專利名稱：鉛銻合金火法分離生產(chǎn)高純銻白的方法和裝置的制作方法
專利說明鉛銻合金火法分離生產(chǎn)高純銻白的方法和裝置 本發(fā)明涉及一種利用鉛銻合金火法分離制取可控粒度高純銻白的方法和裝置。銻白，學(xué)名三氧化二銻，其廣泛應(yīng)用于搪瓷、顏料、油漆、塑料、玻璃、陶瓷和防火織物行業(yè)。目前的主要用途是用作塑料、化纖物等的阻燃增效劑。銻白的生產(chǎn)原料分為兩類第一類是單一原生輝銻礦，第二類是與其它金屬伴生的復(fù)雜銻礦。單一的礦經(jīng)過數(shù)十年的開采，其儲量越來越低于復(fù)雜礦。而近年來被日益重視，且被大量開采的復(fù)雜礦由于其冶煉工藝上存在的鉛銻分離難的問題而嚴(yán)重影響其應(yīng)用價(jià)值。目前被廣泛使用的鉛銻合金灰吹初步分離，還原，磷酸鹽除鉛，氧化生產(chǎn)銻白的方法，由于工藝冗長，金屬回收率低，綜合利用率差，而使其產(chǎn)品成本偏高。在采用正壓吹氧的一次性鉛銻分離銻白的裝置生產(chǎn)銻白產(chǎn)品時，由于銻液面承受著氣流的壓力，故此大大地抑制了銻蒸氣及其氧化物的揮發(fā)，而且由于銻氧化物在合金液面的沉積大大地減低了氧氣與銻金屬接觸的能力而使產(chǎn)量大大降低。為了克服現(xiàn)有工藝的缺陷，實(shí)現(xiàn)鉛銻的一次分離，生產(chǎn)出高純銻白，本發(fā)明利用熱風(fēng)式的氧化爐，提供一種鉛銻合金火法分離生產(chǎn)高純銻白的方法和裝置本發(fā)明的目的是通過如下方法實(shí)現(xiàn)的在氧化爐內(nèi)將鉛銻合金加熱到熔融狀態(tài)，溫度為750℃以下，由于重力和共晶物形成的作用，在合金液面形成了富銻層，鉛則向合金液底部富集，在合金液面形成一切線流向的空氣或氧化氣流，氣流的流速為5-40m/s，溫度為100～500℃，由于高溫氣流的作用，從而使得合金液面產(chǎn)生翻騰并形成負(fù)壓，由于鉛、銻及其氧化物在一定溫度下其蒸汽壓存在的差別，銻蒸汽被氣流迅速帶離合金表面并被迅速氧化生成三氧化二銻。將氣流溫度在100-500℃之間調(diào)整，且在反應(yīng)室內(nèi)用冷風(fēng)將溫度迅速降低到400℃以下，從而控制三氧化二銻的晶型及粒度的形成，而產(chǎn)出粒度為0.3um-1.2um的銻白產(chǎn)品。
在氧化過程中鉛則富集于合金的底部，在過程中排出，送電解工段生產(chǎn)精鉛。氧化所產(chǎn)出的三氧化二銻被引風(fēng)機(jī)抽到布袋收塵系統(tǒng)捕集。
合金體的熔融，溫度的保持以及吹氧氣體的預(yù)熱可以采用天然氣、煤氣、汽油、酒精等直接的加熱方式，亦可以采用煤、焦炭等間接加熱方式。
一種實(shí)現(xiàn)上述方法所使用的裝置，該裝置為一氧化爐，包括由不銹鋼或其它導(dǎo)熱材料制成的氧化爐體4、預(yù)熱由空氣輸送系統(tǒng)輸送的空氣的空氣預(yù)熱室2，預(yù)熱空氣經(jīng)輸送管道3進(jìn)入切線升華氧化室5，使空氣加熱到50～400℃并切線掠過合金液面并進(jìn)入反應(yīng)室7，投料口8及放料閥12，爐體4外包保溫材料，爐內(nèi)盛載合金液體11。爐內(nèi)熔體通過爐體周邊和底部的傳熱采用手燒或機(jī)械燃燒煤炭、焦炭的間接方式供熱，也可使用汽、液體干凈燃料通過投料供熱直接加熱，確保爐內(nèi)合金液體的溫度保持在750℃以下。