提高銻反射爐處理砷堿渣銻回收率的工藝實(shí)踐

肖軍華

（湖南東港銻品有限公司，湖南 東安 425900）

在銻反射爐除砷精煉過程中，通常采用加片堿鼓風(fēng)精煉的方法脫砷，同時脫除硫和鐵，以獲得合格的精銻產(chǎn)品。銻在鼓風(fēng)精煉過程中排出砷堿渣，砷堿渣主要組分有：亞銻酸鈉、砷酸鈉、碳酸鈉，并含有少量的硫酸鈉、鐵的化合物、夾帶的金屬銻，以及一些在高溫熔融狀態(tài)下被腐蝕的耐火材料等機(jī)械混合雜質(zhì)［1～3］。在當(dāng)前銻市場一直處于持續(xù)低迷狀態(tài)的大背景下，原料采購成本和生產(chǎn)加工成本升高，冶煉加工利潤空間不斷萎縮，砷堿渣中銻金屬計價系數(shù)不斷下調(diào)，砷堿渣外銷潛在較大的虧損風(fēng)險。為此，將砷堿渣利用原有的銻反射爐處理加工成粗銻，實(shí)現(xiàn)銻價值的最大化，而在采用銻反射爐處理砷堿渣時，由于爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、工藝參數(shù)控制不嚴(yán)謹(jǐn)、作業(yè)過程方法不規(guī)范，均可能導(dǎo)致處理之后的渣含銻偏高，渣含銻高達(dá)5.48%，造成銻回收率指標(biāo)偏低和生產(chǎn)加工經(jīng)濟(jì)效益不理想的問題。

1 生產(chǎn)工藝與實(shí)踐

某銻冶煉企業(yè)砷堿渣近400 t，含銻27.30%，為研究選擇最佳參數(shù)，前后分兩批進(jìn)行對比研究，分別投入砷堿渣銻金屬量171.067 t和171.015 t，前后投入的銻金屬量相差52 kg，重量相差較小，重量對指標(biāo)的影響可以忽略。

1.1 爐體結(jié)構(gòu)改進(jìn)

為減少筑爐成本，利用現(xiàn)有的銻反射爐處理砷堿渣，因爐膛面積18 m2相對較大，生產(chǎn)銻錠時每爐批可以生產(chǎn)銻錠50 t左右，在處理砷堿渣時冶煉時間相對較長；耙渣口高度在渣線以下100～150 mm，寬度300～400 mm，高銻液位適合渣量少，每爐批產(chǎn)量高；加料斗口直徑Φ250 mm左右，前后分布兩個加料口，適合加細(xì)小顆粒和粉末狀物料；出銻包孔徑Φ50 mm左右，孔徑較小，適合純銻液均勻作業(yè)等。

改進(jìn)措施：（1）經(jīng)過對加工過程時間的統(tǒng)計，影響冶煉時間的主要因素是加料和耙渣，為縮短砷堿渣冶煉時間，改變耙渣方式，將原來的耙干渣改為放渣；同時，將耙渣口的高度適當(dāng)降低，降低至渣線以下300～350 mm，寬度350～450 mm，用耐沖刷、耐高溫的特制耐火磚砌筑，降低耙渣口位置適合渣量多、銻液少，適時清理堵磚放渣；（2）將靠高溫區(qū)域的加料斗口直徑加大至Φ350 mm左右，去掉靠爐尾后側(cè)的加料口，緊留下靠高溫區(qū)爐前側(cè)的加料口，便于添加固體顆粒砷堿渣，縮短加料時間；（3）因銻液含銻純度相對精銻偏低、雜質(zhì)相對較多，出銻過程降溫速度較快，出銻包孔徑加大至Φ60 mm左右，且將孔徑與銻包儲液位置的距離縮短50 mm左右，在出銻作業(yè)過程中可以用堵液工具根據(jù)銻液流量大小選擇使用，確保出爐作業(yè)正常。

1.2 工藝參數(shù)優(yōu)化

在工藝參數(shù)選擇中，按照銻反射爐除砷作業(yè)控制各工藝參數(shù)，將爐膛溫度控制在650～800℃，使用量程為1 600℃的熱電偶定時測量，確保爐溫波動不大；引風(fēng)機(jī)頻率穩(wěn)定控制在35～40 Hz，確保運(yùn)行過程中通風(fēng)順暢，在鼓風(fēng)量增大時適當(dāng)增大引風(fēng)量，形成明顯的爐內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)；用鼓風(fēng)管插入爐內(nèi)，設(shè)置鼓風(fēng)壓力2～3.5 MPa，鼓風(fēng)間隔時間根據(jù)加入的堿重量計算，輔助升溫，并鼓動堿渣，促進(jìn)熔化。

改進(jìn)措施：（1）為使砷堿渣能夠全部熔化，并成為液態(tài)，便于銻液的沉降，將爐膛溫度提升到1 100～1 300℃，每小時在靠近火膛側(cè)工作門處測量爐溫1次，確保在熔料階段和還原階段爐內(nèi)處于高溫狀態(tài)；（2）引風(fēng)機(jī)頻率根據(jù)爐內(nèi)負(fù)壓狀況微調(diào)，頻率控制在35～45 Hz，每間隔8 h清理1次爐尾部通風(fēng)管連接處，防止堵塞，確保爐內(nèi)微負(fù)壓狀態(tài)；（3）在可能影響爐內(nèi)溫度升溫慢的情況時，在靠前側(cè)工作門向爐內(nèi)砷堿渣插鼓風(fēng)管鼓風(fēng)方式輔助升溫，控制鼓風(fēng)壓力3～4.5 MPa，鼓風(fēng)時間以渣熔化情況適當(dāng)調(diào)整；（4）為加快砷堿渣的還原熔化，在加砷堿渣時配入還原煤，配入量按照砷堿渣重量的1/4計算，在確保效果的同時，減少還原煤的消耗；（5）脈動除塵器的清灰周期縮短1～3 min，輸灰周期由24 h縮短至16 h，確保通風(fēng)系統(tǒng)正常。

