銻富氧鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉處理復(fù)雜含金銻精礦的研究與應(yīng)用

梁俊杰

（錫礦山閃星銻業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 冷水江 417502）

隨著世界銻工業(yè)的不斷發(fā)展，成分比較單一的銻精礦面臨枯竭，大量復(fù)雜含金銻精礦成為主要原材料，按照傳統(tǒng)的配料和工藝控制處理已經(jīng)不適應(yīng)，在煉銻鼓風(fēng)爐上處理存在爐缸凍結(jié)、效率低等不利影響，因此需要研究新的處理方式和工藝控制來適應(yīng)復(fù)雜的含金銻精礦。

1 復(fù)雜含金銻精礦的主要成分

含金銻精礦來自不同的產(chǎn)地，其主要成分也不一樣，試驗所用的含金銻精礦化學(xué)成分見表1。

表1 復(fù)雜含金銻精礦主要成分 %

2 傳統(tǒng)煉銻鼓風(fēng)爐的生產(chǎn)工藝流程及處理復(fù)雜含金銻精礦的難點分析

2.1 傳統(tǒng)銻鼓風(fēng)爐工藝流程

傳統(tǒng)煉銻揮發(fā)熔煉鼓風(fēng)爐是鼓入自然空氣（貧氧）［1］，其主要流程是銻精礦和熔劑（鐵礦石）、焦炭進入鼓風(fēng)爐，利用硫化銻易揮發(fā)氧化的特性，硫化銻揮發(fā)氧化后成為三氧化二銻進入高溫?zé)煔庵校V中的脈石和熔劑造渣，原料中的FeS和部分Sb2S3形成銻锍，以及部分被還原生成的毛銻與熔狀渣一起進入加熱前床，經(jīng)靜態(tài)澄清分離，實現(xiàn)渣與銻锍及毛銻分離。其工藝流程如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)煉銻揮發(fā)熔煉鼓風(fēng)爐生產(chǎn)工藝流程

2.2 傳統(tǒng)銻鼓風(fēng)爐處理復(fù)雜含金銻精礦的難點

2.2.1 冶煉難度加大

復(fù)雜含金銻精礦中含鐵量較高，并且大部分物相為3價鐵離子。傳統(tǒng)揮發(fā)熔煉煉銻鼓風(fēng)爐處理單一銻精礦，是采用Si－Fe－Ca三元渣系為主的多元渣系，F(xiàn)e是以FeO的形式參與造渣過程。含金復(fù)雜銻精礦中的鐵相物質(zhì)熔點較高（1538℃），不參與造渣過程。因此，在鼓風(fēng)爐處理該種精礦時，會導(dǎo)致渣的熔點變高，增加渣的粘度，降低渣的活性及流動性。在鼓風(fēng)爐生產(chǎn)過程中，一部分高熔點的鐵相物質(zhì)與生料會隨著爐內(nèi)高溫?zé)煔饬鲃?，大量粘結(jié)在爐壁四周和鵝頸內(nèi)壁形成極其堅硬的爐結(jié)，另一部分高熔點鐵相物質(zhì)會隨著爐內(nèi)高溫熔體流動，進入爐缸和前床沉積，隨著沉積量的增加，導(dǎo)致爐缸和前床凍結(jié)。最終導(dǎo)致鼓風(fēng)爐被迫停爐，也叫“死爐”。

2.2.2 金含量損失及銻、金不能有效分離

由于渣的熔點升高，粘度變大，復(fù)雜含金銻精礦在鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉時，精礦中的金一部分會揮發(fā)進入高溫?zé)煔庵?，?dǎo)致銻氧含金升高，從而降低金的直收率，加大金的回收成本及難度；還會延長前床熔體中金的自然沉降時間，從而導(dǎo)致渣含金升高1g／t以上。由于鼓風(fēng)爐渣直接出售，渣含金的升高直接降低了金的回收率，造成金的含量損失。

