CN105603197A - 一种锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有色金属冶炼行业，具体涉及一种流程短、能耗低、适用性强的锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的装置及其工艺，还原炉上包括锑烟灰供给系统、粉煤供给系统和烟气收尘系统，锑渣直接送入还原炉内，同时向还原炉内连续补充铁矿石、石子和无烟煤粒作为造渣剂和还原剂，锑烟灰和烟气收尘系统收集的烟灰以及作为燃料的粉煤经喷枪吹入还原炉内，使还原炉内的物料快速发生还原反应，本发明的工艺流程短，还原度高，锑的直收率高，能耗低，减少了环境污染，降低了劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属冶炼行业，具体涉及一种流程短、能耗低、适用性强的锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的装置及其工艺。
背景技术
在我国以硫化锑、氧化锑精矿或原矿为原料，锑的冶炼方法有湿法、火法两种处理工艺，其中湿法处理工艺，存在废水量大、处理费用高等缺点。火法处理较为普遍采用的工艺为鼓风炉挥发熔炼-反射炉还原。在熔炼过程种，锑挥发氧化，通过烟气收尘得到的含锑烟尘，含锑烟尘配入纯碱、煤、铁屑后进入反射炉进行还原产出粗锑。同时以有色金属冶炼综合回收过程中产生的锑渣和烟灰为原料，采用的锑冶炼设备主要是反射炉，工艺采用的是含锑原料配以纯碱和焦丁在1100°C条件下进行还原熔炼，产出粗锑，粗锑再吹炼生产锑白或精炼生产精锑。反射炉还原熔炼是一个传统技术，反射炉炼锑存在着环保效果差、劳动强度大、成本高、热效率低、能耗高、间断作业、炉温变化大等缺点。
随着能源日趋紧张，环境保护法规日益严格，以及劳动代价逐步上涨，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。目前在锑冶炼工艺方面，利用底吹或侧吹熔池熔炼工艺，解决了熔炼作业的环境保护问题，提高了反应速率和热效率，降低了能耗，但也存在一些不足之处，氧化锑还原熔炼过程都是在负压环境下生产操作的，烟灰的直接加入，烟气带走的原料多，造成烟尘率高，锑在生产系统中循环量大，锑的直收率低；采用烟尘加水制粒加入方法，也较难进入熔体内部快速参与反应并造渣，且加水制粒过程水的加入使还原熔炼过程需要消耗额外热源、增加了燃料消耗；还原反应过程使用的燃料多为价格较高的天然气或煤气，不利于冶炼成本的降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种直收率高、能耗低、流程短的锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的装置及其工艺。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的装置，包括沿轴线转动的圆筒型卧式还原炉，还原炉下部设置有喷枪口，喷枪口设置有喷枪，还原炉的上部设置有加料口和出烟口，还原炉的一端端部设置有放渣口，另一端端部设置有放锑口，所述的喷枪口至少有1个，所述的出烟口外设置有烟气收尘系统，所述的还原炉上还包括锑烟灰供给系统和粉煤供给系统，锑烟灰供给系统包括锑烟灰仓和设置在锑烟灰仓下部的螺旋计量称，粉煤供给系统包括粉煤仓和设置在粉煤仓下部的螺旋计量称，两个螺旋计量称的下游设置有共用的流化仓，流化仓的下游设置有气化喷射装置，气化喷射装置的下游设置有分料器，分料器的底部设置有两个出口并分别通过管道连接到还原炉底部喷枪口的喷枪上。
2、一种锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的工艺，包括以下步骤：
步骤一、将锑渣通过溜槽从出烟口直接送入还原炉内，同时从进料口向还原炉内连续补充铁矿石、石子和无烟煤粒，所述的锑渣为液态熔融形态或固体形态，含锑量为20%~70%，所述的铁矿石和石子是造渣添加剂，用于对还原炉内物料进行造渣；
步骤二、锑烟灰仓内的锑烟灰和粉煤仓内作为燃料的粉煤分别经螺旋计量称计量后，进入通有压缩空气的流化仓进行混合及流化；
