肖軍華

(湖南東港銻品有限公司，湖南東安 425900)

湖南東港銻品有限公司采用反射爐處理銻氧粉還原精煉生產(chǎn)銻錠，在精煉過(guò)程中需將粗銻中的Pb、As等雜質(zhì)元素控制在客戶要求的范圍內(nèi)，生產(chǎn)出滿足客戶需要的合格銻錠。反射爐采用煙煤燃燒供熱，生產(chǎn)工藝為反射爐還原熔煉—精煉除雜。

近年來(lái)銻錠價(jià)格持續(xù)走低，鉛渣作為銻冶煉衍生出的副產(chǎn)品，銷售價(jià)格也隨之大幅度下滑。為了降低冶煉加工生產(chǎn)成本，促進(jìn)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，通過(guò)提高冶煉銻直收率指標(biāo)是最為直接有效的措施，而通過(guò)提高鉛渣鉛銻比則成為最為有效的方法。在改進(jìn)之前鉛渣鉛銻比只有0.22∶1，處于較低水平，并且粗銻中每公斤Pb消耗除鉛劑達(dá)6.75 kg，生產(chǎn)成本高，通過(guò)優(yōu)化熔料配比、工藝參數(shù)及操作方法，改進(jìn)之后鉛渣鉛銻比達(dá)0.53∶1，粗銻中每公斤Pb消耗除鉛劑可降低至4.89 kg。

1 銻反射爐火法精煉的工作原理

銻反射爐還原熔煉產(chǎn)出的粗銻中主要含有Pb、As、Cu、Bi等雜質(zhì)元素，根據(jù)雜質(zhì)元素性質(zhì)的不同，粗銻火法精煉是基于雜質(zhì)元素Pb、As等對(duì)氧的化學(xué)親和力大于銻對(duì)氧的親和力，通過(guò)鼓入壓縮空氣，使其與高溫粗銻中雜質(zhì)元素優(yōu)先發(fā)生氧化反應(yīng)，生產(chǎn)浮渣與銻分離，從而除去雜質(zhì)元素。

爐內(nèi)除雜質(zhì)元素Pb、As的主要化學(xué)反應(yīng)為:

2Pb+2NH4H2PO4+O2=Pb2P2O7+2NH3+3H2O

4As+12NaOH+5O2=4Na3AsO4+6H2O

4Sb+10NH4H2PO4+5O2=Sb4(P2O7)5+10NH3+15H2O

4Sb+12NaOH+5O2=4Na3SbO4+6H2O

Sb4(P2O7)5+10Pb=5Pb2P2O7+4Sb

Na3SbO4+As=Na3AsO4+Sb

2 影響銻反射爐鉛渣含銻的因素

銻反射爐火法精煉工藝中，由于鉛與銻的化學(xué)性質(zhì)極為相近，使得除去粗銻中鉛非常困難，鉛渣含銻高，鉛渣鉛銻比低，但通過(guò)對(duì)銻反射爐鉛渣含銻的影響因素的分析，可以提高除鉛精煉的效率，降低鉛渣含銻，提高鉛渣鉛銻比。

2.1 除鉛藥劑的有效含量

銻反射爐火法精煉除鉛工藝普遍選用磷酸二氫銨作為除鉛藥劑，但由于其有效成分含量的不同，除鉛效果相差較大。

2.2 除鉛操作粗銻的溫度

銻反射爐除鉛要達(dá)到最佳的除鉛效果，必須選擇一個(gè)最佳的除鉛溫度，溫度過(guò)高容易造成其它雜質(zhì)元素的反彈升高，溫度過(guò)低容易使?fàn)t內(nèi)熔料板結(jié)，影響除鉛效果。

2.3 除鉛鼓風(fēng)壓力和大小

銻反射爐內(nèi)氣氛對(duì)除鉛效率影響較大，保持氧化性氣氛是保證高的除鉛效率、防止渣中鉛重新進(jìn)入粗銻。鼓風(fēng)量不足，雜質(zhì)元素反應(yīng)不完全，風(fēng)量過(guò)大，增加銻的氧化揮發(fā);鼓風(fēng)壓力過(guò)大容易造成銻液飛濺，壓力過(guò)小攪動(dòng)效果差。

2.4 除鉛的前期準(zhǔn)備工作

要達(dá)到除鉛最佳效果，必須做好除鉛的前期準(zhǔn)備，只有做好除鉛操作之前的前期準(zhǔn)備，才能有序地進(jìn)行后續(xù)操作，否則直接影響除鉛效果。

