CN110172594A - 锑金属的提取系统及提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锑金属的提取系统及提取方法。该提取系统包括：依次连通设置的挥发单元、收尘装置和还原单元。还原单元为电极加热还原单元，其包括：还原装置、第一电极提升装置和第一供压装置，还原装置设置有第一熔炼池，还原装置设置有含锑粉尘入口和还原剂入口，含锑粉尘入口和还原剂入口均与第一熔炼池连通，含锑粉尘入口与收尘装置连通；第一电极提升装置上设置有至少两个第一电极，第一电极提升装置用于调整第一电极在第一熔炼池中的深度；第一供压装置用于向第一电极提供电压。这不仅能够简化设备及操作流程，极大地降低投资成本，还能够减少化石燃料的使用，降低能耗；尾气SO₂浓度高，有利于回收制酸，解决锑冶炼环境污染问题。

Description

锑金属的提取系统及提取方法

技术领域

本发明涉及金属冶炼领域，具体而言，涉及一种锑金属的提取系统及提取方法。

背景技术

我国95％以上的锑冶炼厂采用火法炼锑工艺处理硫化锑精矿，先将硫化锑精矿挥发焙烧或者挥发熔炼产出Sb₂O₃，再对Sb₂O₃进行还原熔炼和精炼，产出金属锑。其中硫化锑精矿挥发效率，是直接影响锑冶炼技术经济指标的最重要环节。现有的锑金属的冶炼工艺主要分为以下几种：

(1)采用鼓风炉挥发熔炼-反射炉还原熔炼工艺

鼓风炉挥发熔炼－反射炉还原熔炼与精炼是目前我国锑冶炼的主要工艺。这一工艺主要利用锑精矿中的Sb₂O₃和Sb₂S₃均易挥发，挥发的Sb₂S₃又易被空气中的O₂所氧化，从而生成的Sb₂O₃特性。向炉内鼓入空气，与焦炭剧烈反应并释放大量热能，使炉料呈熔体状态，精矿中的硫化锑在高温下优先挥发进入气相，然后在烟气气流中氧化生成氧化锑，在冷凝系统中收集。精矿中的脉石则与造渣熔剂发生造渣反应，从而使锑与脉石分离。锑氧粉经反射炉还原熔炼得到粗锑，由于粗锑含有铁、砷、铅和硫等杂质，需要精炼除杂才能得到合格的金属锑，粗锑的精炼与锑氧粉的还原是在同一个反射炉内进行。

鼓风炉挥发熔炼-反射炉还原熔炼工艺虽较为成熟，应用面广，但该工艺操作复杂，对矿料的要求较高，只适合处理含锑40％以上的干燥块矿；冶炼所需熔剂较多，焦率为精矿量的30％～45％，因此渣率高，返料多，从而造成大量的能源损耗；同时烟气量大，烟尘发生率高，大量烟气带走的热量占总热量的60％；SO₂浓度较低，不利于后续制酸，直接排放污染环境。

(2)添加化工废料作为还原剂

现有文献提供了一种锑冶炼的方法，用含有锑的化工类锑残废料作为还原剂，与锑氧粉搅拌均匀后，在锑冶炼炉内熔化生产精锑。该专利所公开的工艺可减少煤所产生的污染环境问题，避免还原剂中20％～30％灰分产生大量的废渣，同时能综合回收含锑等有价金属，提高生产效率。

采用化工废料作为还原剂冶炼锑，虽能降低能耗，一定程度上解决环境污染，但含有锑的化工类锑残废料的每年产量较少，难以满足工业级的生产需求。

(3)采用富氧熔池熔炼冶炼工艺

采用该工艺的冶炼方法，对经干燥过的锑精矿处理成锑精矿粉，再利用气体喷吹熔池熔炼炉处理锑精矿粉，从而得到液态锑和还原渣。将精矿料混合煤粉与富氧空气一起喷入熔池内，再将熔剂加入氧化熔炼炉熔池内；将液态高锑渣在还原炉内进行还原熔炼，以便得到液态锑和还原渣。采用该方法显著提高锑精矿冶炼效率，降低能耗。

富氧熔池熔炼处理锑精矿工艺主要利用喷吹氧气与硫化物反应放出热量维持炉内热量平衡，但是硫化锑沸点较低，故熔池内的硫化物会不断减少，硫化物与氧气的反应放出热量也在不断减少，因此仅靠硫化物反应放出的热量难以维持冶炼所需；为了满足熔池内热量平衡，需鼓入大量气体，导致烟气量较大，带走的热量较多，而且烟气中SO₂浓度较低，不利于后续制酸工艺过程，直接排放环境污染也较为严重；同时硫化物在蒸发过程需要吸收一定的热量，因此炉内部分区域熔池温度会不断降低，温度降低导致渣的黏度增大，熔池内冶金动力学条件变差，气体喷吹难以搅动熔池，并且锑的热传导能力较弱，导致熔池内热量分布不均匀，冶炼运行较为困难。