步骤三、进行混合及流化后的锑烟灰和粉煤进入气化喷射装置，由富氧压缩空气吹入分料器，然后通过管道经喷枪从还原炉底部的喷枪口吹入还原炉内；同时从喷枪吹入还原炉的还包括喷枪保护气体氮气，还原炉内还原温度为900℃~1200℃，锑烟灰和粉煤在还原炉内发生传热传质反应，产出粗锑、炉渣和烟气，还原得到的粗锑由放锑口放出，还原产生的炉渣由放渣口放出，还原产生的烟气经出烟口进入烟气收尘系统。
所述的锑烟灰是氧化锑粉尘，还包括收尘系统收集的烟灰，用于纯氧化锑还原生产粗锑或精锑。
步骤二中所述的锑烟灰和粉煤的重量配比为锑烟灰：粉煤=3～20:1，粉煤固定含碳量为50％～90％，粒度不小于200目。
步骤三中所述的炉渣中的FeO、SiO2和CaO的重量百分比值为FeO：SiO2：CaO=0.8～1.5：1：1.2～3。
锑渣为液态熔融形态时，通过溜槽从出烟口间断的加入还原炉内。
锑渣为固体形态时，锑渣的粒径不大于80mm，先经电子计量称计量后通过溜槽从出烟口连续或间断加入还原炉内。
步骤一中所述的无烟煤粒为还原剂，无烟煤粒的固定含碳量为75%～95%，粒度为5mm～50mm。
步骤三中所述的富氧压缩空气为助燃剂，富氧压缩空气含氧量为21％～50％，压力为0.5MPa～1.2MPa，同时作为喷枪保护气体的氮气的压力为0.5MPa～1.2MPa。
本发明的积极效果是：
1、锑渣和锑烟灰直接进入还原炉进行熔炼，流程短、投资省；
2、采用粉煤为燃料，直接和锑烟灰一起吹入熔体内部，粉状物料直接熔池还原炼锑，燃料热效率高，烟尘率低，锑直收率提高5%～10%，锑物料的处理成本明显降低；
3、采用液态熔融形态锑渣和不需加水混合制粒的锑烟灰进行熔炼，大幅减少燃料消耗，能耗低；
4、工艺单元简化，过程自动化程度高，操作劳动强度低；
5、工艺实现负压操作，密闭性好，减少了环境污染；
6、工艺以锑矿炼锑及有色金属冶炼综合回收过程中产生的锑渣和烟灰为原料进行直接还原炼锑，原料适应性强，应用广泛。
附图说明
图1是本发明的装置的结构示意图。
图2是本发明的工艺的流程示意图。
图中：1、加料口；2、出烟口；3、放渣口；4、放锑口；5、喷枪口；6、喷枪；7、分料器；8、气化喷射装置；9、流化仓；10、螺旋计量称；11、锑烟灰仓；12、粉煤仓。
具体实施方式
如图1所示，一种锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的装置，包括沿轴线转动的圆筒型卧式还原炉，还原炉下部有2个喷枪口5，喷枪口5均安装有喷枪6，还原炉的上部留有加料口1和出烟口2，出烟口2外还设有烟气收尘系统，还原炉的一端端部开有放渣口3，另一端端部开有放锑口4，还原炉上还连接有锑烟灰供给系统和粉煤供给系统，锑烟灰供给系统包括锑烟灰仓11和连接在锑烟灰仓11下部的螺旋计量称10，粉煤供给系统包括粉煤仓12和连接在粉煤仓12下部的螺旋计量称10，两个螺旋计量称10的下游连接有共用的流化仓9，流化仓9的下游连接有气化喷射装置8，气化喷射装置8的下游安装有分料器7，分料器7的底部开有两个出口并分别通过管道连接到还原炉底部喷枪口5的喷枪6上。
如图2所示，一种锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的工艺，包括以下步骤：
步骤一、将锑渣通过溜槽从出烟口直接送入还原炉内，同时从进料口向还原炉内连续补充铁矿石、石子和无烟煤粒；其中，锑渣为液态熔融形态或固体形态，含锑量为20%~50%，锑渣为液态熔融形态时，通过溜槽从出烟口间断的加入还原炉内；锑渣为固体形态时，锑渣的粒径不大于80mm，先经电子计量称计量后通过溜槽从出烟口连续的加入还原炉内；铁矿石和石子是造渣添加剂，用于对还原炉内物料进行造渣，无烟煤粒为还原剂，无烟煤粒的固定含碳量为75%～95%，粒度为5mm～50mm；
步骤二、锑烟灰仓内的锑烟灰和粉煤仓内作为燃料的粉煤分别经螺旋计量称计量后，进入通有压缩空气的流化仓进行混合及流化；其中，锑烟灰是氧化锑粉尘，还包括收尘系统收集的烟灰，用于纯氧化锑还原生产粗锑或精锑，锑烟灰和粉煤的重量配比为锑烟灰：粉煤=3～20:1，粉煤固定含碳量为50％～90％，粉煤粒度不小于200目；
步骤三、进行混合及流化后的锑烟灰和粉煤进入气化喷射装置，由富氧压缩空气吹入分料器，然后通过管道经喷枪从还原炉底部的喷枪口吹入还原炉内；同时从喷枪吹入还原炉的还包括喷枪保护气体氮气，还原炉内还原温度为900℃~1200℃，锑烟灰和粉煤在还原炉内发生传热传质反应，产出粗锑、炉渣和烟气，还原得到的粗锑由放锑口放出，还原产生的炉渣由放渣口放出，还原产生的烟气经出烟口进入烟气收尘系统；其中，炉渣中的FeO、SiO2和CaO的重量百分比值为FeO：SiO2：CaO=0.8～1.5：1：1.2～3，富氧压缩空气为助燃剂，富氧压缩空气含氧量为21％～50％，压力为0.5MPa～1.2MPa，同时作为喷枪保护气体的氮气的压力为0.5MPa～1.2MPa。
