一種還原熔煉渣及其在粗氧化銻還原熔煉中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種還原熔煉渣及其在粗氧化銻還原熔煉中的應(yīng)用，屬于有色金屬冶 金領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 粗氧化銻的反射爐加堿還原熔煉法是目前主要的粗氧化銻還原熔煉工藝。該工藝 的基本過(guò)程是在反射爐內(nèi)投入粗氧化銻、碳質(zhì)還原劑和Na 2C〇3熔劑，在1000~1200°C的溫度 下進(jìn)行粗Sb203的還原熔煉，產(chǎn)出粗銻、泡渣和煙氣。該方法未對(duì)還原渣型加以考慮，產(chǎn)出的 泡渣性質(zhì)差、含銻高，返粉量大導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，故而亟需新工藝來(lái)取代。
[0003] 申請(qǐng)?zhí)枮?01210257283.9的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種采用底吹熔池還原熔煉銻 的工藝及裝置，其采用了底吹熔池熔煉技術(shù)，氧氣由底部的金屬銻傳遞，入爐的富氧空氣壓 力高，渣含銻高。申請(qǐng)?zhí)枮?01310070397.7的中國(guó)專利公開(kāi)了一種硫化銻精礦富氧熔池熔 煉的方法，但其所產(chǎn)粗銻中含金，需要將產(chǎn)出的粗銻吹煉成粗三氧化二銻以回收貴金屬，工 序較多，生產(chǎn)效率低。申請(qǐng)?zhí)枮?01410173447.9的中國(guó)專利公開(kāi)了一種氧化銻物料熔池熔 煉生產(chǎn)粗銻的方法及裝置，其采用富氧側(cè)吹熔池熔煉法，但采用的是Si〇2-FeO_CaO三元渣， 故爐溫控制高，能耗高，返粉多。
[0004] 軒心宇等進(jìn)行過(guò)基于Ca0-Si02-Fe0-Na20-Al 203渣系下高磷鐵水脫磷試驗(yàn)研究，是 在固定的ω (Ca0)/co (Si〇2))=4, ω (Fe0)=60%下研究用Na2〇和AI2O3對(duì)含磷鐵水脫磷效 果，溫度控制在 1400°C。國(guó)外學(xué)者Aurelio Hernandez研究過(guò)Ca〇-Si〇2-CaF2-Fe〇-Na2〇渣系 對(duì)鐵水的脫硫和脫磷預(yù)處理作用，ω (Ca0)/co (Si〇2) = 4co (CaF2)=20%，ω (Fe0)=4~ 8%，ω (Na2〇) = l~6%，溫度控制在 1350~1450°C。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有關(guān)于Si〇2-Fe〇-Ca〇-Na2〇渣的專門(mén)研究，尤其是關(guān)于Si〇2_ Fe〇-Ca〇-Na20渣在粗氧化銻還原熔煉中應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)的記載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種還原熔煉渣及其在粗氧化銻還原熔煉中 的應(yīng)用，以解決現(xiàn)行的反射爐還原熔煉粗氧化銻工藝存在的渣含銻高、銻直收率低、揮發(fā)返 粉多等問(wèn)題。
[0007] 本發(fā)明一種還原熔煉渣，以質(zhì)量份數(shù)比計(jì)包括下述組分：
[0008] Si〇2 20~40份、優(yōu)選為25-35份、進(jìn)一步優(yōu)選為30-35份；
[0009] FeO 25~40份、優(yōu)選為30-40份、進(jìn)一步優(yōu)選為30-38份；
[0010] CaO 5~20份、優(yōu)選為8-20份、進(jìn)一步優(yōu)選為8-15份；
[0011] Na2〇 5~30份、優(yōu)選為10-25份、進(jìn)一步優(yōu)選為16-28份。
[0012]本發(fā)明一種還原熔煉渣，其熔點(diǎn)為900~1000°C。
[0013] 本發(fā)明一種還原熔煉渣的應(yīng)用，包括下述步驟：
[0014] 步驟一
[0015] 將所要熔煉的粗氧化銻做檢測(cè)分析，確定其中Si02、Fe、CaO、Na的含量;對(duì)碳質(zhì)還 原劑做檢測(cè)分析，確定其中C的含量；
[0016] 步驟二
[0017]稱取一定量的粗氧化銻，按所取粗氧化銻質(zhì)量8~20%計(jì)算得出C元素的補(bǔ)充量， 再將C元素的補(bǔ)充量換算成碳質(zhì)還原劑的補(bǔ)充量；
[0018] 步驟三