(4)采用电加热装置进行挥发熔炼。

对经干燥过的锑精矿处理成锑精矿粉，然后依次经过电热炉依次对含锑物料进行挥发熔炼和还原熔炼处理，从而得到液态锑和还原渣。相比于前述几种工艺，采用该方法能够提高锑精矿冶炼效率，并减少熔渣的排出量。但是由于上述金属锑的导电性较差，这导致采用该方法提取金属锑的效果仍不够理想。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种锑金属的提取系统及提取方法，以解决现有的锑金属冶炼方法存在的锑金属提取率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种锑金属的提取系统，提取系统包括：依次连通设置的挥发单元、收尘装置和还原单元，还原单元为电极加热还原单元，其包括：还原装置、第一电极提升装置和第一供压装置，还原装置设置有第一熔炼池，还原装置设置有含锑粉尘入口和还原剂入口，含锑粉尘入口和还原剂入口均与第一熔炼池连通，且含锑粉尘入口与收尘装置连通；第一电极提升装置上设置有至少两个第一电极，且能够调整第一电极在第一熔炼池中的深度；及第一供压装置用于向第一电极提供电压。

进一步地，还原单元还包括第一温度检测装置，第一温度检测装置用于检测第一熔炼池中的温度。

进一步地，挥发单元为电极加热挥发单元，挥发单元包括：挥发装置、第二电极提升装置和第二供压装置，挥发装置设置有第二熔炼池，挥发装置设置有加料口和含锑烟气出口，且加料口和含锑烟气出口均与第二熔炼池连通，加料口用于加入含锑物料，含锑烟气出口与收尘装置连通；第二电极提升装置上设置有至少两个第二电极，且能够调整第二电极在第二熔炼池中的深度；及供压装置用于向第二电极提供电压。

进一步地，挥发单元还包括第二温度检测装置，第二温度检测装置用于检测第二熔炼池中的温度。

进一步地，提取系统还包括含锑物料供应装置，含锑物料供应装置设置有含锑物料供应口，含锑物料供应口与加料口连通。

进一步地，提取系统还包括破碎筛分装置，破碎筛分装置设置有筛分物料入口和筛分物料出口，筛分物料入口与含锑物料供应口相连通，筛分物料出口与加料口相连通。

本申请的另一方面还提供了一种锑金属的提取方法，该提取方法采用上述提取系统对含锑物料进行熔炼处理，含锑物料包括硫化锑，提取方法包括：将含锑物料在挥发单元中进行挥发熔炼，得到含锑烟气；将含锑烟气在收尘装置中进行收尘，得到含锑粉尘；含锑粉尘输送至还原单元中，通过第一电极提升装置将第一电极插入还原单元的第一熔炼池中，采用第一供压装置对第一电极施加电压，以使含锑粉尘进行还原熔炼，得到金属锑。

进一步地，还原熔炼的温度为1000～1200℃。

进一步地，当还原熔炼过程中，电压为50～100V，电流为0.6～1.5KA。

进一步地，挥发熔炼过程包括：将含锑物料输送至挥发单元中，通过第二电极提升装置将第二电极插入第二熔炼池中，采用第二供压装置对第二电极施加电压，以使含锑物料挥发，得到含锑烟气。

