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锑精矿鼓风炉挥发熔炼

锑精矿鼓风炉挥发熔炼(volatilization smelting of antimony concentrate in blast furnace)

在鼓风炉内挥发熔炼锑精矿的团块或球粒,使锑呈三氧化锑挥发与脉石等造渣成分分离的过程,为火法炼锑的挥发熔炼一还原熔炼工艺的组成部分。产出的氧化锑用作还原熔炼生产粗锑的原料。适于处理含锑45%以上的硫化锑精矿、硫氧混合锑精矿和锑金精矿,是中国处理高品位锑精矿的主要方法。由中国锡矿山矿务局于1963年研究成功,于1965年首先用于工业生产。

主要反应 具有代表性的锑精矿原料的物相组成为单一硫化锑精矿,含Sb2S365%~68%,SiO213%~14%,Sb2O44%~5%,Sb2O30.2%~0.3%,FeS23%~4%,FeAsS 0.12%~0.15%,Fe2O31%~2%,CaCO3、Al2O3、MgCO34.3%~6.6%;硫氧混合锑精矿含Sb2S319%~30%,Sb2O33%,Sb2O48%~24%,SiO239%~55%,FeO2%~2.5%,CaO1.3%~2%。熔炼时,精矿中的锑发生多种反应。硫化锑具有易挥发、易氧化和生成的三氧化锑易挥发的特性,熔炼中大部分硫化锑先直接挥发,再和炉气中氧发生氧化反应,生成三氧化锑挥发;少部分硫化锑在熔化后,也氧化生成三氧化锑,反应式为:

2Sb2S3+9O2==2Sb2O3↑+6SO2

少量未氧化的硫化锑流至造渣区与FeS形成锑锍,在1373K高温区还与Sb。O。发生自身还原反应,生成金属锑,反应为:

Sb2S3+2Sb2O3==6Sb+3SO2

在料柱高和空气不足的情况下,生成的金属锑和锑锍较多。

硫氧混合锑精矿含Sb2O4较多,Sb2O4的还原挥发是熔炼中的主要反应。Sb2O4是难熔难挥发的化合物,在1073K温度下,与Sb2S3反应生成三氧化锑挥发,反应为:

9Sb2O4+Sb2S3==10Sb2O3↑+3SO2

Sb2O4大部分被碳还原或热离解成三氧化锑挥发。FeO、SiO2、CaO等造渣成分,在1273K温度下生成硅酸盐,继而形成共熔体硅酸渣渣。

工艺过程 包括精矿压团或制粒、炉料挥发熔炼、高温烟气冷却与氧化锑收集、锑锍与炉渣分离。

精矿压团或制粒 往粉锑精矿(水分<10%)中加入精矿重量10%的熟石灰粉,混匀压制成团块,或滚动制成球粒,再自然干燥成干料(水分<5%)。

炉料挥发熔炼 采用低料柱、薄料层、高温炉顶的操作方法。焦炭、造渣熔剂和含锑原料,按配比加入炉内,每批炉料的加入量和加料的间隔时间,根据炉子大小和熔化速度而定。处理硫化锑精矿,炉内保持氧化气氛,料柱高度为加料前300~500mm,加料后600~800mm;处理硫氧混合锑精矿,保持弱还原性气氛,料柱高度为加料前500~700mm,加料后800~1000mm。处理不同类型的精矿,炉渣成分均为:SiO240%~42%,FeO28%~30%,CaO18%~20%,Al2O3及其他10%左右。炉渣和锑锍从炉缸底放入前床,或从炉缸分别放出。高温烟气从烟气出口排入高温火柜,脱除剩余硫,沉降粉尘(返粉)。

烟气冷却与氧化锑收集 火柜排出的烟气,经汽化冷却器和水冷却器冷却至673K以下,导入表面冷却器冷却,再送入袋式收尘室除尘,烟气中Sb2O3冷凝沉集在冷却器和收尘室中,废气含SO2 0.3%~0.8%。

锑锍与炉渣分离 流入前床的锑锍和炉渣,由于密度的差异而分层,上层为炉渣,下层为锑锍,分别间断放出。也可不用前床,而在较深的炉缸中分层分离,锑锍从炉缸底部间断放出,炉渣从炉缸上部连续放出。炉渣水淬后废弃,锑锍返回处理。处理含金硫化锑精矿时,在前床另加粗锑捕金,所得贵锑,送反射炉烟化处理。

鼓风炉挥发熔炼处理炉料能力为35~45t/(m2•d),焦率为20%~25%(按炉料计)。产出的三氧化锑平均含锑78%~80%。硫化矿锑回收率为95%~97%,硫氧混合矿为92%~94%。

鼓风炉 炉体为半水套,横截面有圆形、矩形和椭圆形三种,椭圆形鼓风炉结构示意于图。炉顶一般为双料钟加料装置。炉身为耐火砖砌体,侧面设烟气出口。炉腹由水冷却套或汽化冷却套构成,其上有若干个倾斜式供风管。炉缸由铬镁质或铬铝质耐火材料砌成,底部与前床连通,炉缸内炉渣和锑锍等经通道流入前床。前床是一小型反射炉,用烟煤加热,用于分离粗锑、锑锍和炉渣。

与旋涡炉相比,鼓风炉具有对原料适应性强的特点,可处理高品位锑精矿,也可处理各种含锑废料。在处理含金硫化锑精矿时,能有效分离回收锑和金。但热利用率低,铁矿石熔剂消耗高,低浓度二氧化硫烟气污染环境。需进一步提高炉料质量,减少返粉量。工艺上可采用富氧空气和低铁渣型,以强化熔炼过程,降低能源消耗和熔剂用量,提高金属回收率。

本文引用地址:http://www.metalnews.cn/ys/show-836323-1.html

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