[0019] 設(shè)定還原熔煉渣的組分含量;設(shè)定的還原熔煉渣與所配取粗氧化銻的關(guān)系;根據(jù) 所設(shè)定還原熔煉渣的組分含量和步驟一中所測(cè)得粗氧化銻中310 2、？^0&0、他的含量以及 設(shè)定的還原熔煉渣與所配取粗氧化銻的關(guān)系計(jì)算出所要補(bǔ)入的310 2、？^0&0、似;然后根據(jù) 計(jì)算結(jié)果配取Si〇2源、Fe源、CaO源、Na源；
[0020] 步驟四
[0021]將配取的物料投入熔煉爐，升溫至900~1200°C，保溫;得到粗銻、爐渣和煙氣。
[0022] 本發(fā)明一種還原熔煉渣的應(yīng)用，步驟一中所述碳質(zhì)還原劑選自焦粉、無(wú)煙煤、焦 炭、木炭中的至少一種。
[0023] 本發(fā)明一種還原熔煉渣的應(yīng)用，步驟一中，所述粗氧化銻中銻的質(zhì)量百分含為 30 %~83 %。所述粗氧化銻包括揮發(fā)階段產(chǎn)生的粗三氧化二銻、氧化銻礦或其它含銻煙塵。
[0024] 本發(fā)明一種還原熔煉渣的應(yīng)用，步驟三中，所設(shè)定的還原熔煉渣與所配取粗氧化 銻的關(guān)系為:還原熔煉渣與所配取粗氧化銻的質(zhì)量比為，還原熔煉渣:所配取粗氧化銻=1: 2-10、優(yōu)選為1:3-5、進(jìn)一步優(yōu)選為7:25。
[0025]本發(fā)明一種還原熔煉渣的應(yīng)用，步驟三中，Si02源為含Si02的物料;進(jìn)一步優(yōu)選為 二氧化硅、鐵橄欖石、硅酸鈣、硅酸鈉中的至少一種。
[0026]本發(fā)明一種還原熔煉渣的應(yīng)用，步驟三中，所述鐵源為含有鐵氧化物的物料;進(jìn)一 步優(yōu)選為草酸亞鐵、三氧化二鐵、鐵橄欖石中的至少一種。
[0027]本發(fā)明一種還原熔煉渣的應(yīng)用，步驟三中，所述CaO源為含有鈣元素和氧元素的物 料;優(yōu)選為CaO、碳酸鈣、硅酸鈣中的至少一種。
[0028]本發(fā)明一種還原熔煉渣的應(yīng)用，步驟三中，所述Na源為鈉鹽或含鈉氧化物;優(yōu)選為 碳酸鈉、氫氧化鈉、硅酸鈉中的至少一種。
[0029]本發(fā)明一種還原熔煉渣的應(yīng)用，步驟四中，將配取的物料投入熔煉爐，升溫至900 ~1200°C、優(yōu)選為950~1100°C，保溫30~150min、優(yōu)選為40~120min，得到粗銻和爐渣； [0030]熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵經(jīng)冷凝收塵后返粉處理，煙氣經(jīng)凈化后排空;保溫結(jié)束后， 金屬液可由虹吸口放出送精煉，爐渣可由放渣口排出。
[0031]本發(fā)明一種還原熔煉渣的應(yīng)用，該還原熔煉渣應(yīng)用于粗氧化銻的還原熔煉時(shí)，金 屬銻直收率大于等于90%、渣中含銻的質(zhì)量百分含量小于等于0.97%。
[0032]本發(fā)明一種粗氧化銻還原熔煉的方法及渣型在低熔點(diǎn)的Si02-Fe0-Ca0-Na20渣下 進(jìn)行粗氧化銻的還原熔煉，該方法具有熔煉溫度低、渣含銻低、銻直收率高、揮發(fā)返粉少等 顯著特點(diǎn)，可將其應(yīng)用到粗氧化銻的反射爐、電爐還原熔煉工藝中，能有效降低能耗，改善 技術(shù)指標(biāo)、提尚生廣效率。
[0033] 原理和優(yōu)勢(shì)
[0034]與現(xiàn)有的粗氧化銻還原熔煉技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0035] (1)該渣型適用性廣，可應(yīng)用到粗氧化銻的反射爐、電爐及熔池還原熔煉工藝中；
[0036] (2)該方法的金屬銻直收率可提高到90%以上，渣含銻可降低到1 %以下。
[0037] (3)該爐渣在1000°C的熔煉溫度下成渣迅速、流動(dòng)性好，可大大降低銻的揮發(fā)損 失；
[0038] (4)在保持渣型不變的情況下，可以按實(shí)際情況調(diào)小渣率，降低耗堿量；
[0039] (5)該爐渣具有一定的脫硫效果，可適用于含Sb2S3較高的粗氧化銻的還原熔煉；
[0040] (6)該爐渣流動(dòng)性好，密度小，黏度小，易與金屬分離。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0042] 實(shí)施例1
[0043] 本實(shí)施例以100g粗氧化銻為原料，其化學(xué)組成為Sb 78.5%，Si02 1.41%、Fe 0.36%、0&0 0.09%、恥0.05%、3 1.39%。將該粗氧化銻與1(^焦粉(含碳84.44%)和適量 的Si02、FeC2〇4 · 2H20、CaO、Na2C03化學(xué)純?cè)噭┗靹颍O(shè)計(jì)爐渣的Si0 2、FeO、CaO、Na20之間的質(zhì) 量百分比為34: 38:12:16，渣量為25g，將物料裝入剛玉坩堝并放入室溫下的電阻爐，以10 °C/min的速度升溫到1000°C并保溫、靜置50min，保溫結(jié)束后產(chǎn)出粗銻和爐渣，銻金屬直收 率為90.35%，渣含銻為0.74%。所得粗銻的品位為96.61 %。
