CN1389584A - 高效实现脆硫铅锑矿中主要有价金属分离的工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及火法冶金领域,特别是一种高效实现脆硫铅锑矿中主要有价金属分离的工艺及装置,包括粗合金的制取,粗合金的提纯和合金的分离,脆硫铅锑矿经过焙烧炉脱硫生产焙砂和氧粉,富产高浓度SO2制酸,将焙砂、氧粉等混合压球进鼓风炉生产得粗合金,再经反射炉对粗合金提纯,脱除砷、锡等杂质,然后投入隔焰坩埚式锑白炉熔炼,控制熔体温度为660±20℃,实现铅锑分离,达到无添加剂高效提纯锑制取三氧化二锑,锑白炉分离出来的铅送电解得1#电铅,而阳极泥则送银炉提炼得到银,本发明基于对现有技术的改进和创新,提供了一套合理的工艺流程和相应装置,用以处理脆硫铅锑矿,高效分离回收其中的铅、锑、银等有价金属。
Description
本发明涉及火法冶金领域，特别是一种高效实现脆硫铅锑矿中主要有价金属分离的工艺及装置。
现有技术中处理脆硫铅锑矿，广泛采用沸腾焙烧——烧结——鼓风炉还原熔炼——吹炼法及旋涡炉熔炼——吹炼法。对于前者，工艺成熟，连续作业，产量大，但工艺冗长，消耗劳动力过多，金属直收率低，工艺落后，车间污染严重，工作条件差，冶炼烟气SO2浓度较低，且不稳定，中小型企业不便制酸，难以治理。对于后者，只用一个炉子就可炼得粗合金，缩短了工艺流程，减少了人力物力，降低了生产成本，减少了占地面积，工艺较先进，自动化程度较高，操作较简便。但是，仍有很多不足之处：半连续生产，断续排出合金，产量较少，布袋氧过多，占投矿量的25～35％，金属直收率低，脱硫效果差，旋涡炉密封性差，烟气中SO2浓度不大，难以治理。对中小型企业，上述两种技术都有一个棘手的问题：冶炼烟气中SO2浓度低，广泛采用的湿法脱硫很难解决投入高、效率低的问题，这严重地影响到中小型冶炼企业的发展甚至生存。其次，上述两种技术铅锑合金的吹炼法分离都使用了添加剂。
本发明的目的在于：提供一种高效实现脆硫铅锑矿中主要有价金属分离的工艺及装置，利用该工艺和装置用以处理脆硫铅锑矿，能够高效分离回收其中的有价金属，并富集高浓度SO2烟气制酸，解决铅锑冶炼的环保问题。
本发明的构成：包括粗合金的制取、粗合金的提纯和合金的分离，脆硫铅锑矿经过焙烧炉脱硫生产焙砂和氧粉，将焙砂、氧粉等混合压球进鼓风机生产得粗合金，再经反射炉对粗合金提纯，脱除砷、锡等杂质，然后投入隔焰坩埚式锑白炉熔炼，控制熔体温度为660±20℃；实现铅锑分离，制得三氧化二锑，锑白炉分离出来的铅送电解得到电铅，而阳极泥则送银炉提炼得到银。
粗合金的制取：脆硫铅锑矿经烘干后由罗茨风机直接送往焙烧炉1，在喷矿口2处有一股适当风量的预热风将矿粉喷入焙烧炉，火膛3提供热量，矿粉在沿炉排4向前推进的过程中受热燃烧脱硫，炉尾沉积焙砂，氧粉进入烟道6，氧粉在通过出口烟道5的过程中可继续氧化脱硫，焙砂、氧粉按一定比例混合后压球进鼓风炉即可产出粗合金，在这里SO2烟气得到富集，用以制酸。
粗合金的提纯：粗合金经反射炉精炼，除去合金中的砷、锡等杂质。
