锑精矿熔炼系统

摘要

本发明提供了一种锑精矿熔炼系统。该熔炼系统包括底吹氧化熔炼装置、还原熔炼装置和富氧挥发装置。底吹氧化熔炼装置设置有第一加料口和第一含锑熔渣出口，还原熔炼装置设置有第二含锑熔渣出口和第一金属相出口，第一含锑熔渣出口与还原熔炼装置通过第一含锑熔渣输送通道相连通；富氧挥发装置设置有第二金属相出口和弃渣出口，富氧挥发装置与第二含锑熔渣出口通过第二含锑熔渣输送通道相连通，第二金属相出口用以排出金属锑产品。在底吹氧化熔炼炉中进行氧化熔炼能够使其在较低的温度下进行，而将锑精矿进行低温氧化熔炼，这有利于降低氧化熔炼过程中Sb元素的挥发率，进而有利于进一步提高锑精矿中Sb元素的回收率。

权利要求

1.一种锑精矿熔炼系统，其特征在于，所述熔炼系统包括：

底吹氧化熔炼装置（10），所述底吹氧化熔炼装置（10）设置有第一加料口（101）和第一含锑熔渣出口（102）；所述第一加料口（101）设置在所述底吹氧化熔炼装置（10）的顶部，所述熔炼系统还包括锑精矿供应装置（11），所述锑精矿供应装置（11）与所述第一加料口（101）通过第一锑精矿输送管路相连通；所述底吹氧化熔炼装置（10）还设置有第二加料口（103），所述第二加料口（103）设置在所述底吹氧化熔炼装置（10）的底部，且所述第二加料口（103）与所述锑精矿供应装置（11）通过第二锑精矿输送管路相连通；所述熔炼系统还包括：载气供应装置（12）；及

第一喷射装置（13），所述第一喷射装置（13）设置在所述第二锑精矿输送管路上，且所述第一喷射装置（13）与所述载气供应装置（12）通过第一载气输送管路相连通，用于将锑精矿由所述第二加料口（103）喷入所述底吹氧化熔炼装置（10）中；

还原熔炼装置（20），所述还原熔炼装置（20）设置有第二含锑熔渣出口（201）和第一金属相出口，所述第一含锑熔渣出口（102）与所述还原熔炼装置（20）通过第一含锑熔渣输送通道相连通；及富氧挥发装置（30），所述富氧挥发装置（30）设置有第二金属相出口和弃渣出口（301），所述富氧挥发装置（30）与所述第二含锑熔渣出口（201）通过第二含锑熔渣输送通道相连通，所述第二金属相出口用以排出金属锑产品；

第一干燥装置（40），所述第一干燥装置（40）设置在所述第一锑精矿输送管路上；及第二干燥装置（50），所述第二干燥装置（50）设置在所述第二锑精矿输送管路上。

2.根据权利要求1所述的熔炼系统，其特征在于，所述熔炼系统还包括富氧空气供应装置（14），所述富氧空气供应装置（14）与所述载气供应装置（12）通过第一富氧空气输送管路相连通。

3.根据权利要求2所述的熔炼系统，其特征在于，所述底吹氧化熔炼装置（10）还包括第二富氧空气输送管路，所述富氧空气供应装置（14）与所述第二加料口（103）通过第二富氧空气输送管路相连通。

4.根据权利要求2或3所述的熔炼系统，其特征在于，所述还原熔炼装置（20）还设置有第三加料口（202），所述第三加料口设置在所述还原熔炼装置（20）的侧壁上；

所述还原熔炼装置（20）还包括第二喷射装置（21），所述第二喷射装置（21）与所述富氧空气供应装置（14）通过第三富氧空气输送管路相连通，且所述第二喷射装置（21）与所述第三加料口（202）相连通，以向所述还原熔炼装置（20）中喷入富氧空气。

5.根据权利要求4所述的熔炼系统，其特征在于，所述熔炼系统还包括还原性燃料供应装置（22），所述还原性燃料供应装置（22）与所述第二喷射装置（21）相连通，以向所述还原熔炼装置（20）中喷入还原性燃料。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的熔炼系统，其特征在于，所述富氧挥发装置（30）包括：