进一步地，挥发熔炼的温度为1300～1400℃。

进一步地，电极加热挥发过程中，电压为80～200V，电流为1.0～2.0KA。

进一步地，第一电极距第一熔炼池的底部的最小距离≥10cm，第二电极距第二熔炼池的底部的最小距离≥20cm。

进一步地，相邻的第一电极之间的距离为20～30cm，相邻的第二电极之间的距离为20～30cm。

应用本发明的技术方案，本申请通过第一电极提升装置控制第一电极在第一熔炼池中的插入深度，以此调节经过含锑粉尘的电流密度和还原熔炼的温度。这能够使含锑粉尘在相对较为稳定和较大的电流密度下进行还原熔炼过程，从而能够进一步提高金属锑的还原效率，进而有利于提高最终金属锑的提取率。同时上述电极加热还原熔炼过程中，只需要在冶炼开始阶段加入少量的焦炭及碎煤起到升温及造熔池的作用，无需添加额外的辅助燃料或气体。采用上述提取系统对含锑物料进行处理，一方面能够简化设备及操作流程，极大地降低投资成本。另一方面还能够减少化石燃料的使用，降低能耗；尾气SO₂浓度高，有利于回收制酸，解决锑冶炼环境污染问题；冶炼过程添加熔剂较少，能避免产生大量废渣，降低综合能耗。此外，还原剂直接从加料口直接加入，能够实现尽量不搅动熔体，保持熔池的稳定性的目的。这一方面有利于熔池内不同成分分层，另一方面防止喷吹气体对电极有较大冲击，提高电极寿命，实现提高提取效率的目的。因此上述锑金属的提取系统不仅能够提供一种高效节能减排的新型锑冶炼生产方法，还能够提高锑金属的提取率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种典型的实施方式提供的含锑物料的提取系统的结构示意图；

图2示出了本发明的一种优选的实施方式中提供的挥发单元的结构示意图；及

图3示出了本发明的一种优选的实施方式中提供的还原单元的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、挥发单元；11、挥发装置；12、第二电极提升装置；13、第二电极；14、第二供压装置；15、第二温度检测装置；

20、收尘装置；

30、还原单元；31、还原装置；32、第一电极提升装置；33、第一电极；34、第一供压装置；35、第一温度检测装置；

40、含锑物料供应装置；50、破碎筛分装置；60、干燥装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术所描述的，现有的锑金属冶炼方法存在的锑金属提取率低的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种锑金属的提取系统，如图1和3所示，该提取系统包括依次连通设置的挥发单元10、收尘装置20和还原单元30，其中还原单元30为电极加热还原单元，其包括：还原装置31、第一电极提升装置32和第一供压装置34。还原装置31设置有第一熔炼池，还原装置31设置有含锑粉尘入口和还原剂入口，含锑粉尘入口和还原剂入口均与第一熔炼池连通，且含锑粉尘入口与收尘装置20连通；第一电极提升装置32上设置有至少两个第一电极33，且能够调整第一电极33在第一熔炼池中的深度；及第一供压装置34用于向第一电极33提供电压。

含锑物料经挥发单元10处理后，得到含锑烟气，然后上述含锑烟气经收尘装置20收尘得到含锑粉尘，最后采用还原单元30对上述含锑粉尘进行还原得到金属锑。在还原熔炼过程中，通过第一电极提升装置32将第一电极33插入第一熔炼池的含锑粉尘中，以使第一电极33、含锑粉尘、还原剂及第一供压装置34形成电闭合回路。然后通过电极起弧放电的方式对含锑粉尘和还原剂进行加热，以实现对锑精矿进行还原熔炼，得到金属锑。

由于金属锑的导电性较差，当仅采用电热炉进行还原熔炼时，随着还原熔炼过程锑金属的挥发，熔炼的温度会降低，这会导致锑金属凝固，进而导致采用电热炉进行熔炼时的效果较差。

为了克服上述技术问题，本申请通过第一电极提升装置32控制第一电极33在第一熔炼池中的插入深度，以此调节经过含锑粉尘的电流密度和还原熔炼的温度。这能够使含锑粉尘在相对较为稳定和较大的电流密度下进行还原熔炼过程，从而有利于缩短还原熔炼的时间，提高金属锑的还原效率，进而有利于提高最终金属锑的提取率。同时上述电极加热还原熔炼过程中，只需要在冶炼开始阶段加入少量的焦炭及碎煤起到升温及造熔池的作用，无需添加额外的辅助燃料或气体。采用上述提取系统对含锑物料进行处理，一方面能够简化设备及操作流程，缩短工艺时间，极大地降低投资成本。另一方面还能够减少化石燃料的使用，降低能耗；尾气SO₂浓度高，有利于回收制酸，解决锑冶炼环境污染问题；冶炼过程添加熔剂较少，能避免产生大量废渣，降低综合能耗。此外，还原剂直接从加料口直接加入，能够实现尽量不搅动熔体，保持熔池的稳定性的目的。这一方面有利于熔池内不同成分分层，另一方面防止喷吹气体对电极有较大冲击，提高电极寿命，实现提高提取效率的目的。因此上述锑金属的提取系统不仅能够提供一种高效节能减排的新型锑冶炼生产方法，还能够提高锑金属的提取率。

