一種風煤吹爐和利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法
【專利摘要】本發明公開了一種風煤吹爐和利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，屬于有色金屬冶金【技術領域】。該風煤吹爐，包括爐身、進料口、風煤口、合金出口、渣口和煙塵出口，所述爐身呈柱體，爐身底部呈錐形，爐身被劃分為熔煉區和爐渣貧化區，熔煉區對應的爐身頂部設有進料口，爐渣貧化區對應的爐身側部設有煙塵出口，爐身錐形底部口設有合金出口，爐身中的爐渣形成渣線，渣線水平線附近且與煙塵出口同側的爐身側邊設有渣口，渣口與合金出口之間的爐身前后兩側之間對稱設有風煤口。并直接利用該風煤吹爐對脆硫鉛銻礦進行冶煉，本發明克服了現有脆硫鉛銻礦冶煉方法的缺陷，縮短冶煉流程，提高金屬回收率，節約生產成本，改善作業環境。
【專利說明】一種風煤吹爐和利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種風煤吹爐和利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，屬于有色金屬冶金【技術領域】。
【背景技術】
[0002]我國銻礦資源十分豐富，金屬儲量約為220?250萬噸，位居世界首位，儲量占世界總儲量的52%。近年來，由于銻礦超強度開采，采富棄貧，造成銻礦資源嚴重浪費，導致單一銻礦儲量越來越少，而復雜鉛銻礦相對增多，伴生復雜鉛銻礦開采量越來越大，復雜鉛銻礦代替單一銻礦成為生產鉛、銻金屬及其產品已成為我國銻工業發展的趨勢，這種趨勢也在成為世界鉛銻工業發展的趨勢。脆硫鉛銻礦是我國特有的一種多金屬復雜銻硫化礦，其主要元素含量為:Pb21%?30%、Sb23%?32%、S19%?25%、Fe7%?15%，其余還含有Ag、Sn、Zn、Cu等金屬和脈石成分。脆硫鉛銻礦的冶煉方法多種多樣，目前可用于工業生產有報道的有:如圖2所示的傳統工藝流程:沸騰焙燒-燒結-鼓風爐熔煉-吹煉工藝，以及氯化水解法兩種方法。沸騰焙燒-燒結-鼓風爐熔煉-吹煉工藝適于處理Pb/Sb>l的礦，以鉛為主產品，銻為副產品；氯化-水解法對銻礦含鉛量不限，以銻為主產品，鉛渣為副產品。氯化水解法是在鹽酸溶液中氯化水解脆硫鉛銻礦，其中的硫被氧化成單質硫，銻變成氯化銻進入溶液，鉛大部分以PbCl2形態留在渣中，過濾后，濾液水解制取銻白(純Sb2O3)或水解銻氧(Sb2O3)，水解銻白可作化工原料，水解銻氧可作工藝煉銻的原料，氯化水解法已完成年產1000噸銻氧(銻白)的工業化生產。氯化-水解法的優點是流程短，易實現工業生產，缺點是銻直收率低(約在84%左右)，廢水量大，廢水即使處理也難達到國家標準，因而不適于大規模的工業生產。沸騰焙燒-燒結-鼓風爐熔煉-吹煉工藝處理脆硫鉛銻礦由于必須經過精礦焙燒、焙砂燒結、鼓風爐熔煉等過程從而使得整個處理過程過于冗長，加之煙化吹煉存在鉛銻分離難的問題，導致整個處理過程鉛的回收率一般在70%左右，銻的回收率在60%左右，嚴重影響其應用的價值。另外這種方法在焙燒脫硫過程中產生濃度介于0.15%?2.5%的SO2廢氣，大多數冶煉企業將這種低濃度SO2廢氣直接排空，嚴重污染環境。部分冶煉廠采用石灰或碳酸氫銨來吸收這種廢氣，但是吸收過程中產生的堿渣具有毒性和水溶性對環境和人身造成嚴重威脅，至今仍是一個尚未解決的技術難題。從經濟、低碳方面講，可以說此種方法并不合理。但是，由于該法與傳統的燒結-鼓風爐煉鉛工藝類似，是目前可以分別得到金屬唯一成熟的方法，因而依舊被大多數鉛銻冶煉企業采用。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種風煤吹爐和利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法。本發明克服了現有脆硫鉛銻礦冶煉方法的缺陷，縮短冶煉流程，提高金屬回收率，節約生產成本，改善作業環境，本發明通過以下技術方案實現。