富氧挥发炉（31），所述富氧挥发炉（31）上设置有烟气出口（302）和所述弃渣出口（301）；及冷却装置（32），所述冷却装置（32）设置有冷凝入口（303）、净化烟气出口及所述第二金属相出口，所述冷凝入口（303）与所述烟气出口（302）通过烟气输送管路相连通。

说明书

锑精矿熔炼系统

技术领域

[0001] 本发明涉及金属冶炼领域，具体而言，涉及一种锑精矿熔炼系统。

背景技术

[0002] 锑冶炼分为火法和湿法。目前锑冶金生产中火法冶金工艺占绝对优势，达到95％以上。目前本领域绝大部分锑冶炼厂的基本工艺为锑精矿鼓风炉挥发熔炼‑粗三氧化二锑反射炉还原熔炼。

[0003] 锑鼓风炉挥发熔炼工艺存在环保差、能耗高、烟气量大、烟气中SO2含量低，难以制酸等缺点。同时，鼓风炉含锑渣均作为弃渣，未经深度回收，造成资源浪费。鼓风炉只能处理品位大于40％的锑精矿，无法处理低品位锑精矿。反射炉还原过程还存在劳动条件差、环保差、生产效率低、能耗高等缺点。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种锑精矿熔炼系统，以解决现有技术的锑精矿冶金过程存在Sb元素回收率低、且产生大量废水污染环境的问题。

[0005] 目前的锑冶炼技术都是氧化挥发，挥发尘收集下来再进行还原，这种方法带来的能耗高、环保差的问题难以根除，本发明采用的是把锑氧化入渣、液态渣直接还原的系统，从根本上改善了环保和能耗问题。

[0006] 为了实现上述目的，根据本发明提供了一种锑精矿熔炼系统，熔炼系统包括：底吹氧化熔炼装置，底吹氧化熔炼装置设置有第一加料口和第一含锑熔渣出口；还原熔炼装置，还原熔炼装置设置有第二含锑熔渣出口和第一金属相出口，第一含锑熔渣出口与还原熔炼装置通过第一含锑熔渣输送通道相连通；及富氧挥发装置，富氧挥发装置设置有第二金属相出口和弃渣出口，富氧挥发装置与第二含锑熔渣出口通过第二含锑熔渣输送通道相连通，第二金属相出口用以排出金属锑产品。

[0007] 进一步地，第一加料口设置在底吹氧化熔炼装置的顶部，熔炼系统还包括锑精矿供应装置，锑精矿供应装置与第一加料口通过第一锑精矿输送管路相连通。

[0008] 进一步地，底吹氧化熔炼装置还设置有第二加料口，第二加料口设置在底吹氧化熔炼装置的底部，且第二加料口与锑精矿供应装置通过第二锑精矿输送管路相连通。

[0009] 进一步地，熔炼系统还包括：载气供应装置；及第一喷射装置，第一喷射装置设置在第二锑精矿输送管路上，且第一喷射装置与载气供应装置通过第一载气输送管路相连通，用于将锑精矿由第二加料口喷入底吹氧化熔炼装置中。

[0010] 进一步地，熔炼系统还包括富氧空气供应装置，富氧空气供应装置与载气供应装置通过第一富氧空气输送管路相连通。

[0011] 进一步地，底吹氧化熔炼装置还包括第二富氧空气输送管路，富氧空气供应装置与第二加料口通过第二富氧空气输送管路相连通。

[0012] 进一步地，还原熔炼装置还设置有第三加料口，第三加料口设置在还原熔炼装置的侧壁上；还原熔炼装置还包括第二喷射装置，第二喷射装置与富氧空气供应装置通过第三富氧空气输送管路相连通，且第二喷射装置与第三加料口相连通，以向还原熔炼装置中喷入富氧空气。

[0013] 进一步地，熔炼系统还包括还原性燃料供应装置，还原性燃料供应装置与第二喷射装置相连通，以向还原熔炼装置中喷入所需的还原性燃料。

[0014] 进一步地，富氧挥发装置包括：富氧挥发炉，富氧挥发炉上设置有烟气出口和弃渣出口；及冷却装置，冷却装置设置有冷凝入口、净化烟气出口及第二金属相出口，冷凝入口与烟气出口通过烟气输送管路相连通。