为了更好地检测还原熔炼过程的温度，优选地，如图3所示，还原单元30还包括第一温度检测装置35，第一温度检测装置35用于检测第一熔炼池中的温度。当第一熔炼池的温度出现波动时，可以通过调整第一电极33在含锑粉尘中的插入深度，以实现使含锑粉尘在较为稳定的温度下进行还原熔炼的效果。因而在第一熔炼池中的插入第一温度检测装置35，能够更好地控制还原熔炼温度，从而有利于提高锑金属的还原效率和金属锑的提取率。

上述提取装置具有节能高效和锑金属提取率高等优点，且上述挥发单元10可以采用本领域常用的挥发装置11，如鼓风炉和电热炉等。但是上述挥发装置常需要喷入富氧空气以实现强化熔炼的目的，这过多的氧气进入会造成电极损耗，发生点击熔断事故。因而为了避免上述问题的发生。在一种优选的实施例中，如图2所示，上述挥发单元10为电极加热挥发单元。该挥发单元10包括：挥发装置11、第二电极提升装置12和第二供压装置14，挥发装置11设置有第二熔炼池，挥发装置11设置有加料口和含锑烟气出口，加料口和含锑烟气出口均与第二熔炼池连通，且加料口用于加入含锑物料，含锑烟气出口与收尘装置20连通；第二电极提升装置12上设置有至少两个第二电极13，且能够调整第二电极13在第二熔炼池中的深度；及供压装置用于向第二电极13提供电压。

在挥发熔炼过程中，将第二电极13插入待处理的含锑物料中，以使第二电极13、第二熔炼池及第二供压装置14形成电闭合回路。然后通过电极起弧放电的方式对含锑物料进行加热，以实现对锑精矿进行挥发处理，得到含锑烟气。

通过第二电极提升装置12控制第二电极13在第二熔炼池中的插入深度，以此调节经过含锑物料的电流密度和挥发熔炼的温度。这使得能够使含锑物料在相对较为稳定和较大的电流密度下进行挥发熔炼过程，从而能够大幅提高金属锑的挥发效率，进而有利于提高最终金属锑的提取率。同时上述电极加热挥发熔炼过程中，只需要在冶炼开始阶段加入少量的焦炭及碎煤起到升温及造熔池的作用，无需添加额外的辅助燃料或气体，这能够大幅提升电极的使用寿命和提取过程的安全性。采用上述提取系统对含锑物料进行处理，还有利于进一步提高含锑物料提取系统的高效性和环保性。

挥发熔炼过程中，加料口可以用于添加该过程需要的所有反应原料，如含锑物料、熔剂、燃料等。

为了更好地检测挥发熔炼过程的温度，在一种优选的实施例中，如图2所示，挥发单元10还包括第二温度检测装置15，第二温度检测装置15用于检测第二熔炼池中的温度。当第二熔炼池的温度出现波动时，可以通过调整第二电极13在含锑物料中的插入深度，以实现使含锑物料在较为稳定的温度下进行熔炼的效果。因而在第二熔炼池中的插入第二温度检测装置15，能够更好地控制熔炼温度，从而有利于提高锑金属的挥发效率。

为了提高电极加热效率和熔炼效率，同时保护炉底炉衬，优选地，在熔炼无论是挥发熔炼还是还原熔炼开始前加入一定量的干燥矿及焦炭，形成50cm深的熔池。

当冶炼开始后，随着反应原料的不断加入，熔融液的液位不断上升，此时电流变化较为明显，应即时调整电极插入熔池中的深度及加热功率，起到稳定电流的作用。加料完成后，当电流再次出现较大变化时，说明炉内冶炼接近完成，停止电极加热并保留半小时的挥发时间或沉淀时间。

为了提高整个提取系统的自动化程度，优选地，如图1所示，上述提取系统还包括含锑物料供应装置40，含锑物料供应装置40设置有含锑物料供应口，含锑物料供应口与所述加料口连通。

在一种优选的实施例中，如图1所示，上述提取系统还包括破碎筛分装置50，破碎筛分装置50设置有筛分物料入口和筛分物料出口，筛分物料入口与含锑物料供应口相连通，筛分物料出口与加料口相连通。设置破碎筛分装置50能够将含锑物料进行破碎，提高挥发熔炼过程中含锑物料的反应面积，从而提高锑元素的挥发率，进而提高锑元素的回收率。