氧化氣體通過氣體輸送系統(tǒng)1送入氣體加熱氣2，通過燃燒尾氣的熱交換將氧化氣體升溫至50～400℃之間，通過熱風(fēng)輸送管道3將預(yù)熱空氣送入切線升華氧化室5，使氧化氣流切線掠過合金熔體11的表面，銻被升華氧化并通過通道10被送入反應(yīng)室7，三氧化二銻蒸氣在反應(yīng)室7完成晶形晶粒的生長過程被引風(fēng)收塵捕集系統(tǒng)9通過管道6引至收塵室收集而成為銻白。隨著過程的進(jìn)行，逐步貧化銻的底鉛陸續(xù)從排料口排出，并在過程中通過投料口8向爐內(nèi)投入鉛銻合金以保持氧化生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。
本發(fā)明采用與正壓氣流完全相反的負(fù)壓氣流的切線吹氧的氧化方式，既在合金液面形成負(fù)壓使得銻蒸氣更易揮發(fā)脫離合金液體，又使得合金液體產(chǎn)生了翻騰和使得氧化殘留渣吹至氧化鍋尾部，從而保證了在整個生產(chǎn)過程中保持最大部分的新鮮合金液面，從而解決了舊有方法中存在的問題。采用本發(fā)明制備銻白，具有產(chǎn)量大、能耗低等特點(diǎn)，而且可以采用各類復(fù)雜銻礦產(chǎn)出的或廢雜銻鉛或含銻廢渣金屬回收產(chǎn)出的各類鉛銻合金作原料，所得的產(chǎn)品含Se少于2ppm，白度大于95％，粒度在0.2-1.2μm范圍內(nèi)控制。

圖1本發(fā)明所述裝置結(jié)構(gòu)剖面圖。實(shí)施例1使用合金原料成份(重量百分比)
元素 PbSb AsAg鉛銻合金58.43 38.50.370.28陽極泥合金 26.466.31.621.13工藝條件合金按比例熔融，采用650℃以下溫度加堿除砷除雜，720℃～780℃溫度中溫氧化。
除砷合金化學(xué)成份(重量百分比)元素 Pb SbAs Ag含量56.17 40.73 0.01 0.31產(chǎn)出銻白產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(重量百分比)指標(biāo) Sb2O3As2O3PbO Fe2O3CaO Se白度不溶物 平均料度含量 99.90 0.02 0.072 0.0015 0.0001 0.0001896.5 0.02 0.3～0.9μm底鉛化學(xué)成份(重量百分比)元素PbSbAs Ag含量89.29.210.0070.49實(shí)施例2使用合金原料成份(重量百分比)元素Pb Sb As Ag鉛銻合金61.3336.25 0.57 0.23陽極泥合金 25.2967.14 1.42 1.05工藝條件合金按比例熔融，采用650℃以下溫度加堿除砷除雜，720℃～780℃溫度中溫氧化。
除砷合金化學(xué)成份(重量百分比)元素 PbSb As Ag含量57.6141.260.013 0.32產(chǎn)出銻白產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(重量百分比)指標(biāo) Sb2O3As2O3PbO Fe2O3CaO Se 白度 不溶物 平均料度含量99.90 0.014 0.077 0.0015 0.0001 0.000297 0.023 0.3～0.9μm底鉛化學(xué)成份(重量百分比)元素Pb Sb Ag含量87.6310.530.49實(shí)施例3使用合金原料成份(重量百分比)
元素 Pb Sb AsAg鉛銻合金67.0627.14 0.610.21陽極泥合金 28.7261.65 1.070.93工藝條件合金按比例熔融，采用650℃以下溫度加堿除砷除雜，720℃～780℃溫度中溫氧化。
