[发明专利]顶吹熔池熔炼炼锑方法及其熔池熔炼炉

说明书

技术领域：

本发明涉及一种金属锑的冶炼，具体地说是一种顶吹熔池熔炼炼锑方法及其熔池熔炼炉。

背景技术：

目前，我国大中型炼锑厂基本上是采用鼓风炉挥发熔炼、反射炉还原熔炼与精炼技术，都具有能耗大，环境污染严重和劳动生产率低等难以克服的缺点。就炼锑而言，鼓风炉工艺是现阶段较先进的工艺。鼓风炉工艺的主要缺点是：工艺简单、设备落后、烟气治理难、污染严重。尤其是不能使用较高浓度富氧熔炼，烟气SO₂浓度仅1％-2％，不能用于制酸，采用26％-28％富氧鼓风后，烟气浓度也只能达到2％-3％，仍不能满足制酸要求，治理困难，费用很高。国内外就鼓风炉熔炼的烟气制酸问题作过大量的研究和探讨，原沈阳冶炼厂、富春江冶炼厂采用富氧鼓风炉熔炼，国外日本采用富氧鼓风炉熔炼以解决烟气制酸问题，都没有成功。鼓风炉内物料反应速度较低，单位产能低，热利用率低，能耗高，燃料和还原剂为较昂贵的冶金焦炭，每吨精锑需耗焦炭700kg-800kg，生产成本较高；炉子密封差，炉况不好时，烟尘、烟气会泄漏污染空气，生产环境较差；该工艺与国家的“节能降耗”产业政策不符，随着国家环境保护标准要求越来越严厉，鼓风炉熔炼工艺将处于技术落后状态而遭到淘汰。

随着能源日趋紧张，环境保护法规日益严格，以及劳动价格逐步上涨，迫使传统的火法冶金方法不得不被新的强化熔炼方法来代替。经过二三十年的努力，闪速熔炼与熔池熔炼已成为目前取代传统火法冶金最有前途的方法。二者之间的区别在于，闪速熔炼主要反应发生在炉膛空间，反应体系连续相是气相(炉气)；熔池熔炼主要反应发生熔池内，反应体系连续相是液相。熔池熔炼是将矿石等物料加入熔池内，物料在熔池内进行反应熔炼。熔池熔炼，最早在上世纪七十年代，由加拿大诺兰达公司首开先河，用诺兰达炉成功进行了熔池熔炼法炼铜。据统计，目前世界铜产量中，这两类火法炼铜方法所产的粗铜分别占到总产量的1/3。在铜和铅冶炼生产中，国家已明令淘汰鼓风炉熔炼工艺，推荐采用富氧熔池熔炼工艺，熔池熔炼炉已基本上取代了鼓风炉熔炼。

由于熔池熔炼法具有突出的技术优势，随后在铜、镍、锌等金属行业逐步得到了发展运用。国内在锑熔池熔炼方面曾做过一些有益探讨，其中锑熔池熔炼的雏形——锑矿连续烟化法，在上世纪九十年代在云南木利进行了工业试验。详见《有色金属》第52卷第2期(2000年5月)P44-P48，王吉坤、雷霆所著《熔池熔炼——连续烟化法处理低品位锑矿研究》。该技术借鉴了烟化炉技术，对烟化炉法有很大创新，但该技术没有彻底突破原有技术的界限，炉型结构没有变化。由于采用侧吹，熔池中的部分熔体被吹到烟尘中，与锑氧粉混合在一起，导致生产出来的锑氧粉质量很差，后续工序无法进一步加工，因此该法未能用于工业生产，最终未能成功。另一方面，该熔炼法仍属于周期性生产，而不是稳定连续化生产，烟气二氧化硫浓度波动大，平均浓度较低，烟气制硫酸很难控制，烟气处理费用高。由于熔池熔炼法投资大，而锑行业企业生产规模均较小等等原因，锑的熔池熔炼直到目前，在国内外都没有工业化运用。

发明内容：

本发明的目的是提供一种顶吹熔池熔炼炼锑方法及其熔池熔炼炉。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的：采用顶吹式熔池熔炼炉，将燃料与富氧气体一同喷入熔池中，给高温熔体输入了很大的搅拌动力，强烈搅动熔体，强化气-液-固的传质传热过程，加速冶金反应。本发明依据有色金属熔池熔炼理论，在借鉴铜、铅熔池熔炼经验的基础上，经过周密细致反复论证，设计了顶吹熔池熔炼锑的小型、中型试验方案，进行了严格系统试验，并进行了工业性试验获得成功。

一种顶吹熔池熔炼炼锑方法，它包括下列步骤：

(1)备料：锑矿品位含锑≥20％，铁矿石品位含铁35％-60％，石灰石含氧化钙30％-65％，将锑矿、铁矿石、石灰石分别破碎至粒度≤25mm；

(2)配料：以锑矿重量100份计，按铁矿石∶石灰石∶块煤为30-60∶15-25∶3-6配料；

(3)熔炼：将配好的料由加料口连续加入熔池熔炼炉内，熔池深度控制在1500mm-2000mm，从炉顶通过喷枪喷入氧浓度为25％-90％的富氧空气，同时，通过喷枪加入天然气或煤气或粉煤中的一种，控制其加入量使熔池熔炼炉内温度保持在1150℃-1350℃，喷枪头在熔池熔炼炉内插入熔体深度为150mm-350mm；

(4)收尘、排渣：含有氧化锑的烟气自烟道由风机抽出，经冷却、布袋除尘后，烟气中SO₂用来制取工业浓硫酸；收尘得到的锑氧粉送反射炉还原熔炼成精锑；炉渣连续放出水淬。