在一种优选的实施例中，如图1所示，上述提取系统还包括干燥装置60，该干燥装置60设置在筛分物料入口与含锑物料供应口之间的流路上。

将含锑物料如硫化锑精矿或混合锑精矿置于在低温加热环境下进行干燥，能够降低矿料中的水分含量，从而抑制冶炼过程中因水蒸气蒸发带走大量的热量而影响熔炼过程。

优选地，上述收尘装置20为余热锅炉。换热过程中，含锑烟气输送至上升烟道后，通过余热锅炉对流区后冷却，得到含锑粉尘。

本申请的另一种典型的实施方式提供了一种锑金属的提取方法，采用上述提取系统对含锑物料进行熔炼处理，含锑物料包括硫化锑，该提取方法包括：将含锑物料在挥发单元10中进行挥发熔炼，得到含锑烟气；将含锑烟气在收尘装置20中进行收尘，得到含锑粉尘；含锑粉尘输送至还原单元30中，通过第一电极提升装置32将第一电极33插入还原单元30的第一熔炼池中，采用第一供压装置34对第一电极33施加电压，以使含锑粉尘进行还原熔炼，得到金属锑。

本申请通过第一电极提升装置32控制第一电极33在第一熔炼池中的插入深度，以此调节经过含锑粉尘的电流密度和还原熔炼的温度。这能够使含锑粉尘在相对较为稳定和较大的电流密度下进行还原熔炼过程，从而能够进一步提高金属锑的还原效率，进而有利于提高最终金属锑的提取率。同时上述电极加热还原熔炼过程中，只需要在冶炼开始阶段加入少量的焦炭及碎煤起到升温及造熔池的作用，无需添加额外的辅助燃料或气体。采用上述提取系统对含锑物料进行处理，一方面能够简化设备及操作流程，极大地降低投资成本。另一方面还能够减少化石燃料的使用，降低能耗；尾气SO₂浓度高，有利于回收制酸，解决锑冶炼环境污染问题；冶炼过程添加熔剂较少，能避免产生大量废渣，降低综合能耗。因此上述锑金属的提取系统不仅能够提供一种高效节能减排的新型锑冶炼生产方法，还能够提高锑金属的提取率。

在一种优选的实施例中，还原熔炼的温度为1000～1200℃。还原熔炼的温度包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高含锑粉尘的还原率和最终得到金属锑的提取率。

在一种优选的实施例中，当还原熔炼过程中，通过调节电极高度稳定输入功率，使电压为50～100V，电流为0.6～1.5KA。还原熔炼过程中的电压和电流包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于更加快速，更加平稳地将含锑粉尘的温度升至目标温度，从而有利于缩短还原熔炼的时间。

在一种优选的实施例中，挥发熔炼过程包括：将含锑物料输送至挥发单元10中，通过第二电极提升装置将第二电极13插入第二熔炼池中，采用第二供压装置14对第二电极13施加电压，以使含锑物料挥发，得到含锑烟气。

通过第二电极提升装置12控制第二电极13在第二熔炼池中的插入深度，以此调节经过含锑物料的电流密度和挥发熔炼的温度。这使得能够使含锑物料在相对较为稳定和较大的电流密度下进行挥发熔炼过程，从而能够大幅提高金属锑的挥发效率，进而有利于提高最终金属锑的提取率。同时上述电极加热挥发熔炼过程中，只需要在冶炼开始阶段加入少量的焦炭及碎煤起到升温及造熔池的作用，无需添加额外的辅助燃料或气体。采用上述提取系统对含锑物料进行处理，还有利于进一步提高含锑物料提取系统的高效性和环保性。

采用上述提取方法对含锑物料进行熔炼有利于提高锑金属的提取率。在一种优选的实施例中，挥发熔炼的温度为1300～1400℃。若熔池温度过高，会损害第一熔炼池的炉衬的同时，还会造成能源浪费；而温度过低，渣的黏度较大，炉内熔体流动性较差，不利于挥发熔炼顺行。在上述温度下，锑精矿中的Sb₂O₃和Sb₂S₃不断挥发进入到烟气中。因无额外的辅助燃料和气体加入，因此烟气中的烟尘经收集后，SO₂浓度较高，可直接进入制酸工艺流程。同时挥发熔炼的温度包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高含锑物料中锑元素的挥发效率和最终金属锑的提取率。

在一种优选的实施例中，电极加热挥发过程中，通过调节电极高度稳定输入功率，使电压为80～200V，电流为1.0～2.0KA。电极加热挥发过程中的电压和电流包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于更加快速，更加平稳地将含锑物料的温度升至目标温度，从而有利于缩短熔炼时间。

为了保护熔炼装置的陆地和炉衬，在一种优选的实施例中，第一电极33距所述第一熔炼池的底部的最小距离≥10cm，第二电极13距所述第二熔炼池的底部的最小距离≥20cm。