1.3 優(yōu)化作業(yè)流程

在加料階段，采取爐內(nèi)物料一邊熔化一邊加料的方式，且從爐頂加料口和兩側(cè)工作門分別同時加料作業(yè)，縮短加料時間，但造成爐內(nèi)熔融渣和銻液飛濺，存在一定的安全風(fēng)險；加料完畢之后集中配加還原煤，還原煤與砷堿渣未進(jìn)行充分接觸，造成浪費(fèi)，且容易造成結(jié)爐，每爐批的生產(chǎn)時間延長。

改進(jìn)措施：（1）加料前使用鋼耙插入爐底，試探爐底渣料是否已經(jīng)完全熔化，避免因爐底料未燒熔而產(chǎn)生板結(jié)，導(dǎo)致整體的熔料時間延長，用工具試探觀察爐底熔料情況；（2）在加砷堿渣前先配加還原煤150～200 kg，剩余配加量在加砷堿渣時同時加入，原則上為3～4鏟砷堿渣配1鏟還原煤，確保還原煤與砷堿渣攪拌均勻并充分接觸；（3）在加砷堿渣前應(yīng)首先選擇不少于800～1 000 kg的細(xì)小粒徑，粒徑不大于50 mm，或粉末狀的砷堿渣，或明顯含銻高的細(xì)小砷堿渣，使?fàn)t內(nèi)銻液量盡可能地多，如有較粗粒徑砷堿渣應(yīng)進(jìn)行破碎后再加入，如有濕砷堿渣應(yīng)在砷堿渣堆成小山堆后再加；（4）配加砷堿渣的過程中要求反射爐周邊嚴(yán)禁無關(guān)人員，暫停與加料無關(guān)的其它作業(yè)，看火作業(yè)人員和配料作業(yè)人員要形成上下聯(lián)動，時刻注意加料作業(yè)安全。

2 結(jié)果與討論

在對含銻品位相近的砷堿渣進(jìn)行對比生產(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)過對銻反射爐爐體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、工藝參數(shù)的優(yōu)化和作業(yè)流程的優(yōu)化，進(jìn)一步縮短了銻反射爐處理砷堿渣冶煉時間、降低了輔材單耗、降低了生產(chǎn)加工成本，渣含銻指標(biāo)降低至0.68%，銻回收率改進(jìn)后比改進(jìn)前提高了10.94%，具體指標(biāo)詳見表1。

表1 改進(jìn)前后銻回收率指標(biāo)對比

2.1 渣含銻

從表1可知，銻回收率提高了10.94%，銻回收率指標(biāo)提高的主要原因是砷堿渣經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)加工方式之后，使得渣含銻指標(biāo)大幅下降，降低了4.8%，且砷堿渣含銻偏低、渣量大，通過控制渣含銻關(guān)鍵指標(biāo)，能夠有效提升銻回收率指標(biāo)。

2.2 粗銻和次氧

從表1可知，銻回收率提高的直接體現(xiàn)是粗銻和次氧的含銻量增加，在投入幾乎同等銻金屬量的砷堿渣，經(jīng)過優(yōu)化改進(jìn)加工方式之后的粗銻和次氧含銻量相比分別增加了8.427 t和10.229 t，分別占總投入的銻金屬量4.92%和5.98%。

2.3 砷堿渣處理前后經(jīng)濟(jì)效益對比

按銻錠不含稅價34 495元/t測算，砷堿渣直接外銷的不含稅銷售收入為177.03萬元。經(jīng)優(yōu)化工藝，提升銻回收率指標(biāo)，粗銻品位提升，銻量增加，銻計價系數(shù)提高，外銷的不含稅銷售收入為416.70萬元；比直接外銷增加收入239.67萬元，減去處理砷堿渣后的委外處置成本為77.60萬元，比改進(jìn)前增加收入51.64萬元。

3 小 結(jié)

盡管收塵裝置采用的是脈沖布袋除塵器，實(shí)現(xiàn)自動清灰和輸灰，工藝過程中的加料斗口、出銻口和工作門等關(guān)鍵點(diǎn)都設(shè)置了崗位收塵裝置，但仍要關(guān)注工藝過程中各節(jié)點(diǎn)的跑冒滴漏問題，加強(qiáng)工藝操作收塵系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，防止因管道堵塞或設(shè)備故障導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)正壓運(yùn)行產(chǎn)生作業(yè)場所揚(yáng)塵，在造成金屬量損失的同時產(chǎn)生了職業(yè)危害風(fēng)險。通過銻反射爐爐體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、工藝參數(shù)的優(yōu)化和作業(yè)流程的優(yōu)化，證明該工藝能夠?qū)⑸閴A渣含銻由5.48%降至0.68%，銻綜合回收率由87.56%提高至98.50%，提高了10.94%，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)效、降低成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，改進(jìn)后比直接外銷增加收入95.30萬元，比銻回收率提高前增加收入51.64萬元，真正實(shí)現(xiàn)資源利用最大化。