銻鼓風爐產銻锍、粗銻直接吹煉工藝研究與應用

龔福保,廖光榮

(錫礦山閃星銻業有限責任公司,湖南冷水江 417500)

銻鼓風爐產銻锍、粗銻直接吹煉工藝研究與應用

龔福保,廖光榮

(錫礦山閃星銻業有限責任公司,湖南冷水江 417500)

文章介紹了一種銻鼓風爐產銻锍、粗銻揮吹爐直接吹煉工藝,生產實踐表明,該工藝提高了銻鼓風爐三氧化二銻的總產出率,同時生產含貴金屬粗銻。是種低碳經濟的煉銻方法。

銻鼓風爐;銻锍粗銻;直接吹煉

目前,國內外銻生產工藝90%以上采用火法冶煉工藝,火法冶煉工藝又以銻精礦鼓風爐揮發熔煉-銻反射爐還原熔煉精煉的工藝流程為主。銻鼓風爐以其爐床處理能力高、對原料適應性強、金屬回收率高等特點,受到銻冶煉企業的普遍青睞。銻鼓風爐主產品是三氧化二銻,三氧化二銻的產出率約為86%～99%(三氧化二銻的產值總量與處理物料含銻量的比值)。附產品是銻锍、粗銻,銻锍、粗銻約20%～30%。銻鼓風爐產銻锍、粗銻產出率高,雜質含量高(約15%～30%)[1],需返回銻鼓風爐進一步處理。銻鼓風爐產銻锍、粗銻直接吹煉工藝研究與應用直接處理銻鼓風爐產銻锍、粗銻,銻鼓風爐三氧化二銻總產出率達120%,同時回收了銻锍、粗銻中貴重金屬。

1 工藝流程及設備

銻鼓風爐產銻锍、粗銻和爐渣通過過渣道流入前床沉降分離,銻锍、粗銻和爐渣分離后,銻锍、粗銻沉降在前床爐底,而爐渣則浮于銻锍、粗銻之上,銻锍、粗銻通過前床爐底部“過銻道”進入揮吹爐,前床和揮吹爐形成一個連通器?！斑^銻道”由耐火材料砌筑,為一長方體形狀,其截面積為90×90 mm2,長度為1 200 mm。因銻锍密度為5.0×103kg/m3,粗銻密度為6.5×103kg/m3,而爐渣的密度為3.0×103kg/ m3,前床和揮吹爐熔體液面達到平衡后,前床熔體不再進入揮吹爐,避免了前床爐渣進入揮吹爐。當揮吹爐吹煉時,揮吹爐熔體液面下降,銻鼓風爐產生的銻锍、粗銻在前床沉降后不斷補充進入揮吹爐,可實現揮吹爐連續生產。產出的三氧化二銻作為下道工序反射爐的原料入爐。

銻鼓風爐新產生的爐渣則通過前床放渣口排出。揮吹爐加入造渣劑進行吹煉,吹煉產物主要有:三氧化二銻、除鐵渣(泡渣)、含貴金屬粗銻。其工藝流程圖如圖1所示,設備流程圖如圖2所示。

圖1 銻鼓風爐產銻锍、粗銻直接吹煉工藝流程圖

2 吹煉原理

金屬銻的氧化揮發是基于熔化的金屬銻易氧化揮發的特性,熱熔融粗銻、銻锍進入揮吹爐,溫度達1 000℃以上,向熔液內鼓入空氣,銻即氧化揮發,并放出熱量,其化學反應式為[2]:

圖2 銻鼓風爐產銻锍、粗銻直接吹爐法設備示意圖

具有小蒸氣壓的雜質元素如Pb、Cu、Ag、Au殘留于熔體中。實現了Pb、Cu、Ag、Au的富集。

3 試驗結果與分析

3.1 間歇性試驗

銻鼓風爐產銻锍、粗銻從銻鼓風爐前床放出后,經冷卻、破碎進5.4 m2揮吹爐。入爐銻锍、粗銻平均銻品位93.27%,平均含金59 g/t。利用煙煤作燃料,將揮吹爐爐內溫度升高至1 100℃以上,加入銻锍、粗銻熔化。加入造渣劑純堿,人工攪拌熔體進行造渣作業,造渣完成扯出泡渣,清除爐內雜質,向爐內鼓入壓縮空氣進行揮吹。

3.1.1 揮吹溫度對三氧化二銻產出率的影響

揮吹溫度對三氧化二銻產出率的影響如圖3所示,由圖3可知,揮吹溫度越高,爐內氧化反應越強烈,三氧化二銻的產出率越高。1 200℃時,三氧化二銻的產出率達92.0%以上。同時考慮三氧化二銻雜質含量、爐體使用壽命等因素,適宜的揮吹溫度為1 150～1 200℃。

圖3 揮吹溫度對三氧化二銻產出率的影響

圖4 雜質銅對三氧化二銻產出率的影響

3.1.2 雜質銅對三氧化二銻產出率的影響

銻液中雜質成分主要為Cu、Pb,具有小蒸氣壓的Cu、Pb在高溫下揮發性進一步增強,雜質Cu、Pb被氧化后形成CuO、PbO,隨煙氣一起進入三氧化二銻產品中,造成產品Cu含量超標。雜質銅對三氧化二銻產出率的影響如圖4所示,由圖4可知,銻液中Cu含量在2.0%時,三氧化二銻的產出率達到93.6%。銻液中Cu含量在4.0%時,三氧化二銻的產出率最低,同時三氧化二銻產品Cu含量高達0.03%,給下一工序反射爐生產產生不利影響。揮吹過程保證較高的三氧化二銻產出率,銻液中Cu含量應在3.0%以下。