为了进一步提高熔炼过程中电流的均匀性，在一种优选的实施例中，相邻的第一电极33之间的距离为20～30cm；在一种优选的实施例中，相邻的第二电极13之间的距离为20～30cm。

将相邻的第一电极33之间的距离和相邻的第二电极13之间的距离限定在上述范围内有利于进一步提高挥发熔炼或还原熔炼过程的效率，进而有利于提高锑金属的提取率。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

实施例1至6及对比例1至2中含锑物料的组成如下：含锑物料包括1000kg含锑精矿，100kg石灰，100kg赤铁矿。含锑精矿的组成见表1。

表1

混合矿料	Sb	FeO	CaO	SiO<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	S
							含量/％	40	8	10	20	2	20

实施例1

如图1所示，采用该工艺进行锑冶炼生产工艺，将锑冶炼生产过程分为电热挥发、电热还原两个阶段，两个阶段均采用电极起弧的加热方式对含锑物料进行熔炼。

在电热挥发阶段，首先加入100kg干燥矿料与4kg焦炭，采用电极起弧放电的方式对上述原料进行加热，形成底部熔池。保持电极距离炉底10cm，待电流稳定且炉温为1200℃后开始匀速给料。电极通电后根据炉内温度高低，调整输入功率大小，保持稳定的输入功率，将电压调整为100V，电流数值通过调整插入深度维持在1KA，保证炉温在半小时内提升到1400℃，电极加热时间为2h，电极加热结束后提电极静置30min开始放渣，本阶段电热挥发流程结束。

将上述含锑烟气经过收尘装置20(余热锅炉)收尘，并冷却至600℃后，得到含锑粉尘。

在电热还原阶段，首先加入100kg氧化锑料与3kg焦炭，采用电极起弧放电的方式对上述原料进行加热，形成底部熔池。保持电极距离炉底8cm，待电流稳定且炉温为600℃后开始匀速给料。电极通电后根据炉内温度高低，调整输入功率大小，将电压调整为80V，电流数值通过调整插入深度维持在1KA，输入功率为80KW，保证炉温迅速提升到800℃。若温度持续上升，则可以通过降低电压到60V，调整插入深度将电流依然维持在1KA，保证输入功率为60KW以内。电极加热时间为2h，电极加热结束后提电极静置30min开始放渣，本阶段电热还原流程结束。

全过程电流稳定，温度提升较快，高温下渣的黏度较小，有利于放渣操作，炉衬无明显烧损，渣中锑含量低于0.5wt％，烟尘中氧化锑含量高于75wt％，硫化锑精矿挥发率可达到95wt％，锑金属的提取率为99％，金属锑品位为97％。

实施例2

如图1所示，采用该工艺进行锑冶炼生产工艺，将锑冶炼生产过程分为电热挥发、电热还原两个阶段，两个阶段均采用电极起弧的加热方式对含锑物料进行熔炼。

在电热发挥阶段，首先加入100kg干燥矿料与4kg焦炭，采用电极起弧放电的方式对上述原料进行加热，形成底部熔池。保持电极距离炉底8cm，待电流稳定且炉温为1100℃后开始匀速给料。电极通电后根据炉内温度高低，调整输入功率大小，将电压调整为80V，电流数值通过调整插入深度维持在1KA，保证输入功率为80KW，炉温45min内提升到1400℃。若温度难以达到，则可以通过提高电压到100V，调整插入深度将电流依然维持在1KA，输入功率为100KW。电极加热时间为2.5h，电极加热结束后提电极静置30min开始放渣，本阶段电热挥发流程结束。

将上述含锑烟气经过收尘装置20(余热锅炉)收尘，并冷却至700℃后，得到含锑粉尘。

在电热还原阶段，首先加入100kg氧化锑料与3kg焦炭，采用电极起弧放电的方式对上述原料进行加热，形成底部熔池。保持电极距离炉底10cm，待电流稳定且炉温为700℃后开始匀速给料。电极通电后根据炉内温度高低，调整输入功率大小，将电压调整为60V，电流数值通过调整插入深度维持在1KA，输入功率为60KW，保证炉温在30min内提升到800℃。若温度难以持续上升，则可以通过提高电压到80V，调整插入深度将电流依然维持在1KA，。电极加热时间为2.5h，电极加热结束后提电极静置30min开始放渣，本阶段电热还原流程结束。

全过程电流稳定，因使用较低的电压载荷，温度提升较为缓慢，渣的黏度偏大，放渣操作难度提升，炉衬无明显烧损，渣中锑含量低于0.7wt％，烟尘中氧化锑含量为70wt％，硫化锑精矿挥发率可达到93wt％，锑金属的提取率为96％，金属锑品位为95％。