[0015] 进一步地，熔炼系统还包括：第一干燥装置，第一干燥装置设置在第一锑精矿输送管路上；及第二干燥装置，第二干燥装置设置在第二锑精矿输送管路上。

[0016] 应用本发明的技术方案，底吹炉中大部分锑元素将以氧化锑的形式进入渣中，并与锑精矿中的SiO2形成低熔点的硅酸盐或者以低熔点氧化物，这使得第一含锑渣的熔点较低。同时结合上述特点，将锑精矿在底吹氧化炉中能够实现低温氧化熔炼(800～950℃)的目的。这有利于降低氧化熔炼过程中Sb元素的挥发率，从而尽可能多地将锑精矿中的Sb元素转移至熔渣中，即提高液态的第一含锑渣中锑元素的含量。同时在底吹氧化熔炼炉中进行氧化熔炼过程，由于底吹气(富氧空气)能够使锑精矿的体积迅速膨胀，这能够提供锑精矿与底吹气的接触面积，进而提高第一含锑渣的产率。然后将上述第一含锑渣进行还原熔炼，得到金属锑和第二含锑渣；为了进一步提高锑元素的回收率，将上述第二含锑渣在富氧挥发炉中进行挥发熔炼，得到含锑挥发尘。在此基础上，采用本申请提供的锑精矿的低温熔炼方法有利于提高锑精矿中Sb元素的回收率。

附图说明

[0017] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0018] 图1示出了根据本发明的一种典型的实施方式提供的锑精矿熔炼系统的结构示意图。

[0019] 其中，上述附图包括以下附图标记：

[0020] 10、底吹氧化熔炼装置；11、锑精矿供应装置；12、载气供应装置；13、第一喷射装置；14、富氧空气供应装置；15、造渣剂供应装置；101、第一加料口；102、第一含锑熔渣出口；103、第二加料口；

[0021] 20、还原熔炼装置；201、第二含锑熔渣出口；202、第三加料口；21、第二喷射装置；22、还原性燃料供应装置；

[0022] 30、富氧挥发装置；31、富氧挥发炉；32、冷却装置；301、弃渣出口；302、烟气出口；303、冷凝入口；

[0023] 40、第一干燥装置；50、第二干燥装置。

具体实施方式

[0024] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

[0025] 正如背景技术所描述的现有技术的锑精矿冶金过程存在Sb元素回收率低、且产生大量废水污染环境的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种锑精矿熔炼系统，如图1所示，该熔炼系统包括底吹氧化熔炼装置10、还原熔炼装置20和富氧挥发装置30，其中，底吹氧化熔炼装置10设置有第一加料口101和第一含锑熔渣出口102；还原熔炼装置20设置有第二含锑熔渣出口201和第一金属相出口，第一含锑熔渣出口102与还原熔炼装置20通过第一含锑熔渣输送通道流槽相连通；富氧挥发装置30设置有第二金属相出口和弃渣出口301，富氧挥发装置30与第二含锑熔渣出口201通过第二含锑熔渣输送通道相连通，第二金属相出口用以排出金属锑产品。

[0026] 本申请提供的锑精矿的熔炼方法中，底吹炉中大部分锑元素将以氧化锑的形式进入渣中，并与锑精矿中的SiO2形成低熔点的硅酸盐或者以低熔点氧化物，这使得第一含锑渣的熔点较低。同时结合上述特点，将锑精矿在底吹氧化炉中能够实现低温氧化熔炼(800～950℃)的目的。这有利于降低氧化熔炼过程中Sb元素的挥发率，从而尽可能多地将锑精矿中的Sb元素转移至熔渣中，即提高液态的第一含锑渣中锑元素的含量。同时在底吹氧化熔炼炉中进行氧化熔炼过程，由于底吹气(富氧空气)能够使锑精矿的体积迅速膨胀，这能够提供锑精矿与底吹气的接触面积，进而提高第一含锑渣的产率。然后将上述第一含锑渣进行还原熔炼，得到金属锑和第二含锑渣；为了进一步提高锑元素的回收率，将上述第二含锑渣在富氧挥发炉中进行挥发熔炼，得到含锑挥发尘。在此基础上，采用本申请提供的锑精矿的低温熔炼方法有利于提高锑精矿中Sb元素的回收率

