一種對火法煉銻產生的除鉛渣進行工業化處理的方法

一種對火法煉銻產生的除鉛渣進行工業化處理的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于火法煉銻技術領域，具體涉及一種銻的反射爐還原熔煉過程中采用磷酸鹽精煉除鉛產生的除鉛渣的處理方法。
【背景技術】
[0002]伴生于銻礦中的鉛，在火法煉銻過程中，大部分進入粗銻，而最終產品精銻或者三氧化二銻對鉛含量有嚴格的要求。為此，除鉛是火法煉銻中一道不可少的工序。從除鉛渣工藝上看，基本上還是以反射爐還原熔煉生產精銻為主，普遍采用磷酸鹽作為除鉛劑，在精煉過程中，磷酸鹽與鉛生成磷酸鉛或偏磷酸鉛而成為浮渣與銻液分離，這種渣成為除鉛渣。與此同時，部分銻也與磷酸鹽生成磷酸銻或偏磷酸銻進入浮渣中。因此，除鉛渣是一種含有鉛、銻的渣，由于操作條件的不同或者原料中的鉛含量不一樣，所得除鉛渣的銻、鉛含量有波動，一般銻為5-45%、鉛為2-15%。除鉛渣硬度大，不溶于水，處理起來比較麻煩。就處理除鉛渣方法而言，現有技術主要有鼓風爐還原熔煉法和濕法回收法。鼓風爐還原熔煉法由于炭無法還原其中的銻磷酸鹽和鉛磷酸鹽，導致銻、鉛回收率低，一般銻、鉛回收率僅為65—70%，同時產生較多的含銻、鉛較高的二次渣；而采用濕法處理除鉛渣，又存在流程長、過程產生廢水、銻鉛回收率不高等實際問題。
[0003]中國專利公開了一種煉銻產生的除鉛渣的處理方法(專利申請號為201410034206.6，公開日為2014年4月23日)，該方法包括以下步驟:(I)將除鉛渣破碎，加入鐵肩和堿，混合均勻；(2)將步驟(I)所得的混合物升溫至熔化，進行反應；(3)將步驟
(2)所得的反應產物靜置，分離浮渣；其特征在于:所述除鉛渣為銻火法冶煉過程中采用磷酸鹽精煉除鉛產生的除鉛渣；所述堿在1350°C以下不分解、不沸騰。本發明通過選擇合適量的鐵肩和堿，除鉛渣中的銻、鉛分別有95%、90%以上進入銻鉛合金中，浮渣中的銻、鉛含量在1.5%以下。但該方法中鐵肩的用量太高，鐵肩的加入量為除鉛渣中的銻、鉛質量之和的0.5-1.5倍，加入過多的鐵肩，會帶來下述問題:一是導致爐內有大量過剩的鐵肩未參與反應而滯留在爐內，使鐵肩浪費；二是過多的鐵肩會沉積于爐底，影響還原產生的鉛和銻金屬的沉降；三是過多的鐵肩導致后期還需進行除鐵，方可使得鉛銻合金中鐵含量下降到2%以內，否則影響鉛銻合金質量。此外，該方法在熔化、還原反應中，對物料沒有任何攪動措施，因此爐料熔化、還原反應不完全，造成銻、鉛回收率低；還有該方法只是將裝有混合物料的坩禍送入高溫電爐內，升溫到1350°C，反應物熔化，保溫30分鐘，得熔化反應產物，再將熔化反應產物自然冷卻，得到合金和浮渣，浮渣在反應物料冷卻后扒出。因此，該方法僅只是通過高溫電爐對除鉛渣料進行加熱，因此存在加熱時間長、熱效率低、熔化、還原反應不充分、不能進行工業化大批量生產等問題。目前現有技術還未公開如何對除鉛渣進行工業化處理的完整技術措施和手段，僅提出理論上的一些工藝措施，但在生產實踐中并不能成功應用。
[0004]據不完全統計，我國銻產量的95%采用的是火法工藝，國內每年有15000噸除鉛渣，其中銻含量約為2500噸，如何通過工業化批量生產的方法，使除鉛渣中的銻得到綜合回收利用，以及減少除鉛渣等固態污染物排放，成為當前許多銻礦企業面臨的一個難題。