Claims (9)
1.一种锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的装置，包括沿轴线转动的圆筒型卧式还原炉，还原炉下部设置有喷枪口，喷枪口设置有喷枪，还原炉的上部设置有加料口和出烟口，还原炉的一端端部设置有放渣口，另一端端部设置有放锑口，其特征在于：所述的喷枪口至少有1个，所述的出烟口外设置有烟气收尘系统，所述的还原炉上还包括锑烟灰供给系统和粉煤供给系统，锑烟灰供给系统包括锑烟灰仓和设置在锑烟灰仓下部的螺旋计量称，粉煤供给系统包括粉煤仓和设置在粉煤仓下部的螺旋计量称，两个螺旋计量称的下游设置有共用的流化仓，流化仓的下游设置有气化喷射装置，气化喷射装置的下游设置有分料器，分料器的底部设置有两个出口并分别通过管道连接到还原炉底部喷枪口的喷枪上。
2.一种锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、将锑渣通过溜槽从出烟口直接送入还原炉内，同时从进料口向还原炉内连续补充铁矿石、石子和无烟煤粒，所述的锑渣为液态熔融形态或固体形态，含锑量为20%~70%，所述的铁矿石和石子是造渣添加剂，用于对还原炉内物料进行造渣；
步骤二、锑烟灰仓内的锑烟灰和粉煤仓内作为燃料的粉煤分别经螺旋计量称计量后，进入通有压缩空气的流化仓进行混合及流化；
步骤三、进行混合及流化后的锑烟灰和粉煤进入气化喷射装置，由富氧压缩空气吹入分料器，然后通过管道经喷枪从还原炉底部的喷枪口吹入还原炉内；同时从喷枪吹入还原炉的还包括喷枪保护气体氮气，还原炉内还原温度为900℃~1200℃，锑烟灰和粉煤在还原炉内发生传热传质反应，产出粗锑、炉渣和烟气，还原得到的粗锑由放锑口放出，还原产生的炉渣由放渣口放出，还原产生的烟气经出烟口进入烟气收尘系统。
3.根据权利要求2所述的锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的工艺，其特征在于：所述的锑烟灰是氧化锑粉尘，还包括收尘系统收集的烟灰，用于纯氧化锑还原生产粗锑或精锑。
4.根据权利要求2所述的锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的工艺，其特征在于：步骤二中所述的锑烟灰和粉煤的重量配比为锑烟灰：粉煤=3～20:1，粉煤固定含碳量为50％～90％，粒度不小于200目。
5.根据权利要求2所述的锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的工艺，其特征在于：步骤三中所述的炉渣中的FeO、SiO2和CaO的重量百分比值为FeO：SiO2：CaO=0.8～1.5：1：1.2～3。
6.根据权利要求2所述的锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的工艺，其特征在于：锑渣为液态熔融形态时，通过溜槽从出烟口间断的加入还原炉内。
7.根据权利要求2所述的锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的工艺，其特征在于：锑渣为固体形态时，锑渣的粒径不大于80mm，先经电子计量称计量后通过溜槽从出烟口连续或间断加入还原炉内。
8.根据权利要求2所述的锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的工艺，其特征在于：步骤一中所述的无烟煤粒为还原剂，无烟煤粒的固定含碳量为75%～95%，粒度为5mm～50mm。
9.根据权利要求2所述的锑渣和锑烟灰直接还原炼锑的工艺，其特征在于：步骤三中所述的富氧压缩空气为助燃剂，富氧压缩空气含氧量为21％～50％，压力为0.5MPa～1.2MPa，同时作为喷枪保护气体的氮气的压力为0.5MPa～1.2MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160525 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |