銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻直接吹煉工藝研究與應(yīng)用

龔福保,廖光榮

(錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司,湖南冷水江 417500)

銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻直接吹煉工藝研究與應(yīng)用

龔福保,廖光榮

(錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司,湖南冷水江 417500)

文章介紹了一種銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻揮吹爐直接吹煉工藝,生產(chǎn)實(shí)踐表明,該工藝提高了銻鼓風(fēng)爐三氧化二銻的總產(chǎn)出率,同時(shí)生產(chǎn)含貴金屬粗銻。是種低碳經(jīng)濟(jì)的煉銻方法。

銻鼓風(fēng)爐;銻锍粗銻;直接吹煉

目前,國(guó)內(nèi)外銻生產(chǎn)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(fēng)爐揮發(fā)熔煉-銻反射爐還原熔煉精煉的工藝流程為主。銻鼓風(fēng)爐以其爐床處理能力高、對(duì)原料適應(yīng)性強(qiáng)、金屬回收率高等特點(diǎn),受到銻冶煉企業(yè)的普遍青睞。銻鼓風(fēng)爐主產(chǎn)品是三氧化二銻,三氧化二銻的產(chǎn)出率約為86%～99%(三氧化二銻的產(chǎn)值總量與處理物料含銻量的比值)。附產(chǎn)品是銻锍、粗銻,銻锍、粗銻約20%～30%。銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻產(chǎn)出率高,雜質(zhì)含量高(約15%～30%)[1],需返回銻鼓風(fēng)爐進(jìn)一步處理。銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻直接吹煉工藝研究與應(yīng)用直接處理銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻,銻鼓風(fēng)爐三氧化二銻總產(chǎn)出率達(dá)120%,同時(shí)回收了銻锍、粗銻中貴重金屬。

1 工藝流程及設(shè)備

銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻和爐渣通過(guò)過(guò)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(guò)前床爐底部“過(guò)銻道”進(jìn)入揮吹爐,前床和揮吹爐形成一個(gè)連通器?！斑^(guò)銻道”由耐火材料砌筑,為一長(zhǎng)方體形狀,其截面積為90×90 mm2,長(zhǎng)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(dá)到平衡后,前床熔體不再進(jìn)入揮吹爐,避免了前床爐渣進(jìn)入揮吹爐。當(dāng)揮吹爐吹煉時(shí),揮吹爐熔體液面下降,銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)生的銻锍、粗銻在前床沉降后不斷補(bǔ)充進(jìn)入揮吹爐,可實(shí)現(xiàn)揮吹爐連續(xù)生產(chǎn)。產(chǎn)出的三氧化二銻作為下道工序反射爐的原料入爐。

銻鼓風(fēng)爐新產(chǎn)生的爐渣則通過(guò)前床放渣口排出。揮吹爐加入造渣劑進(jìn)行吹煉,吹煉產(chǎn)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(shè)備流程圖如圖2所示。

圖1 銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)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(fā)是基于熔化的金屬銻易氧化揮發(fā)的特性,熱熔融粗銻、銻锍進(jìn)入揮吹爐,溫度達(dá)1 000℃以上,向熔液內(nèi)鼓入空氣,銻即氧化揮發(fā),并放出熱量,其化學(xué)反應(yīng)式為[2]:

圖2 銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻直接吹爐法設(shè)備示意圖

具有小蒸氣壓的雜質(zhì)元素如Pb、Cu、Ag、Au殘留于熔體中。實(shí)現(xiàn)了Pb、Cu、Ag、Au的富集。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 間歇性試驗(yàn)

銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻從銻鼓風(fēng)爐前床放出后,經(jīng)冷卻、破碎進(jìn)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(nèi)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(jìn)行造渣作業(yè),造渣完成扯出泡渣,清除爐內(nèi)雜質(zhì),向爐內(nèi)鼓入壓縮空氣進(jìn)行揮吹。

3.1.1 揮吹溫度對(duì)三氧化二銻產(chǎn)出率的影響

揮吹溫度對(duì)三氧化二銻產(chǎn)出率的影響如圖3所示,由圖3可知,揮吹溫度越高,爐內(nèi)氧化反應(yīng)越強(qiáng)烈,三氧化二銻的產(chǎn)出率越高。1 200℃時(shí),三氧化二銻的產(chǎn)出率達(dá)92.0%以上。同時(shí)考慮三氧化二銻雜質(zhì)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(duì)三氧化二銻產(chǎn)出率的影響

圖4 雜質(zhì)銅對(duì)三氧化二銻產(chǎn)出率的影響

3.1.2 雜質(zhì)銅對(duì)三氧化二銻產(chǎn)出率的影響

銻液中雜質(zhì)成分主要為Cu、Pb,具有小蒸氣壓的Cu、Pb在高溫下?lián)]發(fā)性進(jìn)一步增強(qiáng),雜質(zhì)Cu、Pb被氧化后形成CuO、PbO,隨煙氣一起進(jìn)入三氧化二銻產(chǎn)品中,造成產(chǎn)品Cu含量超標(biāo)。雜質(zhì)銅對(duì)三氧化二銻產(chǎn)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(shí),三氧化二銻的產(chǎn)出率達(dá)到93.6%。銻液中Cu含量在4.0%時(shí),三氧化二銻的產(chǎn)出率最低,同時(shí)三氧化二銻產(chǎn)品Cu含量高達(dá)0.03%,給下一工序反射爐生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響。揮吹過(guò)程保證較高的三氧化二銻產(chǎn)出率,銻液中Cu含量應(yīng)在3.0%以下。