实施例3

如图1所示，采用该工艺进行锑冶炼生产工艺，将锑冶炼生产过程分为电热挥发、电热还原两个阶段，两个阶段均采用相同的电极加热方式。

在电热发挥阶段，首先加入100kg干燥矿料与4kg焦炭，采用电极起弧放电的方式对上述原料进行加热，形成底部熔池。保持电极距离炉底100mm，待电流稳定且炉温为1200℃后开始匀速给料。电极通电后根据炉内温度高低，调整输入功率大小，将电压调整为100V，电流数值通过调整插入深度维持在1KA，输入功率为100KW，保证炉温在半小时内提升到1400℃。若温度持续上升，则可以通过降低电压到80V，调整插入深度将电流依然维持在1KA，输入功率为80KW以内。电极加热时间为2h，电极加热结束后提电极静置30min开始放渣，本阶段电热挥发流程结束。

将上述含锑烟气经过收尘装置20(余热锅炉)收尘，并冷却至600℃后，得到含锑粉尘。

在电热还原阶段，首先加入100kg氧化锑料与3kg焦炭，采用电极起弧放电的方式对上述原料进行加热，形成底部熔池。保持电极距离炉底70mm，待电流稳定且炉温为600℃后开始匀速给料。电极通电后根据炉内温度高低，调整输入功率大小，将电压调整为100V，电流数值通过调整插入深度维持在1KA，输入功率为100KW，炉温10min内提升到800℃。若温度持续上升，则可以通过降低电压到60V，调整插入深度将电流依然维持在1KA，保证输入功率为60KW以内。电极加热时间为2h，电极加热结束后提电极静置30min开始放渣，本阶段电热还原流程结束。

全过程电流稳定，温度提升较快，高温下渣的黏度较小，有利于放渣操作，炉衬无明显烧损，熔渣中锑含量低于0.3wt％，烟尘中氧化锑含量高于80wt％，硫化锑精矿挥发率可达到97wt％，锑金属的提取率为97％，金属锑品位为98％。

实施例4

与实施例1的区别为：挥发熔炼阶段采用鼓风炉作为挥发熔炼装置。

经还原熔炼处理后，熔渣中锑含量低于3wt％，烟尘中氧化锑含量高于70wt％，硫化锑精矿挥发率可达到85wt％，锑金属的提取率为95％，金属锑品位为87％。

实施例5

与实施例1的区别为：挥发熔炼阶段采用电热炉作为挥发熔炼装置。

经还原熔炼处理后，熔渣中锑含量低于2wt％，烟尘中氧化锑含量高于75wt％，硫化锑精矿挥发率可达到90wt％，锑金属的提取率为97％，金属锑品位为92％。

实施例6

与实施例1的区别为：还原熔炼的温度为600℃。

经还原熔炼处理后，熔渣中锑含量低于3wt％，烟尘中氧化锑含量高于65wt％，硫化锑精矿挥发率可达到70wt％，锑金属的提取率为92％，金属锑品位为75％。

对比例1

与实施例1的区别为：电热挥发过程和电热还原熔炼过程均在电热炉中进行。

电热还原熔炼结束后，金属锑收得率为85wt％。

对比例2

将上述硫化锑矿在鼓风炉中与富氧空气(氧气含量大于21wt％)进行氧化熔炼，得到含锑粉尘和熔渣，氧化熔炼的温度为1250℃，熔渣中锑元素的含量为1wt％。

将上述锑烟尘在反射炉中进行还原熔炼，得到金属锑，还原的温度为1150℃。金属锑的提取率为80wt％。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

通过第一电极提升装置控制第一电极在第一熔炼池中的插入深度，以此调节经过含锑粉尘的电流密度和还原熔炼的温度。这能够使含锑粉尘在相对较为稳定和较大的电流密度下进行还原熔炼过程，从而能够进一步提高金属锑的还原效率，进而有利于提高最终金属锑的提取率。同时上述电极加热还原熔炼过程中，只需要在冶炼开始阶段加入少量的焦炭及碎煤起到升温及造熔池的作用，无需添加额外的辅助燃料或气体。采用上述提取系统对含锑物料进行处理，一方面能够简化设备及操作流程，极大地降低投资成本。另一方面还能够减少化石燃料的使用，降低能耗；尾气SO₂浓度高，有利于回收制酸，解决锑冶炼环境污染问题；冶炼过程添加熔剂较少，能避免产生大量废渣，降低综合能耗。因此上述锑金属的提取系统不仅能够提供一种高效节能减排的新型锑冶炼生产方法，还能够提高锑金属的提取率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种锑金属的提取系统，所述提取系统包括：依次连通设置的挥发单元(10)、收尘装置(20)和还原单元(30)，其特征在于，所述还原单元(30)为电极加热还原单元，其包括：