合金的分离：采用隔焰坩埚式锑白炉来实现金属分离，纯合金从操作门22投入反应器23，反应器从火膛21获得热量，迅速完成熔融，控制熔融体温度为660±20℃，新鲜空气经净化装置7、热交换器I 13、热交换器II 27后得到清洁、干燥的预热空气，再经特制吹风口26贴锑液面吹过，控制液面上方稍呈负压，由引风机20提供合适的牵引力，一次吹风管30垂直于预热风走向插入液面以下，鼓入空气，吹起熔融体；同时反应器中部分熔融体氧化并挥发，通过空气流量计12控制适当的风量风压，保持熔融体表面呈波浪形并稍有沸腾状，少量Sb(g)、Sbo(g)在通过再反应室28的过程中得到氧化，生成Sb2O3，生成的三氧化二锑沿锑白管道14经旋风收尘器15除去少部分颗粒较大的不合格品，与通过空气净化装置II16由空气输送管道18输入的清洁、干燥的二次空气混合冷凝进入布袋收尘器19，布袋收尘器19所得的即是合格的三氧化二锑产品。
与现有技术比较，本发明基于对现有技术的改进和创新，提供了一套合理的工艺流程和相应装置，用以处理脆硫铅锑矿，高效分离回收其中的铅、锑、银等有价金属。制取粗合金时，脆硫铅锑矿经烘干后由罗茨风机直接送往焙烧炉，利用了烘干矿粉的余热，焙烧炉炉体长，矿粉沿炉体向前推进比起漩涡炉提供了足够的反应时间，脱硫效果好，且实现连接作业，炉内设计了特别的扒砂装置，实现了半自动化扒出焙砂，鼓风炉压球(类似蜂窝煤形状)出粗合金，比传统的烧结——鼓风炉还原熔炼工序简化，效率高，投资省。炉体密封性较好，鼓入空气量适当，空气利用率高，烟气含SO2为5～8％，可以通过制酸来处理，根本上解决了铅锑冶炼的环保问题。
粗合金提纯时，耐火砖结构的反应熔融池，免于遭到合金严重腐蚀，有效的借鉴了反射炉的供热方式。
合金分离时，新鲜空气经净化装置除尘、干燥后，由引风机鼓入热交换器III，进行二级预热，再经特制吹风口近乎沿着熔融体液面通过，提供足够的接触面积；插入液面以下的一次空气管垂直于预热风走向，吹入空气，使熔融体液面呈波浪形，稍有沸腾状，保证了快速、有效的氧化反应，促进了铅锑的分离。鼓风机前加有空气净化装置，防止含尘空气的影响，同时吸收空气中的水分，可以适应南方潮湿气候、免受阴雨天影响，利于保障三氧化二锑产品的质量；设计科学、合理的反应器，可以同时在底部、四周充分获得供热源的热量，兼有节省能量、加热均匀的优势；设计合理、科学的操作门兼可实现投料、扒除熔融体表层浮渣等操作；鼓入清洁、干燥的二次冷空气，利于保证锑白粒度细、白度好。
附图1是本发明焙烧炉结构示意图；
附图2是合金分离工艺设备流程图；
附图3是锑白炉结构图；
附图4是附图3的A-A剖视图。
本发明的实施例：如附图1所示，脆硫铅锑矿经烘干后由罗茨风机直接送往焙烧炉1，在喷矿口2处有一股适当风量的预热风将矿粉喷入焙烧炉，火膛3提供热量，矿粉在沿炉排4向前推进的过程中受热燃烧脱硫，炉尾部沉积的为焙砂，进入烟道6的是氧粉，较长的焙烧炉体提供了足够的反应时间，氧粉在通过出口烟道5的过程中可继续氧化脱硫，因而脱硫效率高，焙烧的气粉率为70～80％，残硫＜1％；焙砂率为20～30％，残硫5～6％；平均残硫约2％；烟气中含硫量5～8％，可通过制酸治理，另外，炉尾呈阶梯状，并设有扒砂装置，可以实现半自动扒砂。焙砂、氧粉等按一定比例混合后(含硫＜2％)压球进鼓风炉即可产出粗合金。在焙烧过程中，控制焙烧温度为670±10℃，选择合适的罗茨风机风量，调节适当的喷矿量和预热风量，控制炉内压强与一个大气压相当。
本发明粗合金提纯采用反射炉精炼，熔池为反拱凹底，设有搅拌装置，解决了铸铁锅易漏穿的弊病，并可有效地利用热能。
