置，包括富氧侧吹还原熔池熔炼炉、余热锅炉、电除尘装置、布袋除尘装置；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉包括由铜水套、钢水套围成的富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身，耐火砖砌筑的炉缸，粗锑虹吸室，渣虹吸室；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉顶设有加料口，所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身两侧铜水套上设有水平的、顶端与水套内壁平齐的富氧空气喷枪；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身两侧或炉顶设有供喷入气固混合物（粗氧化锑粉、无烟煤粉、压缩空气等）的喷枪；所述喷枪通过装有压送式气力输送泵的管道与转运皮带Ⅱ相连，料仓Ⅱ通过配料计量皮带Ⅱ与转运皮带Ⅱ相连，料仓Ⅲ通过配料计量皮带Ⅲ与转运皮带Ⅱ相连；料仓Ⅰ依次通过配料计量皮带Ⅰ、转运皮带Ⅰ、炉顶电子皮带秤与加料口相通；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉的前端设有粗锑虹吸室，后端设有渣虹吸室，炉体两端分别设有排放口；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉体后部依次设有余热锅炉、电除尘装置、布袋除尘装置。
工作过程：粒径＜2mm的粉状物料（包括粗三氧化二锑、复杂含锑烟尘或无烟煤粉、焦炭粉）从料仓Ⅱ、经过配料计量皮带Ⅱ计量，或从料仓Ⅲ、经过配料计量皮带Ⅲ计量，再经转运皮带Ⅱ至压送式气力输送泵，采用压缩空气将混合物料经管道后从设在炉体两侧或炉顶的气固混合物喷枪被喷入富氧侧吹还原熔池熔炼炉内；粒径≥2mm的粒状或块状物料（包括氧化锑物料、无烟煤和铁矿石、石灰等）从料仓Ⅰ，经过配料计量皮带Ⅰ计量后，经转运皮带、炉顶电子皮带秤至炉顶加料口，进入富氧侧吹还原熔池熔炼炉发生反应，产出粗锑、炉渣和烟气；粗锑和炉渣在炉内沉降分层后，粗锑通过排放口或粗锑虹吸室排出，炉渣通过排放口或渣虹吸室排出；烟气依次通过余热锅炉、电除尘装置、布袋除尘装置，再排出。
使用本发明含氧化锑物料富氧侧吹还原熔池熔炼生产粗锑的装置生产粗锑的方法是，含氧化锑物料在富氧侧吹熔池熔炼炉内实现还原熔炼，锑99%以上进入粗锑；炉渣采用三元渣，水淬后可直接作为弃渣；烟气经冷凝收尘后，冷凝所得粉尘返回处理，尾气处理后达标排放。
使用本发明之含氧化锑物料富氧侧吹还原熔池熔炼生产粗锑的装置生产粗锑的方法，具体包括以下步骤：
将含氧化锑的物料、还原剂（还原剂也是燃料）、熔剂铁矿石、熔剂石灰按照100︰8～25︰3～12︰1～5的质量比计量后连续投入富氧侧吹熔池熔炼炉内，入炉的物料(包括含氧化锑的物料、还原剂、熔剂铁矿石、熔剂石灰等)综合硅酸盐脉石成分满足以下质量比，SiO2︰FeO︰CaO=1︰0.8～1.5︰0.3～0.8；炉内温度控制为1000℃～1350℃，熔池深度为1100～2300mm，在炉内发生反应（熔化、还原和造渣等）；在入炉物料熔化和反应过程中，自富氧侧吹还原熔池熔炼炉侧部向渣层鼓入氧气体积比为25%～95%（优选40%～60%）的富氧空气(空气流速优选150－250m/s，更优选180－230m/s)，富氧空气压力控制在0.05～0.12MPa，鼓入的富氧空气剧烈搅拌高温熔体并参与反应，产出粗锑、炉渣和烟气；原料中的锑99wt%以上进入粗锑；粗锑和炉渣在炉内分层沉降后，粗锑和炉渣分别通过排放口或虹吸室排出；所述烟气通过处理后达标排放，回收的粉尘中含氧化锑，作为原料加入富氧侧吹熔池熔炼炉内。
进一步，所述含氧化锑的物料是粗三氧化二锑、氧化锑矿或复杂含锑烟尘。
进一步，所述还原剂（还原剂也是燃料）是无烟煤、焦炭、天然气、煤气等的至少一种；
所述入炉物料可以是粉矿、粒矿、块矿。若选择粉矿入炉，可将无烟煤或焦炭破碎为粒度小于2mm，得无烟煤粉或焦炭粉。粗三氧化二锑或复杂含锑烟尘、无烟煤粉或焦炭粉可用压缩空气经管道输送，从喷枪喷入炉内。
进一步，所述粗锑深度控制在200～900mm，通过排放口或虹吸室排出后，送下一工序——精炼工序处理。
所述炉渣在富氧侧吹还原熔池熔炼炉内控制深度为400～1300mm，通过炉渣排放口或虹吸室排出，炉渣含锑小于1wt%，可直接作为弃渣，或进一步澄清分离，以获得含锑更低的渣，提高金属回收率。
所述烟气通过余热锅炉、电除尘装置和布袋除尘装置后所得的粉尘返回处理，尾气处理后达标排放。