【發明內容】

[0005]針對現有技術中存在的上述不足，本發明要解決的技術問題是，通過除鉛渣回煉爐對除鉛渣進行工業化批量處理，而且操作簡便、加熱快、熱效率高、熔化、還原反應充分，生產過程中不產生三廢，能有效提高除鉛渣中的銻、鉛的綜合回收率，對環境基本沒有污染。
[0006]為實現上述目的，本發明采用下述技術方案:一種對火法煉銻產生的除鉛渣進行工業化處理的方法，其特征在于:包括下述順序的工藝步驟:
(O原輔料選擇:A除鉛渣選用反射爐還原熔煉過程中采用磷酸鹽精煉除鉛產生的除鉛渣，除鉛渣中的銻、鉛質量之和彡18%，B鐵肩選用直徑為3—20cm的鐵肩絲，C堿選用純堿，純堿中碳酸鈉的質量分數多95%山煙煤選用粒度為15 — 25mm的優質煙煤，煙煤中固定碳的質量分數為55-60% ；
(2)原料預處理:將除鉛渣破碎至直徑為60-80mm的顆粒；
(3)熔化和還原:將經步驟(2)預處理后的除鉛渣原料加入到除鉛渣回煉爐的爐池內，所述的除鉛渣回煉爐的爐池兩側分別設有爐門，然后在燃燒室中加入煙煤，將燃燒室產生的1200-1350°C的煙氣通過鼓風機鼓入爐池內，控制爐池內的熔化溫度為1200-1300°C，待除鉛渣熔化后，分5— 6次通過爐門向爐池內均勻加入鐵肩絲和純堿，鐵肩絲加入的總量為除鉛渣中銻、鉛質量之和的0.25—0.3倍；純堿加入量為除鉛渣質量的7 —10%，每批爐料的熔化時間為3-4h，爐料在熔化時，每隔1-1.5小時攪動一次爐料，還原后的銻、鉛合金沉積于爐池的底部，浮渣在銻、鉛合金的上方，熔化和還原結束后將爐池內的溫度降至1000°C ;
(4)扒渣:當浮渣中的銻、鉛質量之和在0.5%以下時，從爐池兩側的爐門中扒出浮渣；
(5)出爐:將分離浮渣后的銻、鉛合金，從爐池兩側的爐門中扒出，鑄錠、冷卻后入庫；
(6)收塵:爐料熔化和還原時揮發出的氣態銻氧粉從爐池進入煙道，經過沉降、冷卻、收塵處理后，收集為銻氧粉。
[0007]本發明在所述步驟(3)燃燒室中加入煙煤的方法是采取薄煤層多次加入方法，每間隔25— 30min加入一次，控制煤層的厚度為300 — 350mm。
[0008]與現有技術相比，本發明的有益效果有:
1、本發明能實現工業化批量生產，處理操作簡便、銻鉛綜合回收率高。由于通過原輔料預處理、熔化、還原、攪動、扒渣、出爐、收塵一整套工藝步驟和除鉛渣回煉爐設備，實現對除鉛渣進行工業化處理，而且對爐料熔化和還原時揮發出的氣態銻氧粉進行沉降、冷卻、收塵處理后，有效地提高了銻、鉛的綜合回收率，使除鉛渣中的銻的回收率達到95%以上，鉛的回收率達到90%以上。
[0009]2、本發明除鉛渣熔化和還原反應充分，銻、鉛直收率高，浮渣中的銻、鉛含量降低至0.5%以下。由于不是將除鉛渣、鐵肩和純堿一次混合好后再進行熔化和還原反應，而是待除鉛渣熔化后，分5— 6次加入預處理后的鐵肩絲和純堿，這樣就能提高除鉛渣的熔化和還原反應能力，而且在除鉛渣熔化和還原時，每隔1-1.5小時攪動一次爐料，加速鐵肩和除鉛渣的熔化和還原反應，提高銻、鉛直收率，使浮渣中的銻、鉛含量降低至0.5%以下，只是現有技術浮渣中的銻、鉛含量的1/3。
[0010]3、本發明加熱快、熱效率高、燃燒充分、能耗少。由于對原輔料進行了預處理，將除鉛渣破碎成60 - 80mm的顆粒，將鐵肩絲的直徑控制在3 — 20cm，將煙煤的粒度控制在15 — 25_，這樣使原輔料的粒度控制在一個合適的范圍值，不僅使物料之間的反應接觸面增大，使熔化和還原反應快，而且不會影響爐池的透氣性，保證爐池內的熔化反應溫度穩定在1200-1300°C，使物料能充分燃燒，提高銻、鉛直收率。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的工藝流程示意圖。
[0012]圖2是本發明所使用的除鉛渣回煉爐的結構示意圖。
[0013]圖中，I 一地面，2 —爐條，3—燃燒室，4 一煙道，5 —爐基，6 —爐底，7 —爐頂，8 一爐門，9 一爐池，10 —抽風口，11 一煙塵沉降室，12 —水箱，13 —鵝頸連接管，14 一表冷沉降室，15 一鏈式輸送機，16 一表面冷卻器，17 一密封卸料器，18 一布袋，19 一布袋收塵室，20 —引風機。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0015]實施例1
一種對火法煉銻產生的除鉛渣進行工業化處理的方法，包括下述順序的工藝步驟:
(O原輔料選擇:A除鉛渣選用反射爐還原熔煉過程中采用磷酸鹽精煉除鉛產生的除鉛渣，除鉛渣中的銻含量為15%，鉛含量為3%，B鐵肩選用直徑為20cm的鐵肩絲，C堿選用純堿，純堿中碳酸鈉的質量分數為95% ；D煙煤選用粒度為25mm的優質煙煤，煙煤中固定碳的質量分數為55%，灰分含量為15%，水分含量為4% ；
(2)原料預處理:將除鉛渣破碎至直徑為60mm的顆粒；
(3)熔化和還原:將經步驟(2)預處理后的4000kg除鉛渣原料，加入到除鉛渣回煉爐的爐池內，除鉛渣回煉爐的爐池兩側分別設有2個爐門，然后在燃燒室中加入優質煙煤，將燃燒室產生的1200—1350°C的煙氣通過鼓風機鼓入爐池內，控制爐池內的熔化溫度為1200°C，待除鉛渣熔化后，分5次通過爐門向爐池內均勻加入鐵肩絲和純堿，鐵肩絲加入的總量為除鉛渣中銻、鉛質量之和的0.25倍，即180kg，每次加入36kg ;純堿加入量為除鉛渣質量的7%，即為280kg，每次加入56kg，每批爐料的熔化、還原時間為3h，爐料在熔化和還原時，每隔I小時攪動一次爐料，加速鐵肩和除