如附图2、附图3、附图4所示，本发明采用隔焰坩埚式锑白炉来实现较彻底的金属分离，纯合金(通常含Sb为30～50％)从操作门22投入反应器23，反应器可以快速、均匀地从供热源火膛21获得热量，迅速完全熔融，控制熔融体温度为660±20℃。新鲜空气经净化装置7、热交换器I13、热交换器II27后得到清洁、干燥的预热空气，再经特制吹风口26贴锑液面吹过，控制液面上方稍呈负压，由引风机20提供合适的牵引力，一次吹风管30垂直于预热风走向插入液面以下，鼓入空气，吹起熔融体，同时反应器中部分熔融体氧化并挥发，通过空气流量计12控制适当风量风压，保持熔融体表面呈波浪形并稍有沸腾状，锑液挥发表面积、氧化反应接触面积大大增加。少量Sb(g)、Sbo(g)在通过再反应室28的过程中得到氧化，生成Sb2O3。生成的三氧化二锑沿锑白管道14经旋风收尘器15除去少部分颗粒较大的不合格品，与通过空气净化装置II16、二次空气控制阀17由空气输送管道18输入的清洁、干燥的二次空气混合冷疑进入布袋收尘器19，以免形成粗粒，也减少了生成Sb2O4的机会，提高了白度，布袋收尘器19所得的即是合格的三氧化二锑产品。分离出三氧化二锑后，残留合金中主要含有铅，并富集了银，送电解制得电铅，阳极泥则送银炉炼得银，并可进一步回收金。
至此，脆硫铅锑矿中的主要有价金属基本得到分离回收，SO2烟气也得到了富集，用以制酸处理。
附图中空气净化装置7通过鼓风机8与热交换器I13连接，鼓风机10与锑白炉9上的火膛2l连接，鼓风机11通过空气计量计12与反应器23连接，反应器23安装在锑白炉砌体24上，反应器下面是火膛21，反应器23上方有热交换器II27，两端有特制风口26，上部为再反应室28，底部有底铅排放口25，两侧各有六根一次吹风管30，再反应室28上面有锑白输送管道29，反应器23通过锑白输送管道14与旋风收尘器15相连，旋风收尘器15通过锑白管道与布袋收尘器19相连，同时空气净化装置16通过空气控制阀17和空气输送管道18与锑白管道连接后进入布袋收尘器19，布袋收尘器19与尾风机20连接。
以下是实际生产中的相关参数和工艺指标。
脆硫铅锑矿成分(％)：
| 成分 | Pb | Sb | As | S | SiO2 | CaO | Fe | Ag(g/T) |
| 含量 | 32.72 | 28.67 | 1.06 | 20.65 | 2.32 | 0.98 | 9.8 | 816 |
粗合金制取，经焙烧炉脱硫，工艺参数：
控制被烧温度为670±10℃，选择合适的罗茨风机风量，调节适当的喷矿量和预热风量，控制炉内压强与一个大气压相当。
焙砂率28.6％，残硫5.15％，氧粉率71.4％，残硫0.72％：平均残硫1.99％：烟气中含SO2 5.97％。
压球进鼓内炉，压团含硫1.87％；产出粗合金，其成分(％)：
| 成分 | Pb | Sb | As | Ag(g/T) |
| 含量 | 52.78 | 45.26 | 1.73 | 1910 |
粗合金提纯，控制反射炉精炼温度为1300℃，精炼除砷等杂质后纯合金成分(％)：
| 成分 | Pb | Sb | As | Ag(g/T) |
| 含量 | 54.27 | 43.74 | 0.008 | 1980 |
合金分离，控制锑白炉合金熔体温度：600℃，反应器空间温度420℃，控制反应器压强稍成负压，调节适当的预热风量和吹风量。
产品三氧化二锑质量(％)：
| 项目 | Sb2O3 | PbO | As2O3 | Fe | 酒石酸不容物 | 325目筛通过率 | 白度 | 等级 |
| 含量 | 99.52 | 0.08 | 0.03 | 0.003 | 0.06 | 100％ | 96.5 | 零级 |
底铅成分(％)：
| 成分 | Pb | Sb | Ag(g/TO |
| 含量 | 90.76 | 7.43 | 3060 |
底铅经电解精炼得过且1#电铅，阳极泥回收金、银等贵金属。