本发明含氧化锑物料主要成分是氧化锑，其余主要是硅酸盐成分；熔剂铁矿石、石灰主要含硅酸盐成分；还原剂、燃料主要含有固定碳或挥发物（以CH4为主），涉及到的主要反应方程式有：
CaCO3=CaO+CO2
MgCO3=MgO+CO2
C+O2=CO2
2C+O2=2CO
2CO+O2=2CO2
CH4+2O2=CO2+2H2O
2Sb2O3＋3C=4Sb+3CO2
Sb2O3＋3CO=2Sb+3CO2
Sb2O3＋3C=2Sb+3CO
Sb2O4+CO=Sb2O3+CO2
Sb2O4+C=Sb2O3+CO
2Sb2O4+C=2Sb2O3+CO2
2FeO+SiO2=2FeO·SiO2
2CaO+SiO2=2CaO·SiO2
本发明的有益效果：
1、本发明采用富氧侧吹还原熔池熔炼处理含氧化锑物料，床能力大大提高，是反射炉工艺的15倍以上，生产效率高。
2、本发明采用富氧侧吹还原熔池熔炼处理含氧化锑物料，采用SiO2—FeO—CaO三元渣，炉渣含锑低，小于1wt%，水淬后可作为弃渣，直收率大大提高；
3、本发明在富氧侧吹还原熔池熔炼处理含氧化锑物料，热效率大大提高，能耗降低。
本发明对原料适应性强，能耗低，锑金属的直收率、回收率高，生产效率高，劳动强度低，生产清洁环保，生产成本低，经济效益好。
附图说明
图1是本发明之富氧侧吹还原熔池熔炼装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下实施例仅为了进一步说明本发明，并不限制本发明的内容。
参照附图，本发明之含氧化锑物料富氧侧吹还原熔池熔炼生产粗锑的装置实施例包括富氧侧吹还原熔池熔炼炉22、余热锅炉18、电除尘装置19、布袋除尘装置20；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉22包括由铜水套、钢水套围成的富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身6，耐火砖砌筑的炉缸8，粗锑虹吸室7，渣虹吸室9；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉22炉顶设有加料口5，所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身6两侧铜水套上设有水平的、顶端与水套内壁平齐的富氧空气喷枪10；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身6两侧或炉顶设有供喷入气固混合物（粗氧化锑粉、无烟煤粉、压缩空气等）的喷枪21；所述喷枪21通过装有压送式气力输送泵16的管道17与转运皮带Ⅱ15相连，料仓Ⅱ11通过配料计量皮带Ⅱ13与转运皮带Ⅱ15相连，料仓Ⅲ12通过配料计量皮带Ⅲ14与转运皮带Ⅱ15相连；料仓Ⅰ1依次通过配料计量皮带Ⅰ2、转运皮带Ⅰ3、炉顶电子皮带秤4与加料口5相通；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉22的前端设有粗锑虹吸室7，后端设有渣虹吸室9，炉体两端分别设有排放口23；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉22炉体后部依次设有余热锅炉18、电除尘装置19、布袋除尘装置20。
工作过程：粒径＜2mm的粉状物料（包括粗三氧化二锑粉、复杂含锑烟尘或无烟煤粉）从料仓Ⅱ11、经过配料计量皮带Ⅱ13计量，或从料仓Ⅲ12、经过配料计量皮带Ⅲ14计量，再经转运皮带Ⅱ15至压送式气力输送泵16，采用压缩空气将混合物料经管道17后从设在炉体两侧或炉顶的气固混合物喷枪21被喷入富氧侧吹还原熔池熔炼炉22内；粒径≥2mm的粒状或块状物料（包括氧化锑物料、无烟煤和铁矿石、石灰等）从料仓Ⅰ1，经过配料计量皮带Ⅰ2计量后，经转运皮带3、炉顶电子皮带秤4至炉顶加料口5，进入富氧侧吹还原熔池熔炼炉22发生反应，产出粗锑、炉渣和烟气；粗锑和炉渣在炉内沉降分层后，粗锑通过粗锑虹吸室7排出，炉渣通过渣虹吸室9排出；烟气依次通过余热锅炉18、电除尘装置19、布袋除尘装置20，再排出。
现有反射炉的床能力为0.5～0.7t/m2.d，本实施例处理床能力为13t/m2.d，锑直收率96.2%，本实施例处理床能力大大提高。
以下为本发明装置应用实施例。
应用实施例1
本实施例具体包括以下步骤：
本实施例入炉物料(包括含氧化锑物料、无烟煤、铁矿石、石灰等)综合硅酸盐脉石成分：SiO2︰FeO︰CaO=1︰1.2︰0.6；