[0044] 實(shí)施例2
[0045] 本實(shí)施例以100g粗氧化銻為原料，其化學(xué)組成為Sb 78.5%，Si02 1.41%、Fe 0.36%、0&0 0.09%、恥0.05%、3 1.39%。將該粗氧化銻與118焦粉(含碳88.44%)和適量 的Si02、FeC 2〇4 · 2H20、CaO、Na2C03化學(xué)純?cè)噭┗靹颍O(shè)計(jì)爐渣中Si0 2、FeO、CaO、Na20之間的質(zhì) 量百分比為30:34:12:24,渣量為28g。將物料裝入剛玉坩堝并放入室溫下的電阻爐，以10 °C/min的速度升溫到1000°C并保溫、靜置50min，保溫結(jié)束后產(chǎn)出粗銻和爐渣，銻金屬直收 率為92.84 %，渣含銻為0.97 %。所得粗銻的品位為98.49 %。
[0046] 實(shí)施例3
[0047] 本實(shí)施例以100g粗氧化銻為原料，其化學(xué)組成為Sb 78.5%，Si02 1.41%、Fe 0.36%、0&0 0.09%、恥0.05%、3 1.39%。將該粗氧化銻與128焦粉(含碳88.44%)和適量 的Si02、FeC 2〇4 · 2H20、CaO、Na2C03化學(xué)純?cè)噭┗靹?，設(shè)計(jì)爐渣的Si0 2、FeO、CaO、Na20之間的質(zhì) 量百分比為30:30:12:28，渣量為30g。將物料裝入剛玉坩堝并放入室溫下的電阻爐，以10 °C/min的速度升溫到1000°C并保溫、靜置50min，保溫結(jié)束后產(chǎn)出粗銻和爐渣，銻金屬直收 率為93.85 %，渣含銻為0.93 %。所得粗銻的品位為97.05 %。
[0048] 對(duì)比例1
[0049] 本對(duì)比例以100g粗氧化銻為原料，其化學(xué)組成為Sb 78.5%，Si02 1.41%、Fe 0.36%、0&0 0.09%、恥0.05%、3 1.39%。將該粗氧化銻與1(^焦粉(含碳88.44%)和適量 的Si02、FeC2〇4 · 2H20、Ca0化學(xué)純?cè)噭┗靹?，設(shè)計(jì)爐渣的Si02、Fe0、Ca0之間的質(zhì)量百分比為 40:45:15，渣量為20g。將物料裝入剛玉坩堝并放入室溫下的電阻爐，以10°C/min的速度升 溫到1000°C并保溫、靜置50min，保溫結(jié)束后產(chǎn)出粗銻和爐渣，銻金屬直收率為43.65 %，渣 含銻為30.93 %。所得粗銻的品位為96.03 %。
[0050] 對(duì)比例2
[0051 ] 本對(duì)比例以lOOg粗氧化銻為原料，其化學(xué)組成為Sb 78.5%，Si〇2 1.41%、Fe 0.36%、0&0 0.09%、恥0.05%、3 1.39%。將該粗氧化銻與1(^焦粉(含碳88.44%)和適量 的Si02、FeC2〇4 · 2H20、Ca0化學(xué)純?cè)噭┗靹?，設(shè)計(jì)爐渣的3丨02小6〇丄3〇、似20之間的質(zhì)量百分 比為35:17:20:28;渣量為20g。將物料裝入剛玉坩堝并放入室溫下的電阻爐，以10°C/min的 速度升溫到l〇〇〇°C并保溫、靜置50min，保溫結(jié)束后產(chǎn)出粗銻和爐渣，銻金屬直收率為 88.85 %，渣含銻為7.13 %。所得粗銻的品位為96.23 %。
[0052]通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例可以看出，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的還原熔煉渣應(yīng)用于粗氧化 銻還原熔煉時(shí)取得意想不到的效果，尤其是熔煉后，可獲得較高的金屬銻直收率，并且渣中 銻含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種還原熔煉渣，其特征在于以質(zhì)量份數(shù)比計(jì)包括下述組分： Si02 20~40 份； FeO 25 ~40 份； CaO 5 ~20 份; Na20 5~30 份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種還原熔煉渣，其特征在于以質(zhì)量份數(shù)比計(jì)包括下述組分： Si〇2 25-35 份: .FeO _3.0-40 份:； CaO 8-20 份： Na-20 10-30 ???-,3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種還原熔煉渣，其特征在于以質(zhì)量份數(shù)比計(jì)包括下述組分： Si02 30-34 份； FcO 34-38 汾； C'aO 8-15 份; Ma2Q 16-28 汾。