[0004]一種風煤吹爐，包括爐身、進料口 1、風煤口 2、合金出口 4、渣口 7和煙塵出口 8，所述爐身呈柱體，爐身底部呈錐形，爐身被劃分為熔煉區3和爐渣貧化區5，熔煉區3對應的爐身頂部設有進料口 1，爐渣貧化區5對應的爐身側部設有煙塵出口 8，爐身錐形底部口設有合金出口 4，爐身中的爐渣形成渣線6，渣線6水平線附近且與煙塵出口 8同側的爐身側邊設有渣口 7，渣口 7與合金出口 4之間的爐身前后兩側之間對稱設有風煤口 2。
[0005]一種上述的風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑從進料口 I投入到風煤吹爐中，并通過控制風煤口 2中吹入高壓空氣與粉煤的混合物，其中混合物風煤比為0.6?1.0，進風量控制在40?60m3/(m2.min)，使爐身中形成800?1100°C熔煉區3進行熔煉I?3h得到粗合金和爐渣，粗合金從合金出口 4排出；
步驟2、停止從進料口 I加入脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑，向風煤吹爐中爐渣貧化區5吹入高壓空氣與粉煤的混合物，其中混合物風煤比為0.6?0.8，進風量為30?40m3/(m2 *min)，使爐渣貧化區5形成1100?1250°C熔煉區3進行貧化O?Ih得到貧化爐渣和煙塵，貧化爐渣從渣口 7排出，煙塵從煙塵出口 8中收集，煙塵中細塵為高砷細塵，煙塵中粗塵為聞神、聞鋪粗塵。
[0006]所述步驟I中脆硫鉛銻礦包括以下質量百分比組分:銻21%?30%，鉛23%?32%，硫19%?25%，鋅4%?7%，鐵7%?15%，二氧化硅1.2%?3%，氧化鈣1.2%?3.5%,還有其他諸如銅、錫、秘、砷微量元素總和1.2%?4.3%。
[0007]所述步驟I中還原劑為粉煤或焦炭,還原劑加入量為礦石質量的0.5?1.2倍。
[0008]所述步驟I中熔劑為二氧化硅、氧化鈣和瑩石，二氧化硅、氧化鈣和瑩石加入量分別為礦石質量的0.5?I倍、0.8?I倍、0.1?0.2倍。
[0009]本發明的有益效果是:(1)對脆硫鉛銻礦進行一步處理即可獲得鉛銻粗合金，替代了傳統處理過程中沸騰脫硫、燒結制粒、鼓風熔煉等繁瑣的過程，縮短了冶煉工序；
(2)采用風煤吹煉的方式處理，提高了金屬回收率，降低了渣中金屬含量，節約了綜合能耗；
(3)對原料粒度、水份要求較寬，備料相對容易，具有廣泛的適應性；
(4)處理設備結構簡單、占地小、投資小、易于實現。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明風煤吹爐結構示意圖；
圖2是脆硫鉛銻礦現有技術火法冶煉工藝流程圖；
圖3是本發明工藝流程圖。
[0011]圖中:1_進料口，2-風煤口，3-熔煉區，4-合金出口，5-爐渣貧化區，6-渣線，7-渣口，8-煙塵出口。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明作進一步說明。
[0013]實施例1
如圖1所示，該風煤吹爐，包括爐身、進料口 1、風煤口 2、合金出口 4、渣口 7和煙塵出口8，所述爐身呈柱體，爐身底部呈錐形，爐身被劃分為熔煉區3和爐渣貧化區5，熔煉區3對應的爐身頂部設有進料口 1，爐渣貧化區5對應的爐身側部設有煙塵出口 8，爐身錐形底部口設有合金出口 4，爐身中的爐渣形成渣線6，渣線6水平線附近且與煙塵出口 8同側的爐身側邊設有渣口 7，渣口 7與合金出口 4之間的爐身前后兩側之間對稱設有風煤口 2。