Claims (4)
1.一种高效实现脆硫铅锑矿中主要有价金属分离的工艺及装置，包括粗合金的制取、粗合金的提纯和合金的分离，其特征在于：脆硫铅锑矿经过焙烧炉脱硫生产焙砂和氧粉，将焙砂、氧粉等混合压球进鼓风机生产得粗合金，再经反射炉对粗合金提纯，脱除砷、锡等杂质，然后投入隔焰坩埚式锑白炉熔炼，控制熔体温度为660±20℃；实现铅锑分离，制得三氧化二锑，锑白炉分离出来的铅送电解得到电铅，而阳极泥则送银炉提炼得到银。
2.根据权利要求1所述的高效实现脆硫铅锑矿中主要有价金属分离的工艺及装置，其特征在于：粗合金的制取：脆硫铅锑矿经烘干后由罗茨风机直接送往焙烧炉(1)，在喷矿口(2)处有一股适当风量的预热风将矿粉喷入焙烧炉，火膛(3)提供热量，矿粉在沿炉排(4)向前推进的过程中受热燃烧脱硫，炉尾沉积焙砂，氧粉进入烟道(6)，氧粉在通过出口烟道(5)的过程中可继续氧化脱硫，焙砂、氧粉按一定比例混合后压球进鼓风炉即可产出粗合金，在这里SO2烟气得到富集，用以制酸。
3.根据权利要求1所述的高效实现脆硫铅锑矿中主要有价金属分离的工艺及装置，其特征在于：粗合金的提纯：粗合金经反射炉精炼，除去合金中的砷、锡等杂质。
4.根据权利要求1所述的高效实现脆硫铅锑矿中主要有价金属分离的工艺及装置，其特征在于：合金的分离：采用隔焰坩埚式锑白炉来实现金属分离，纯合金从操作门(22)投入反应器(23)，反应器从火膛(21)获得热量，迅速完成熔融，控制熔融体温度为660±20℃，新鲜空气经净化装置(7)、热交换器I(13)、热交换器II(27)后得到清洁、干燥的预热空气，再经特制吹风口(26)贴锑液面吹过，控制液面上方稍呈负压，由引风机(20)提供合适的牵引力，一次吹风管(30)垂直于预热风走向插入液面以下，鼓入空气，吹起熔融体；同时反应器中部分熔融体氧化并挥发，通过空气流量计(12)控制适当的风量风压，保持熔融体表面呈波浪形并稍有沸腾状，少量Sb(g)、Sbo(g)在通过再反应室(28)的过程中得到氧化，生成Sb2O3，生成的三氧化二锑沿锑白管道(14)经旋风收尘器(15)除去少部分颗粒较大的不合格品，与通过空气净化装置II(16)由空气输送管道(18)输入的清洁、干燥的二次空气混合冷凝进入布袋收尘器(19)，布袋收尘器(19)所得的即是合格的三氧化二锑产品。
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|---|---|---|---|---|
| CN101871725A (zh) * | 2010-07-07 | 2010-10-27 | 中南大学 | 卧式底吹熔池脱硫炉及用于含铅物料的氧化脱硫方法 |
| CN101979944A (zh) * | 2010-11-02 | 2011-02-23 | 郭继中 | 挥发性金属焙烧回收装置 |
| CN101660061B (zh) * | 2008-08-29 | 2011-06-01 | 肖革芝 | 鼓风炉强氧化除砷新工艺 |
| CN114751452A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-15 | 济源豫光有色冶金设计研究院有限公司 | 一种铅锑合金生产锑白的装置及其工艺 |
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2002
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