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意所述的一種還原熔煉渣，其特征在于:所述還原熔煉渣的熔點(diǎn) 為900 ~1000°C。5. -種如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述還原熔煉渣的應(yīng)用，其特征在于包括下述步驟： 步驟一 將所要熔煉的粗氧化銻做檢測(cè)分析，確定其中Si〇2、Fe、Ca0、Na的含量； 對(duì)碳質(zhì)還原劑做檢測(cè)分析，確定其中C的含量； 步驟二 稱取一定量的粗氧化銻，按所取粗氧化銻質(zhì)量6~15%計(jì)算得出C元素的補(bǔ)充量，再將C 元素的補(bǔ)充量換算成碳質(zhì)還原劑的補(bǔ)充量； 步驟三 設(shè)定還原熔煉渣的組分含量； 設(shè)定的還原熔煉渣與所配取粗氧化銻的關(guān)系； 根據(jù)所設(shè)定還原熔煉渣的組分含量和步驟一中所測(cè)得粗氧化銻中3102、？^0&0、似的含 量以及設(shè)定的還原熔煉渣與所配取粗氧化銻的關(guān)系計(jì)算出所要補(bǔ)入的Si02、Fe、Ca0、Na;S 后根據(jù)計(jì)算結(jié)果配取Si〇2源、Fe源、CaO源、Na源； 步驟四 將配取的物料投入熔煉爐，升溫至900~1200°C，保溫;得到粗銻和爐渣。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種還原熔煉渣的應(yīng)用，其特征在于:步驟一中，所述碳質(zhì)還 原劑選自焦粉、無(wú)煙煤、焦炭、木炭中的至少一種；所述粗氧化銻中銻的質(zhì)量百分含量為 30%~83%。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種還原熔煉渣的應(yīng)用，其特征在于:步驟三中，所設(shè)定的還 原熔煉渣與所配取粗氧化銻的關(guān)系為:還原熔煉渣與所配取粗氧化銻的質(zhì)量比為，還原熔 煉渣:所配取粗氧化銻=1:2-10。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種還原熔煉渣的應(yīng)用，其特征在于：步驟三中，Si02源為含 Si02的物料;所述鐵源為含有鐵氧化物的物料;所述CaO源為含有鈣元素和氧元素的物料； 所述Na源為鈉鹽或含鈉氧化物。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種還原熔煉渣的應(yīng)用，其特征在于:步驟四中，將配取的物 料投入熔煉爐，升溫至900~1200 °C，保溫30~150min得到粗銻和爐渣;熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的 煙塵經(jīng)冷凝收塵后返粉處理，煙氣經(jīng)凈化后排空； 保溫結(jié)束后，金屬液可由虹吸口放出送精煉，爐渣可由放渣口排出。10. 根據(jù)權(quán)利要求5-9任意一項(xiàng)所述的一種還原熔煉渣的應(yīng)用，其特征在于:該還原熔 煉渣應(yīng)用于粗氧化銻的還原熔煉時(shí)，金屬銻直收率大于等于90%、渣中含銻的質(zhì)量百分含 量小于等于0.97 %。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種還原熔煉渣及其在粗氧化銻還原熔煉中的應(yīng)用，屬于有色金屬冶金領(lǐng)域。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的還原熔煉渣，以質(zhì)量份數(shù)比計(jì)包括SiO220～40份、FeO 20～40份、CaO 5～20份、Na2O 5～25份。本發(fā)明通過(guò)在粗氧化銻還原熔煉時(shí)補(bǔ)入本發(fā)明所設(shè)定的還原熔煉渣，在900～1200℃，保溫30～120min即可產(chǎn)出粗銻、玻璃渣、煙塵和煙氣，粗銻和爐渣在沉降分離后分別排出，煙塵返粉處理，煙氣凈化后排空。本發(fā)明所設(shè)計(jì)工藝具有熔煉溫度低、渣含銻低、銻直收率高，返粉量少等優(yōu)點(diǎn)；便于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
【IPC分類】C22B5/10, C22B30/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105714130
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610268662
【發(fā)明人】唐朝波, 陳永明, 劉恒, 唐雷, 曾萍, 葉龍剛, 李云, 劉永, 郭路路
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)