[0014]如圖3所示，該利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑從進料口 I投入到風煤吹爐中，并通過控制風煤口 2中吹入高壓空氣與粉煤的混合物，其中混合物風煤比為0.6，進風量控制在40m3/ (m2.min)，使爐身中形成800°C熔煉區3進行熔煉3h得到粗合金和爐渣，粗合金從合金出口 4排出；在此過程中硫氧化成SO2除去；Sb硫化物生成Sb2O3 ；Sb部分揮發入塵，部分入金屬相；Pb硫化物生成PbO ；Pb部分進入金屬相，部分進入氣相；Bi和As大部分入氣相；Ag、Cu絕大部分入金屬相，微量入氣相；其中脆硫鉛銻礦包括以下質量百分比組分:銻29.7%,鉛 24.6%,硫 19.8%,鋅 6.5%,鐵 11.4%, 二氧化硅 2.6%,氧化鈣 3.3%,其他:2.1% ;還原劑為質量1:1的粉煤和焦炭；還原劑加入量為礦石質量的0.8倍；熔劑為二氧化硅、氧化鈣和瑩石；二氧化硅、氧化鈣和瑩石加入量分別為礦石質量的0.7倍、0.8倍、0.2倍；
步驟2、停止從進料口 I加入脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑，向風煤吹爐中爐渣貧化區5吹入高壓空氣與粉煤的混合物，由于高溫氣流的作用使得氣相物質向爐渣貧化區5移動，其中混合物風煤比為0.6，進風量為30m3/(m2.min)，使爐渣貧化區5形成1250°C熔煉區3進行貧化Ih得到貧化爐渣和煙塵，貧化爐渣從渣口 7排出，煙塵從煙塵出口 8中收集，煙塵中細塵為高砷細塵，煙塵中粗塵為高砷、高銻粗塵。
[0015]實施例2
如圖1所示，該風煤吹爐，包括爐身、進料口 1、風煤口 2、合金出口 4、渣口 7和煙塵出口8，所述爐身呈柱體，爐身底部呈錐形，爐身被劃分為熔煉區3和爐渣貧化區5，熔煉區3對應的爐身頂部設有進料口 1，爐渣貧化區5對應的爐身側部設有煙塵出口 8，爐身錐形底部口設有合金出口 4，爐身中的爐渣形成渣線6，渣線6水平線附近且與煙塵出口 8同側的爐身側邊設有渣口 7，渣口 7與合金出口 4之間的爐身前后兩側之間對稱設有風煤口 2。
[0016]如圖3所示，該利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑從進料口 I投入到風煤吹爐中，并通過控制風煤口 2中吹入高壓空氣與粉煤的混合物，其中混合物風煤比為1.0，進風量控制在60m3/(m2.min)，使爐身中形成1100°C熔煉區3進行熔煉Ih得到粗合金和爐渣，粗合金從合金出口 4排出；在此過程中硫氧化成SO2除去；Sb硫化物生成Sb2O3 ；Sb部分揮發入塵，部分入金屬相；Pb硫化物生成PbO ；Pb部分進入金屬相，部分進入氣相；Bi和As大部分入氣相；Ag、Cu絕大部分入金屬相，微量入氣相；其中脆硫鉛銻礦包括以下質量百分比組分:銻22.9%,鉛 31.6%,硫 24.7%,鋅 5.9%,鐵 9.8%, 二氧化硅 1.6%,氧化鈣 1.9%,其他:2.6% ;還原劑為粉煤；還原劑加入量為礦石質量的1.2倍；熔劑為二氧化硅、氧化鈣和瑩石；加入量分別為礦石質量的0.5倍、I倍、0.1倍；
步驟2、停止從進料口 I加入脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑，向風煤吹爐中爐渣貧化區5吹入高壓空氣與粉煤的混合物，由于高溫氣流的作用使得氣相物質向爐渣貧化區5移動，，其中混合物風煤比為0.8，進風量為40m3/(m2.min)，使爐渣貧化區5形成1100°C熔煉區3進行貧化0.8h得到貧化爐渣和煙塵，貧化爐渣從渣口 7排出，煙塵從煙塵出口 8中收集，煙塵中細塵為高砷細塵，煙塵中粗塵為高砷、高銻粗塵。