还原装置(31)，所述还原装置(31)设置有第一熔炼池，所述还原装置(31)设置有含锑粉尘入口和还原剂入口，所述含锑粉尘入口和所述还原剂入口均与所述第一熔炼池连通，且所述含锑粉尘入口与所述收尘装置(20)连通；

第一电极提升装置(32)，所述第一电极提升装置(32)上设置有至少两个第一电极(33)，且能够调整所述第一电极(33)在所述第一熔炼池中的深度；及

第一供压装置(34)，所述第一供压装置(34)用于向所述第一电极(33)提供电压。

2.根据权利要求1所述的提取系统，其特征在于，所述还原单元(30)还包括第一温度检测装置(35)，所述第一温度检测装置(35)用于检测所述第一熔炼池中的温度。

3.根据权利要求1或2所述的提取系统，其特征在于，所述挥发单元(10)为电极加热挥发单元，所述挥发单元(10)包括：

挥发装置(11)，所述挥发装置(11)设置有第二熔炼池，所述挥发装置(11)设置有加料口和含锑烟气出口，且所述加料口和所述含锑烟气出口均与所述第二熔炼池连通，所述加料口用于加入含锑物料，所述含锑烟气出口与所述收尘装置(20)连通；

第二电极提升装置(12)，所述第二电极提升装置(12)上设置有至少两个第二电极(13)，且能够调整所述第二电极(13)在所述第二熔炼池中的深度；及

第二供压装置(14)，所述供压装置用于向所述第二电极(13)提供电压。

4.根据权利要求3所述的提取系统，其特征在于，所述挥发单元(10)还包括第二温度检测装置(15)，所述第二温度检测装置(15)用于检测所述第二熔炼池中的温度。

5.根据权利要求3或4所述的提取系统，其特征在于，所述提取系统还包括含锑物料供应装置(40)，所述含锑物料供应装置(40)设置有含锑物料供应口，所述含锑物料供应口与所述加料口连通。

6.根据权利要求5所述的提取系统，其特征在于，所述提取系统还包括破碎筛分装置(50)，所述破碎筛分装置(50)设置有筛分物料入口和筛分物料出口，所述筛分物料入口与所述含锑物料供应口相连通，所述筛分物料出口与所述加料口相连通。

7.一种锑金属的提取方法，其特征在于，所述提取方法采用权利要求1至6中任一项所述的提取系统对含锑物料进行熔炼处理，所述含锑物料包括硫化锑，所述提取方法包括：

将所述含锑物料在挥发单元(10)中进行挥发熔炼，得到含锑烟气；

将所述含锑烟气在收尘装置(20)中进行收尘，得到含锑粉尘；

所述含锑粉尘输送至还原单元(30)中，通过所述第一电极提升装置(32)将所述第一电极(33)插入所述还原单元(30)的第一熔炼池中，采用第一供压装置(34)对所述第一电极(33)施加电压，以使所述含锑粉尘进行还原熔炼，得到金属锑。

8.根据权利要求7所述的提取方法，其特征在于，所述还原熔炼的温度为1000～1200℃。

9.根据权利要求8所述的提取方法，其特征在于，当所述还原熔炼过程中，电压为50～100V，电流为0.6～1.5KA。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的提取方法，其特征在于，所述挥发熔炼过程包括：

将所述含锑物料输送至挥发单元(10)中，通过第二电极提升装置将第二电极(13)插入第二熔炼池中，采用第二供压装置(14)对第二电极(13)施加电压，以使所述含锑物料挥发，得到所述含锑烟气。

11.根据权利要求10所述的提取方法，其特征在于，所述挥发熔炼的温度为1300～1400℃。

12.根据权利要求11所述的提取方法，其特征在于，所述电极加热挥发过程中，电压为80～200V，电流为1.0～2.0KA。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的提取方法，其特征在于，所述第一电极(33)距所述第一熔炼池的底部的最小距离≥10cm，所述第二电极(13)距所述第二熔炼池的底部的最小距离≥20cm。

14.根据权利要求10至12中任一项所述的提取方法，其特征在于，相邻的所述第一电极(33)之间的距离为20～30cm，相邻的所述第二电极(13)之间的距离为20～30cm。