[0027] 本申请提供的熔炼系统中，底吹氧化熔炼装置10的加料口可以根据需要进行设定。优选，上述熔炼系统还包括造渣剂供应装置15，用于向底吹氧化熔炼装置10提供造渣剂。

[0028] 优选地，如图1所示，第一加料口101设置在底吹氧化熔炼装置10的顶部，熔炼系统还包括锑精矿供应装置11，锑精矿供应装置11与第一加料口101通过第一锑精矿输送管路相连通。

[0029] 更优选地，如图1所示，底吹氧化熔炼装置10还设置有第二加料口103，设置在底吹氧化熔炼装置10的底部，且第二加料口103与锑精矿供应装置11通过第二锑精矿输送管路相连通。设置第一加料口101和第二加料口103有利于根据需要调节加料的位置。

[0030] 在一种优选的实施方式中，如图1所示，熔炼系统还包括：载气供应装置12和第一喷射装置13；第一喷射装置13设置在第二锑精矿输送管路上，且第一喷射装置13与载气供应装置12通过第一载气输送管路相连通，用于将锑精矿由第二加料口103喷入底吹氧化熔炼装置10中。设置与载气供应装置12相连通的第一喷射装置13能够将第二锑精矿喷入底吹氧化熔炼装置10中，以增大锑精矿的受热面积，进而提高第一含锑熔渣的转化率。

[0031] 在一种优选的实施方式中，如图1所示，底吹氧化熔炼装置10还设置富氧空气供应装置14，富氧空气供应装置14与第二加料口103通过第一富氧空气输送管路相连通。将富氧空气供应装置14与第二加料口103通过第一富氧空气输送管路相连通，这有利于根据需要喷入富氧空气或锑精矿，同时还能将富氧空气作为锑精矿的喷射介质，进而节约载气的用量和成本。

[0032] 在一种优选的实施方式中，如图1所示，底吹氧化熔炼装置10还包括第二富氧空气输送管路，富氧空气供应装置14与第二加料口103通过第二富氧空气输送管路相连通。通过第二富氧空气输送管路将富氧空气在输送给底吹氧化熔炼装置10的同时，还能输送给还原熔炼装置20，进而提高富氧空气供应装置14的利用率。

[0033] 在一种优选的实施方式中，如图1所示，还原熔炼装置20还设置有第三加料口202，第三加料口设置在还原熔炼装置20的侧壁上；还原熔炼装置20还包括第二喷射装置21，第二喷射装置21与富氧空气供应装置14通过第三富氧空气输送管路相连通，且第二喷射装置21与第三加料口202相连通，以向还原熔炼装置20中喷入所需富氧空气。设置第二喷射装置
21能够将富氧空气喷入还原熔炼装置20中。优选地，在还原熔炼装置20的侧壁上设置两组加料口，且这两组加料口不在同一侧。这能够使富氧空气的分布更加地均匀，进而有利于提高还原熔炼的效果。

[0034] 在一种优选的实施方式中，如图1所示，熔炼系统还包括还原性燃料供应装置22，还原性燃料供应装置22与第二喷射装置21相连通，以向还原熔炼装置20中喷入所需的还原性燃料。将还原性燃料供应装置22与第二喷射装置21相连通，能够将还原性燃料喷入还原熔炼炉中，这有利于使还原性燃料与第一含锑熔渣反应地更加充分，进而有利于提高还原熔炼的效果。优选地，还原性燃料为煤、碎焦、天然气或液化石油气等。“碎焦”是指“粒度小于等于25mm的焦炭”。

[0035] 在一种优选的实施方式中，如图1所示，富氧挥发装置30包括：富氧挥发炉31和冷却装置32。富氧挥发炉31上设置有烟气出口302，冷却装置32设置有冷凝入口303、净化烟气出口及第二金属相出口，冷凝入口303与烟气出口302通过烟气输送管路相连通。在上述富氧挥发装置30中，通过富氧挥发炉31对第二含锑熔渣中的锑元素进行还原，然后在高温下锑元素挥发至烟气中，没有挥发的物质作为弃渣。将上述烟气通过烟气输送管路输送至冷却装置32中进行冷却，得到净化烟气和锑金属。