[0017]實施例3 如圖1所示，該風煤吹爐，包括爐身、進料口 1、風煤口 2、合金出口 4、渣口 7和煙塵出口8，所述爐身呈柱體，爐身底部呈錐形，爐身被劃分為熔煉區3和爐渣貧化區5，熔煉區3對應的爐身頂部設有進料口 1，爐渣貧化區5對應的爐身側部設有煙塵出口 8，爐身錐形底部口設有合金出口 4，爐身中的爐渣形成渣線6，渣線6水平線附近且與煙塵出口 8同側的爐身側邊設有渣口 7，渣口 7與合金出口 4之間的爐身前后兩側之間對稱設有風煤口 2。
[0018]如圖3所示，該利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑從進料口 I投入到風煤吹爐中，并通過控制風煤口 2中吹入高壓空氣與粉煤的混合物，其中混合物風煤比為0.8，進風量控制在50m3/ (m2.min)，使爐身中形成1000°C熔煉區3進行熔煉2h得到粗合金和爐渣，粗合金從合金出口 4排出；在此過程中硫氧化成SO2除去；Sb硫化物生成Sb2O3 ；Sb部分揮發入塵，部分入金屬相；Pb硫化物生成PbO ；Pb部分進入金屬相，部分進入氣相；Bi和As大部分入氣相；Ag、Cu絕大部分入金屬相，微量入氣相；其中脆硫鉛銻礦包括以下質量百分比組分:銻25.7%,鉛 26.9%,硫 22.7%,鋅 5.4%,鐵 12.4%, 二氧化硅 2.4%,氧化鈣 2.6%,其他 1.9% ;還原劑為焦炭，還原劑加入量為礦石質量的0.5倍；熔劑為二氧化硅、氧化鈣和瑩石，二氧化硅、氧化1丐和IS石加入量分別為礦石質量的I倍、0.9倍、0.15倍。
[0019]步驟2、停止從進料口 I加入脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑，向風煤吹爐中爐渣貧化區5吹入高壓空氣與粉煤的混合物，由于高溫氣流的作用使得氣相物質向爐渣貧化區5移動，，其中混合物風煤比為0.7，進風量為35m3/(m2.min)，使爐渣貧化區5形成1180°C熔煉區3進行貧化Ih得到貧化爐渣和煙塵，貧化爐渣從渣口 7排出，煙塵從煙塵出口 8中收集，煙塵中細塵為高砷細塵，煙塵中粗塵為高砷、高銻粗塵。
[0020]實施例4
如圖1所示，該風煤吹爐，包括爐身、進料口 1、風煤口 2、合金出口 4、渣口 7和煙塵出口8，所述爐身呈柱體，爐身底部呈錐形，爐身被劃分為熔煉區3和爐渣貧化區5，熔煉區3對應的爐身頂部設有進料口 1，爐渣貧化區5對應的爐身側部設有煙塵出口 8，爐身錐形底部口設有合金出口 4，爐身中的爐渣形成渣線6，渣線6水平線附近且與煙塵出口 8同側的爐身側邊設有渣口 7，渣口 7與合金出口 4之間的爐身前后兩側之間對稱設有風煤口 2。
[0021]如圖3所示，該利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，其具體步驟如下:
步驟1、首先將脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑從進料口 I投入到風煤吹爐中，并通過控制風煤口 2中吹入高壓空氣與粉煤的混合物，其中混合物風煤比為0.9，進風量控制在55m3/ (m2 -min)，使爐身中形成1050°C熔煉區3進行熔煉2.5h得到粗合金和爐渣，粗合金從合金出口 4排出；在此過程中硫氧化成SO2除去；Sb硫化物生成Sb2O3 ；Sb部分揮發入塵，部分入金屬相；Pb硫化物生成PbO ；Pb部分進入金屬相，部分進入氣相；Bi和As大部分入氣相；Ag、Cu絕大部分入金屬相，微量入氣相；其中脆硫鉛銻礦包括以下質量百分比組分:銻21.2%,鉛 31.9%,硫 24.1%，鋅 4.4%,鐵 11.4%, 二氧化硅 1.3%,氧化鈣 3.5%,其他 2.2% ;還原劑為焦炭，還原劑加入量為礦石質量的0.8倍；熔劑為二氧化硅、氧化鈣和瑩石，二氧化硅、氧化I丐和IS石加入量分別為礦石質量的0.8倍、0.8倍、0.2倍。