3.1.3 貴銻含金對(duì)金綜合回收率的影響

因Au、Ag等貴金屬難于揮發(fā),Au、Ag等貴金屬在揮吹過(guò)程中得到進(jìn)一步富集,因機(jī)械夾雜、揮吹強(qiáng)度及揮吹溫度等因素的影響,部分貴金屬隨煙氣一起進(jìn)入三氧化二銻產(chǎn)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(dá)91.0%以上,同時(shí)保證了三氧化二銻較高的產(chǎn)出率。

3.2 連續(xù)性試驗(yàn)

在3.0 m2銻鼓風(fēng)爐前床爐尾設(shè)置3 m2揮吹爐,銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻熔體通過(guò)前床爐底部“過(guò)銻道”進(jìn)入揮吹爐,設(shè)備連接如圖2。熔體進(jìn)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(jìn)行造渣作業(yè),造渣完成扯出泡渣,清除爐內(nèi)雜質(zhì),向爐內(nèi)鼓入壓縮空氣進(jìn)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(zhì)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(chǎn)出情況見(jiàn)表1。

表1 連續(xù)性試驗(yàn)投入和產(chǎn)出情況

該試驗(yàn)原料采用熱熔態(tài)銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻,揮吹爐實(shí)現(xiàn)自熱,并能連續(xù)生產(chǎn)。該試驗(yàn)表明,揮吹爐三氧化二銻的產(chǎn)出率91.2%,貴銻產(chǎn)出率7.85%,貴銻含金1 085 g/t,金綜合回收率達(dá)91.35%。銻鼓風(fēng)爐三氧化二銻的總產(chǎn)出率為120.6%。

4 工業(yè)應(yīng)用

2010年元月,錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司在4.5 m2銻鼓風(fēng)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(guò)前床爐底部“過(guò)銻道”進(jìn)入揮吹爐,前床和揮吹爐形成一個(gè)連通器?！斑^(guò)銻道”由耐火材料砌筑,為一長(zhǎng)方體形狀,其截面積為90×90 mm2,長(zhǎng)度為1 200 mm。通過(guò)一年的生產(chǎn)實(shí)踐表明,揮吹爐最大爐日處理量達(dá)10～15 t/d,揮吹量大。前床放冰銅的次數(shù)由原來(lái)的每班2～3膛減少至每天2～3膛,放出的冰銅基本無(wú)毛銻,減少了銻含量在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的損失,同時(shí)員工的勞動(dòng)強(qiáng)度明顯減輕。

銻鼓風(fēng)爐三氧化二銻總產(chǎn)出率由過(guò)去的90.23%提高到現(xiàn)在的120.68%。

銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻直接吹煉工藝研究與應(yīng)用將銻鼓風(fēng)爐、銻鼓風(fēng)爐前床、揮吹爐優(yōu)化配置,實(shí)現(xiàn)了前后工序的通暢,優(yōu)化了冶煉工藝。產(chǎn)出的三氧化二銻作為下道工序反射爐的原料入爐,其化學(xué)成分見(jiàn)表2。產(chǎn)出的貴銻見(jiàn)表3。

表2 銻氧化學(xué)成分%

表3 貴銻生產(chǎn)情況

由于銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻直接吹煉工藝的應(yīng)用,揮吹爐冰銅對(duì)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(dá)3.0%左右,金的富集也達(dá)到了1 000 g/t以上。為銻鼓風(fēng)爐處理高銅浮選銻精礦及含金浮選銻精礦提供了技術(shù)保證,銻鼓風(fēng)爐的適應(yīng)性進(jìn)一步增強(qiáng)。

5 結(jié) 論

銻鼓風(fēng)爐前床尾部設(shè)置揮吹爐,前床與揮吹爐通過(guò)“過(guò)銻道”連接,銻鼓風(fēng)爐產(chǎn)銻锍、粗銻通過(guò)“過(guò)銻道”直接進(jìn)入揮吹爐吹煉氧化揮發(fā),銻鼓風(fēng)爐三氧化二銻的總產(chǎn)出率大幅提高,由原來(lái)的90.23%提高到現(xiàn)在的120.68%,同時(shí)生產(chǎn)出含貴金屬粗銻。因進(jìn)入揮吹爐吹煉的銻锍、粗銻是熱熔體,不需外部加熱即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),是種低碳經(jīng)濟(jì)的煉銻方法。

[1] 趙天從.銻冶金[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1987.

[2] 趙瑞榮,石西昌.銻冶金物理化學(xué)[M].長(zhǎng)沙:中南大學(xué)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(chǎn)技術(shù)工作。