3.1.3 貴銻含金對金綜合回收率的影響

因Au、Ag等貴金屬難于揮發,Au、Ag等貴金屬在揮吹過程中得到進一步富集,因機械夾雜、揮吹強度及揮吹溫度等因素的影響,部分貴金屬隨煙氣一起進入三氧化二銻產品中,造成金銀等貴金屬的損失,貴銻含金控制在1 000 g/t左右,金回收率最高,達91.0%以上,同時保證了三氧化二銻較高的產出率。

3.2 連續性試驗

在3.0 m2銻鼓風爐前床爐尾設置3 m2揮吹爐,銻鼓風爐產銻锍、粗銻熔體通過前床爐底部“過銻道”進入揮吹爐,設備連接如圖2。熔體進入揮吹爐后溫度保持在1 100℃以上,直接加入造渣劑純堿,人工攪拌熔體進行造渣作業,造渣完成扯出泡渣,清除爐內雜質,向爐內鼓入壓縮空氣進行揮吹。入爐銻锍、粗銻平均銻品位90.28%,平均含金83.3 g/t。揮吹溫度控制在1 150～1 200℃,銻液中雜質Cu含量控制在1.5%以下,貴銻含金控制在1 000 g/t左右。其投入與產出情況見表1。

表1 連續性試驗投入和產出情況

該試驗原料采用熱熔態銻鼓風爐產銻锍、粗銻,揮吹爐實現自熱,并能連續生產。該試驗表明,揮吹爐三氧化二銻的產出率91.2%,貴銻產出率7.85%,貴銻含金1 085 g/t,金綜合回收率達91.35%。銻鼓風爐三氧化二銻的總產出率為120.6%。

4 工業應用

2010年元月,錫礦山閃星銻業有限責任公司在4.5 m2銻鼓風爐前床爐尾新建了3.60×1.30 m2揮吹爐,裝置如圖2。銻锍、粗銻通過前床爐底部“過銻道”進入揮吹爐,前床和揮吹爐形成一個連通器?！斑^銻道”由耐火材料砌筑,為一長方體形狀,其截面積為90×90 mm2,長度為1 200 mm。通過一年的生產實踐表明,揮吹爐最大爐日處理量達10～15 t/d,揮吹量大。前床放冰銅的次數由原來的每班2～3膛減少至每天2～3膛,放出的冰銅基本無毛銻,減少了銻含量在轉運過程中的損失,同時員工的勞動強度明顯減輕。

銻鼓風爐三氧化二銻總產出率由過去的90.23%提高到現在的120.68%。

銻鼓風爐產銻锍、粗銻直接吹煉工藝研究與應用將銻鼓風爐、銻鼓風爐前床、揮吹爐優化配置,實現了前后工序的通暢,優化了冶煉工藝。產出的三氧化二銻作為下道工序反射爐的原料入爐,其化學成分見表2。產出的貴銻見表3。

表2 銻氧化學成分%

表3 貴銻生產情況

由于銻鼓風爐產銻锍、粗銻直接吹煉工藝的應用,揮吹爐冰銅對Cu、Ag、Au具有富集作用,大量的銅在貴銻中富集,貴銻銅含量達3.0%左右,金的富集也達到了1 000 g/t以上。為銻鼓風爐處理高銅浮選銻精礦及含金浮選銻精礦提供了技術保證,銻鼓風爐的適應性進一步增強。

5 結 論

銻鼓風爐前床尾部設置揮吹爐,前床與揮吹爐通過“過銻道”連接,銻鼓風爐產銻锍、粗銻通過“過銻道”直接進入揮吹爐吹煉氧化揮發,銻鼓風爐三氧化二銻的總產出率大幅提高,由原來的90.23%提高到現在的120.68%,同時生產出含貴金屬粗銻。因進入揮吹爐吹煉的銻锍、粗銻是熱熔體,不需外部加熱即可實現連續生產,是種低碳經濟的煉銻方法。

[1] 趙天從.銻冶金[M].北京:冶金工業出版社,1987.

[2] 趙瑞榮,石西昌.銻冶金物理化學[M].長沙:中南大學出版社, 2006.

Abstract:This article has introduced the process of the antimony matte which results from the antimony blast furnace slag and the raw antimony by blowing directly in the volatile-blowing stove.The produce shows that it has increased the products of Sb2O3,and produced the raw antimony with precious metals.The process is a way to produce antimony during the age of low-carbon economy.

Key words:antimony blast furnace;antimony matte and raw antimony;direct blowing

Study and Application of the Process of the Antimony Matte Which Results from the Antimony Blast Furnace Slag and Raw Antimony by Blowing Directly

GONG Fu-bao,LIAO Guang-rong
(Hsikwangshan Twinkling Star Antimony Co.,Ltd,Lengshuijiang417500,China)

TF806.21

A

1003-5540(2011)04-0040-03

2011-07-08

龔福保(1975-),男,工程師,主要從事銻冶煉生產技術工作。