[0022]步驟2、將步驟I獲得的渣從渣口 7排出，將步驟I獲得的煙塵從煙塵出口 8中收集，煙塵中細塵為高砷細塵，煙塵中粗塵為高砷、高銻粗塵。
[0023]上面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種風煤吹爐，其特征在于:包括爐身、進料口(1)、風煤口(2)、合金出口(4)、渣口(7)和煙塵出口(8)，所述爐身呈柱體，爐身底部呈錐形，爐身被劃分為熔煉區(3)和爐渣貧化區(5 )，熔煉區(3 )對應的爐身頂部設有進料口( 1 )，爐渣貧化區(5 )對應的爐身側部設有煙塵出口(8)，爐身錐形底部口設有合金出口(4)，爐身中的爐渣形成渣線(6)，渣線(6)水平線附近且與煙塵出口(8)同側的爐身側邊設有渣口(7)，渣口(7)與合金出口(4)之間的爐身前后兩側之間對稱設有風煤口(2)。
2.一種利用權利要求1所述的風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，其特征在于具體步驟如下: 步驟1、首先將脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑從進料口( 1)投入到風煤吹爐中，并通過控制風煤口(2)中吹入高壓空氣與粉煤的混合物，其中混合物風煤比為0.6?1.0，進風量控制在40?60m3/(m2.min)，使爐身中形成800?1100°C熔煉區(3)進行熔煉1?3h得到粗合金和爐渣，粗合金從合金出口(4)排出； 步驟2、停止從進料口(1)加入脆硫鉛銻礦、還原劑以及熔劑，向風煤吹爐中爐渣貧化區(5)吹入高壓空氣與粉煤的混合物，其中混合物風煤比為0.6?0.8，進風量為30?40m3/(m2.min)，使爐渣貧化區(5)形成1100?1250°C熔煉區(3)進行貧化0?lh得到貧化爐渣和煙塵，貧化爐渣從渣口(7)排出，煙塵從煙塵出口(8)中收集，煙塵中細塵為高砷細塵，煙塵中粗塵為高砷、高銻粗塵。
3.如權利要求2所述的利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，其特征在于:所述步驟.1中脆硫鉛銻礦包括以下質量百分比組分:銻21%?30%，鉛23%?32%，硫19%?25%，鋅.4%?7%，鐵7%?15%，二氧化硅1.2%?3%，氧化鈣1.2%?3.5%，還有其他諸如銅、錫、鉍、砷微量兀素總和1.2%?4.3%ο
4.如權利要求2所述的利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，其特征在于:所述步驟1中還原劑為粉煤或焦炭，還原劑加入量為礦石質量的0.5?1.2倍。
5.如權利要求2所述的利用風煤吹爐冶煉脆硫鉛銻礦的方法，其特征在于:所述步驟1中熔劑為二氧化硅、氧化鈣和瑩石，二氧化硅、氧化鈣和瑩石加入量分別為礦石質量的.0.5?1倍、0.8?1倍、0.1?0.2倍。
【文檔編號】C22B30/02GK104263933SQ201410450925
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】楊斌, 戴永年, 劉大春, 徐寶強, 熊恒, 馬文會, 蔣文龍, 曲濤, 李一夫, 鄧勇, 郁青春, 王飛, 田陽 申請人:昆明理工大學