将无烟煤破碎为粒度小于2mm，将粗三氧化二锑粉、无烟煤、赤铁矿、生石灰按照100︰20︰6︰1的质量比计量；粗三氧化二锑粉从料仓Ⅱ11、经过配料计量皮带Ⅱ13计量，破碎后的无烟煤粉从料仓Ⅲ12、经过配料计量皮带Ⅲ14计量，均经转运皮带Ⅱ15至压送式气力输送泵16，采用压缩空气将混合物料经管道17后从气固混合物喷枪21喷入熔池熔炼炉内；
铁矿石、石灰分别由料仓Ⅰ1通过配料计量皮带Ⅰ2计量后，由转运皮带Ⅰ3输送至炉顶电子皮带秤4，电子皮带秤4计量后经加料口5连续投入富氧侧吹熔池熔炼炉内，锑富氧侧吹还原熔池熔炼炉的面积为2.16m2（1.2×1.8m），炉内温度控制为1150±50℃（炉内温度有波动，无法定为一个点值，以下参数同），熔池深度为1600～1900mm；入炉物料在炉内发生熔化、还原和造渣等反应；在入炉物料熔化和反应过程中，自富氧侧吹还原熔池熔炼炉侧部向渣层鼓入氧气体积比为50%的富氧空气，富氧空气压力控制在0.09～0.12MPa，风速200m/s，鼓入的富氧空气剧烈搅拌高温熔体并参与反应，锑进入粗锑，产出粗锑、炉渣和高温烟气；粗锑、炉渣在炉内沉降分层，炉渣在上层，粗锑在底层；炉渣通过炉渣虹吸室9定期排出，炉渣含锑0.51%；金属锑高度600mm，通过粗锑虹吸室7放出，送下一工序——精炼工序处理；所述高温烟气通过余热锅炉18、电除尘装置19和布袋除尘装置20后，所得的粉尘返回作为含氧化锑的原料处理，尾气处理后达标排放。
应用实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于：
本实施例入炉的物料(包括含氧化锑的物料、还原剂、熔剂铁矿石、熔剂石灰等)综合硅酸盐脉石成分满足以下质量比SiO2︰FeO︰CaO=1︰1.3︰0.5。
将氧化锑矿、无烟煤、铁矿石、石灰按照100︰25︰12︰5的比例由电子皮带秤计量后经加料口5连续投入富氧侧吹熔池熔炼炉内；炉内温度控制在1200℃～1300℃，熔池深度为1500～1750mm；所述富氧空气氧气体积比为85%；富氧空气压力控制在0.05～0.08MPa，风速185m/s；炉渣通过炉渣虹吸室9排出，炉渣含锑0.8%。余同实施例1。
本实施例处理时床能力12t/m2.d，锑直收率95.8%。
应用实施例3
本实施例与应用实施例1的区别仅在于：
本实施例入炉的物料(包括含氧化锑的物料、还原剂、熔剂铁矿石、熔剂石灰等)综合硅酸盐脉石成分满足以下质量比SiO2︰FeO︰CaO=1︰0.8︰0.8。
将氧化锑矿、无烟煤、铁矿石、石灰按照100︰12︰8︰3的比例由电子皮带秤计量后经加料口5连续投入富氧侧吹熔池熔炼炉内；炉内温度控制在1200℃～1300℃，熔池深度为1500～1750mm；所述富氧空气氧气体积比为35%；富氧空气压力控制在0.05～0.08MPa，风速150m/s；炉渣通过炉渣虹吸室9排出，炉渣含锑0.8%。余同实施例1。
本实施例处理时床能力13t/m2.d，锑直收率95.7%。

Claims (1)

1.一种含氧化锑物料熔池熔炼生产粗锑的装置，其特征在于，包括富氧侧吹还原熔池熔炼炉、余热锅炉、电除尘装置、布袋除尘装置；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉包括由铜水套、钢水套围成的富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身，耐火砖砌筑的炉缸，粗锑虹吸室，渣虹吸室；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉顶设有加料口，所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身两侧铜水套上设有水平的、顶端与水套内壁平齐的富氧空气喷枪；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉身两侧或炉顶设有供喷入气固混合物的喷枪；所述喷枪通过装有压送式气力输送泵的管道与转运皮带Ⅱ相连，料仓Ⅱ通过配料计量皮带Ⅱ与转运皮带Ⅱ相连，料仓Ⅲ通过配料计量皮带Ⅲ与转运皮带Ⅱ相连；料仓Ⅰ依次通过配料计量皮带Ⅰ、转运皮带Ⅰ、炉顶电子皮带秤与加料口相通；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉的前端设有粗锑虹吸室，后端设有渣虹吸室，炉体两端分别设有排放口；所述富氧侧吹还原熔池熔炼炉炉体后部依次设有余热锅炉、电除尘装置、布袋除尘装置。
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