除砷合金化學(xué)成份(重量百分比)元素 Pb Sb As Ag含量55.79 43.63 0.0080.38產(chǎn)出銻白產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(重量百分比)指標(biāo) Sb2O3As2O3PbO Fe2O3CaOSe白度不溶物 平均料度含量99.90 0.0170.072 0.00140.00014 0.0002 96.10.0210.3～0.9μm底鉛化學(xué)成份(重量百分比)元素 Pb Sb Ag含量87.9510.71 0.57實(shí)施例4使用合金原料成份(重量百分比)元素 PbSb AsAg鉛銻合金 61.7936.410.490.26陽極泥合金26.7167.841.581.23氧粉還原合金 4.47 92.162.13工藝條件合金按比例熔融，采用650℃以下溫度加堿除砷除雜，720℃～780℃溫度中溫氧化。
除砷合金化學(xué)成份(重量百分比)元素 Pb Sb As Ag含量56.3241.72 0.012 0.31產(chǎn)出銻白產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(重量百分比)指標(biāo) Sb2O3As2O3PbO Fe2O3CaO Se 白度不溶物 平均料度含量99.900.02 0.07 0.00150.0001 0.00016 96.00.0230.3～0.9μm底鉛化學(xué)成份(重量百分比)元素Pb Sb Ag含量90.22 8.27 0.4權(quán)利要求
1.一種鉛銻合金火法分離生產(chǎn)高純銻白的方法，其特征在于本發(fā)明在氧化爐內(nèi)將鉛銻合金加熱到熔融狀態(tài)，溫度為750℃以下，由于重力和共晶物形成的作用，在合金液面形成了富銻層，鉛則向合金液底部富集，在合金液面形成一切線流向的空氣或氧化氣流，氣流的流速為5～40m/s，溫度為100～500℃，由于高溫氣流的作用，從而使得合金液面產(chǎn)生翻騰并形成負(fù)壓，由于鉛、銻及其氧化物在一定溫度下其蒸汽壓存在的差別，銻蒸汽被氣流迅速帶離合金表面并被迅速氧化生成三氧化二銻。
2.一種用于權(quán)利要求1所述方法的專用裝置，其特征在于該裝置為一氧化爐，包括由不銹鋼或其它導(dǎo)熱材料制成的氧化爐體(4)，預(yù)熱由空氣輸送系統(tǒng)輸送的空氣的空氣預(yù)熱室(2)，預(yù)熱空氣經(jīng)輸送管道(3)進(jìn)入切線升華氧化室(5)，使空氣加熱到50～400℃切線掠過合金液面并進(jìn)入反應(yīng)室(7)，投料口(8)及放料閥(12)，爐體(4)外包保溫材料，爐內(nèi)盛載合金液體(11)。
全文摘要
一種鉛銻合金火法分離生產(chǎn)高純銻白的方法和裝置。本發(fā)明在氧化爐內(nèi)將鉛銻合金加熱到熔融狀態(tài),在合金液面形成一切線流向的空氣或氧化氣流,銻蒸氣被氣流迅速帶離合金表面并被迅速氧化生成三氧化二銻。采用本發(fā)明制備銻白,具有產(chǎn)量大、能耗低等特點(diǎn),而且可以采用各類復(fù)雜銻礦產(chǎn)出的或廢雜銻鉛或含銻廢渣金屬回收產(chǎn)出的各類鉛銻合金作原料,所得的產(chǎn)品含Se少于2ppm,白度大于95%,粒度在0.2－1.2μm范圍內(nèi)控制。
文檔編號C22B30/00GK1363709SQ0113159
公開日2002年8月14日 申請日期2001年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月6日
發(fā)明者崔國安, 閻祖軍, 鐘宇, 楊一乾 申請人:郁南縣廣鑫冶煉有限公司