[0036] 在一种优选的实施方式中，如图1所示，熔炼系统还包括：第一干燥装置40和第二干燥装置50。其中，第一干燥装置40设置在第一锑精矿输送管路上；第二干燥装置50设置在第二锑精矿输送管路上。设置第一干燥装置40和第二干燥装置50能够在锑精矿进入底吹氧化熔炼装置10之前进行干燥，从而有利于提高锑精矿氧化熔炼的效率，进而提高第一含锑精矿的产率。

[0037] 为了更好的理解本申请提供的熔炼系统，本申请还提供了一种锑精矿的熔炼方法，该熔炼方法包括：将锑精矿在底吹氧化熔炼炉中进行氧化熔炼，得到第一含锑熔渣，氧化熔炼过程的熔炼温度为800℃；及对上述第一含锑熔渣进行还原熔炼，得到金属锑和第二含锑熔渣，还原熔炼过程的熔炼温度为1100℃；及对第二含锑熔渣进行挥发熔炼，得到金属锑和弃渣，挥发熔炼的温度为1100℃。

[0038] 以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。

[0039] 实施例1

[0040] 如图1所示的熔炼系统进行熔炼。将1t锑精矿和造渣剂(占锑精矿的5wt％)(FeO、SiO2和CaO)由底吹氧化熔炼炉设置的加料口直接加入，富氧空气从底吹氧化熔炼炉的底部喷入底吹氧化熔炼炉，然后使锑精矿与富氧空气进行氧化熔炼，得到第一含锑渣，氧化熔炼的温度为800℃，第一含锑渣的渣型为SiO2‑Sb2O3型、SiO2‑Sb2O3‑Sb2O5型、FeO‑SiO2‑Sb2O3型、FeO‑SiO2‑Sb2O3‑Sb2O5型、FeO‑SiO2‑CaO‑Sb2O3型和FeO‑SiO2‑CaO‑Sb2O3‑Sb2O5型。

[0041] 将上述第一含锑渣加入还原炉(侧吹还原炉)中，同时从还原炉的两侧通入富氧空气和煤粉进行还原熔炼，得到第二含锑渣和金属锑，还原熔炼的温度为1100℃。

[0042] 将第二含锑渣加入富氧挥发炉中，同时将煤粉喷入富氧挥发炉中进行挥发熔炼，得到含有锑元素的烟气和废渣，富氧挥发熔炼的温度为1100℃。

[0043] 实施例2

[0044] 与实施例1的区别在于：将造渣剂和锑精矿由底吹氧化熔炼炉的底部的第二加料口喷入底吹氧化熔炼炉中。

[0045] 对比例1

[0046] 与实施例1的区别为：将锑精矿在鼓风炉中与富氧空气进行氧化熔炼，得到含锑渣，氧化熔炼的温度为1250℃。

[0047] 对比例2

[0048] 与实施例1的区别为：氧化熔炼的温度为1250℃。

[0049] 实施例1至2及对比例1和2中锑精矿的回收率见表1。

[0050] 表1

[0051]

[0052] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

[0053] 底吹炉中大部分锑元素将以氧化锑的形式进入渣中，并与锑精矿中的SiO2形成低熔点的硅酸盐或者以低熔点氧化物，这使得第一含锑渣的熔点较低。同时结合上述特点，将锑精矿在底吹氧化炉中能够实现低温氧化熔炼(800～950℃)的目的。这有利于降低氧化熔炼过程中Sb元素的挥发率，从而尽可能多地将锑精矿中的Sb元素转移至熔渣中，即提高液态的第一含锑渣中锑元素的含量。同时在底吹氧化熔炼炉中进行氧化熔炼过程，由于底吹气(富氧空气)能够使锑精矿的体积迅速膨胀，这能够提供锑精矿与底吹气的接触面积，进而提高第一含锑渣的产率。然后将上述第一含锑渣进行还原熔炼，得到金属锑和第二含锑渣；为了进一步提高锑元素的回收率，将上述第二含锑渣在富氧挥发炉中进行挥发熔炼，得到含锑挥发尘。在此基础上，采用本申请提供的锑精矿的低温熔炼方法有利于提高锑精矿中Sb元素的回收率。

[0054] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。