[发明专利]一种含锑化合物低温还原熔炼的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色冶金领域中火法冶金过程，特别是含锑化合物低温还原熔炼的火法冶金方法。

背景技术

锑是一种性脆、且导电性和导热性不佳的银白色有色金属，主要用于合金、军事工业、阻燃剂和玻璃等行业。我国是世界上锑产量最大的国家，2010年全世界的锑产量为16.7万吨，而中国2010年的锑产量达到15.0万吨，占世界锑产量的89%以上，我国在锑资源和生产上均具有不可取代的优势。锑冶炼的矿产原料主要有辉锑矿、锑金矿和脆硫铅锑矿等，同时，铜和铅等重金属冶炼工艺过程产出的含锑烟灰是重要的锑二次物料，大约每生产10万吨铅会产出500吨锑金属量。据统计，2010年锑产量中辉锑矿、锑金矿、脆硫铅锑矿和含锑烟灰提供的比例分别为52%、15%、25%和8%。

辉锑矿和锑金矿通常是采用鼓风炉挥发熔炼，使大部分锑挥发并形成锑氧化物，俗称锑氧，锑氧在反射炉中还原熔炼和氧化精炼产出精锑。脆硫铅锑矿是一种价值高但综合回收难度大的复杂硫化矿物，其分子式是Pb₄FeSb₆S₁₄（2PbS·Sb₂S₃），其中硫化锑和硫化铅矿形成固熔体，单独使用物理选矿方法不能将铅和锑分离，必须通过冶金过程才能分离该矿物中的铅和锑。脆硫铅锑矿的处理方法可以分为火法和湿法两大类，火法处理方法是采用焙烧-烧结-鼓风炉还原熔炼工艺，而湿法主要有新氯化浸出法和硫化钠浸出法，目前应用最多的是火法生产工艺。火法工艺是脆硫铅锑矿经过沸腾焙烧脱硫，焙砂与熔剂混合后烧结，烧结块在鼓风炉还原熔炼产出铅锑合金，铅锑合金需要经过二次还原熔炼和二次吹炼才能产出合格锑白。含锑烟灰是重有色金属铅冶炼过程的副产物，铅精矿中在底吹炉或侧吹炉中进行富氧氧化熔炼和还原熔炼过程，锑富集进入粗铅，粗铅电解过程中锑又全部进入铅阳极泥，铅阳极泥在反射炉或富氧底吹炉中进行还原熔炼过程产出的含锑烟灰是提取锑的重要原料，主要含有Sb、Pb、Bi、Cu、As和Ag等金属。含锑烟灰处理的火法工艺是在反射炉中熔炼产出铅锑合金，然后经过多次挥发和还原熔炼产出合格锑白。

无论以何种锑原料为处理对象，最终都需要将含锑化合物熔炼产出金属锑，目前工业应用最多的都是在反射炉中还原熔炼，即将锑氧与还原粉煤混合后加入到反射炉内，采用燃烧粉煤或重油方式加热，实现锑的还原熔炼。由于使用还原粉煤作为还原剂，带来两方面问题：一方面是熔炼温度高，为了使还原煤中的造渣组分顺利造渣，需要将熔炼温度保持1100～1200℃之间；另一方面是锑挥发损失严重，高温下锑挥发氧化损失严重，加料过程抽风带走和挥发两个阶段带来的锑挥发损失达到35～50%之间，所以通常锑的直收率较低，大大降低了生产效率，这些问题一直困扰着生产企业。

发明内容

为了克服传统含锑化合物还原熔炼方法的不足，本发明提供一种采用淀粉作还原剂低温还原熔炼含锑化合物并产出金属锑，且能耗低和环境污染小的火法冶金方法。

为达到上述目的本发明采用的技术方案是：含锑化合物与淀粉同时加入到锥形混料机中搅拌混合，混合物料连续输送至间接加热的熔炼锅中，然后加热至要求温度进行熔炼，产出的金属锑进一步处理。本技术方案的实质是在间接加热条件下采用淀粉作为还原剂，实现含锑化合物低温还原熔炼产出金属锑的目的。

具体的工艺过程和参数如下：

1、搅拌混料

将含锑化合物与淀粉在锥形混料机内充分混合。将含锑化合物与淀粉按照重量比100∶6.0～15.0加入到锥形搅拌混料机中，控制搅拌速度10～60r/min搅拌30～180min，搅拌混合后将混合物料输送至低温还原熔炼工序使用。

2、低温还原熔炼

混合物料经过低温还原熔炼产出金属锑。将上述混合物料连续加入到熔炼锅内，采用间接加热方式使熔炼锅温度维持在800～850℃，启动搅拌并使转速维持在30～150r/min，熔炼产出的金属锑连续排出熔炼锅，金属锑直接铸锭或进一步精炼提纯。低温还原熔炼过程主要化学反应如下：

（1）

（2）

所述的含锑化合物是三氧化二锑和焦锑酸钠中的一种或两种。

所述的淀粉是小麦、玉米、大米、红薯和土豆农作物淀粉中的一种或多种。

本发明适用于处理含锑化合物，其中锑以重量百分比计为Sb45.0～85.0%。也适合处理含锑烟尘。