[发明专利]一种用多层风口、高焦柱鼓风炉对高锑二次烟尘进行还原脱砷和挥发除砷的熔炼方法

说明书

一种用多层风口、高焦柱鼓风炉对高锑二次烟尘进行还原脱砷和挥发除砷的熔炼方法，该方法是将高锑二次烟尘与纯碱及低温碳化还原剂加水配料后压型成料块；然后与焦炭叠层投入具有3～6层风口和高焦炭柱的鼓风炉内进行控风控温熔炼；使料块下移过程中经烘干升温到400～600℃的过程中，其中的三氧化二砷被还原挥发；下移的料块加热超过600℃后，料块中的三氧化二锑及未被挥发的剩余三氧化二砷熔化后还原成的金属液滴沿焦炭柱的焦炭间隙炉缸流动，经不断滴落、反复碰撞，金属液滴中的砷被还原挥发。本方法在一次熔炼的同时就脱除了料块中大部分的砷，产出的锑合金中砷含量减小到1％量级，能大幅地节省后续深度脱砷精炼的生产成本。

技术领域

本发明涉及锑的鼓风炉熔炼技术和脱砷冶炼技术，具体涉及一种对风口和焦炭柱高度进行改进后的多层风口和高焦炭柱鼓风炉对高锑二次烟尘进行还原脱砷和挥发除砷的熔炼方法。

背景技术

有色冶炼的锑行业，以火法处理铅阳极泥熔炼回收锑铅合金过程中多产生含砷铅较高的高锑二次烟尘(文中单独提及高锑二次烟尘时皆表示含较高砷铅的高锑二次烟尘)，该高锑二次烟尘常被还原熔炼成锑合金再利用。传统上一般用反射炉将其还原熔炼，但存在一个严重的问题是，烟尘原料中的有害杂质砷在反射炉条件下有超过70％的量被还原重新进入到锑合金中，给后续的除砷精炼造成很大的负担。另外，反射炉生产热效率低，单位炉床面积产能效率也较低。能否用高效率的鼓风炉来熔炼这种二次烟尘呢？有人做过尝试：先将原料配硅铁钙渣型(因二次烟尘与传统矿石一次资源不同，几乎没有需造渣的脉石成份，故造渣量很少)混合配料后压型成块料，将块料投入普通炼铅的鼓风炉内，选择与传统鼓风炉炼铅的工艺参数，熔炼这种高锑料块，结果是：料块中的锑和铅几乎全部变成烟尘挥发了，在炉缸内得不到锑铅合金，在出渣口无法得到稳定流出的炉渣，得出经验结论：高锑二次烟尘不适合传统鼓风炉熔炼。本发明人在深入研究过程中发现：

(1)在鼓风炉炼铅模式下风口鼓风强度较大，一般为30～50m³/m²·min。风口上高温区温度可高达1350～1450℃，燃气中CO/CO₂比值约为0.8～0.9，属弱中等还原性。

(2)高锑少渣的入炉料块熔点较低，为600～700℃，与铅相比氧化态的锑还原速度要小的多，而蒸气压要比铅高2～3个数量级，在炉内1350℃的高温下熔化的锑氧化物还未来得及还原成金属锑就迅速地气化挥发了。

(3)若使用鼓风炉熔炼高锑二次烟尘必须减小熔炼强度，降低炉内温度。

因此，本发明的目的是，针对上述现有技术中存在的问题，提供一种用多层风口、高焦柱鼓风炉对高锑二次烟尘进行还原脱砷和挥发除砷的熔炼方法，对高锑二次烟尘，用改进的鼓风炉直接熔炼并且在熔炼的同时脱除大部分的砷，产出低砷锑合金，大幅降低合金后续精炼的生产成本和大幅提高锑金属直收率。

为达上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用多层风口、高焦柱鼓风炉对高锑二次烟尘进行还原脱砷和挥发除砷的熔炼方法，该方法步骤如下：

步骤一：配料、混合、调湿度压型。将高锑二次烟尘、熔剂纯碱、低温碳化还原剂按重量比70～80︰8～20︰3～10进行配料，混匀，加水润湿，控制含水量为7～14％，压型成鼓风炉熔炼用料块(按传统鼓风炉炼铅对原料的要求进行压型)；

其中，低温碳化还原剂是具有较低温度着火点的淀粉或者木炭粉，以利于在低温时还原砷，有利于在锑原料熔化还原之前的400～600℃温度范围内就能有效地把料块中的砷大部分优先还原成气态的砷，挥发进入烟气中；用于造渣的熔剂主要是较大比重的纯碱而非传统的硅铁钙渣，这样一方面适应高锑二次烟尘含硅铁钙总量极少的特点，另一方面更重要的是降低入炉料块的熔化温度，使炉温处在适宜的900～1100℃范围，避免因炉温过高加剧锑的挥发。