2.2.3 降低冶煉效率

傳統(tǒng)鼓風(fēng)爐銻、金分離通過加精銻塊作捕金劑進入鼓風(fēng)爐后，前床產(chǎn)出粗銻或貴銻回收金，這種方法由于精銻塊在物料中分布不均，往往金的回收率不高，同時造成了銻物料的重復(fù)冶煉。

3 銻富氧鼓風(fēng)爐處理復(fù)雜含金銻精試驗研究

試驗設(shè)備為閃星銻業(yè)銻冶煉廠4.5m2富氧鼓風(fēng)爐，物料為單一銻精礦、復(fù)雜含金銻精礦、熔劑精石灰、焦炭、熔劑鐵礦石、陰極銻、石英砂、鐵粉，物料主要化學(xué)成分見表2，工藝流程如圖2所示。

圖2 富氧煉銻揮發(fā)熔煉鼓風(fēng)爐工藝流程

表2 試驗物料主要成分 %

3.1 關(guān)于爐結(jié)和渣活性的探索研究

根據(jù)復(fù)雜含金銻精礦的特性，試驗采用銻富氧鼓風(fēng)爐，含氧濃度在28% ～32%，使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到1000～1450℃以上，按照一定比例加入陰極銻、石英砂、鐵粉，控制富氧鼓風(fēng)量在3000～18000m3／h，保持弱還原性氣氛，降低渣中高熔點鐵相物質(zhì)的含量［2］，質(zhì)量比SiO2∶FeO∶CaO＝4∶2∶2，從而實現(xiàn)復(fù)雜含金銻精礦的持續(xù)穩(wěn)定冶煉。其主要反應(yīng)方程式如下：

Fe3O4＋Fe＝4FeO

2FeO＋SiO2＝SiO2·2FeO

SiO2·FeO＋CaO＝CaO·FeO·SiO2

根據(jù)生產(chǎn)試驗實際，原始數(shù)據(jù)見表3，工藝參數(shù)調(diào)整以后，富氧鼓風(fēng)爐處理量能穩(wěn)定在170t／d左右，爐結(jié)與凍結(jié)情況得到有效的控制。加物料鐵粉前，前床熔體Fe3O4成分在5%以上，每批物料加入20kg鐵粉，爐渣中Fe3O4成分控制在1.5%左右，渣流動性正常。

表3 復(fù)雜含金銻精礦處理試驗統(tǒng)計表

3.2 關(guān)于提高金的回收及冶煉效率的試驗研究

根據(jù)表3，處理復(fù)雜含金銻精礦的渣含金得到有效的控制，渣含金平均在0.35g／t，渣含金損失率控制在0.50%以下，貴銻含金直收率達(dá)到了96%以上，通過控制反應(yīng)氣氛，讓鼓風(fēng)爐自產(chǎn)粗銻［3］，產(chǎn)出含金貴銻，提高了冶煉效率。

3.3 關(guān)于降低銻氧含金，提高金直收率的試驗研究

根據(jù)表3，粗銻氧含金在3.7g／t，精銻含金4.6～5g／t。每一批物料加陰極銻，其主要原理是陰極銻熔點很低，進入富氧煉銻揮發(fā)熔煉鼓風(fēng)爐后，迅速以液態(tài)相在物料中分布，起到了捕集金、銀等有價金屬的作用。故后續(xù)做了工業(yè)試驗，結(jié)果見表4。

表4 加入陰極銻研究試驗銻氧含金的影響

表4結(jié)果表明，其陰極銻加入100kg／批，可以控制粗銻氧含金在2.5g／t以下。

4 結(jié) 論

1.富氧煉銻揮發(fā)熔煉鼓風(fēng)爐適應(yīng)處理復(fù)雜含金銻精礦。物料中加入陰極銻，能夠有效的降低銻氧含金，提高金的回收率。

2.復(fù)雜含金銻精礦在冶煉過程中配入石英砂與鐵粉，在保持高溫、弱還原性氣氛下，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)穩(wěn)定、持續(xù)，并能自產(chǎn)粗銻，實現(xiàn)銻、金有效分離。