3 提高銻反射爐鉛渣鉛銻比的改進(jìn)措施

3.1 采用合理配比

通過(guò)對(duì)含鉛不同的銻氧粉之間的相互搭配，合理搭配入爐純堿、還原煤，通過(guò)還原操作后使粗銻含鉛為2.0%左右，對(duì)配比進(jìn)行改進(jìn)，見表1。

表1 配料比(占銻氧粉重量)的前后比較 %

3.1.1 還原煤

還原煤降低的主要目的在于降低還原煤的過(guò)量配比，減少未參與反應(yīng)的還原煤量，防止過(guò)量的還原煤使熔料結(jié)塊。還原煤在加入爐內(nèi)后會(huì)有一部分被引風(fēng)吸至收塵室，一部分會(huì)直接燃燒，因此配比選擇時(shí)都會(huì)比理論值過(guò)量，以滿足銻氧粉的還原反應(yīng)需要。但還原煤配比過(guò)大將造成熔料結(jié)塊，選擇合理的配比對(duì)熔料速度有促進(jìn)作用。

3.1.2 純堿

純堿降低的主要目的在于降低生產(chǎn)成本，純堿作為銻氧粉熔化的助溶劑，加入量取決于銻氧粉和還原煤中脈石的含量。純堿加入量越大，反射爐還原熔渣越稀，有利于降低熔渣含銻，但同時(shí)也將增加生產(chǎn)成本，選擇一個(gè)合理的配比，既要保證還原熔煉的效果，又能降低渣含銻，有利于生產(chǎn)成本管控。

3.2 工藝參數(shù)及操作方法的改進(jìn)

3.2.1 選擇合適的除鉛藥劑

選用有效成分含量高的原生除鉛劑，其用量比再生除鉛劑少三分之一，且除鉛操作耗時(shí)短，對(duì)爐況影響小，對(duì)爐溫影響小。分批入爐進(jìn)行除鉛操作，每批不能過(guò)多，按每平方米粗銻表面加入除鉛劑約30～50 kg計(jì)算，在加入時(shí)減少抽風(fēng)，以免除鉛劑被抽入收塵室內(nèi)，減少了加入入爐的實(shí)際用量。

3.2.2 正確控制除鉛的溫度

銻反射爐銻液的溫度在950℃左右時(shí)，大部分的銻珠在具有較好流動(dòng)性的鉛渣作用下慢慢沉淀至底部，銻反射爐除鉛效果最佳，除鉛所用的時(shí)間最短，鉛渣鉛銻比最高，且在除鉛前對(duì)反射爐進(jìn)行升溫，加入約750 kg的除鉛劑之后將吹風(fēng)管插好鼓風(fēng)，接著繼續(xù)加除鉛劑，這樣更容易提高銻液溫度。

3.2.3 控制鼓風(fēng)壓力和大小

合理控制鼓風(fēng)壓力和大小，使鼓入的高壓空氣對(duì)粗銻進(jìn)行攪動(dòng)，粗銻與除鉛藥劑得到充分接觸，使?fàn)t內(nèi)保持氧化性氣氛，雜質(zhì)元素得到完全反應(yīng)，鼓入的空氣量，每公斤鉛大約需空氣1.2 m3，取理論消耗量的4～5倍，鼓風(fēng)壓力為9×104～19×104Pa，達(dá)到銻液翻滾而不飛濺的效果。在鼓風(fēng)精煉過(guò)程，在反射爐兩邊分別插入2～3根鼓風(fēng)管，每3～7 min搖擺一次，改變一次鼓風(fēng)方向，發(fā)現(xiàn)鼓風(fēng)管堵塞要及時(shí)疏通。

3.2.4 做好除鉛操作的準(zhǔn)備

除鉛的前期準(zhǔn)備主要為除鉛操作提供良好的條件，減少不必要的影響。如確保反射爐通風(fēng)系統(tǒng)具有良好的通風(fēng)效果，在操作前需清理牛鼻子眼，同時(shí)清理干凈銻液表面上的浮渣及四周爐壁，清理干凈工作門及周邊的殘?jiān)?，清理粘結(jié)在爐壁上含鉛銻渣，防止在下道精煉操作時(shí)熔化進(jìn)入銻液中，造成銻液中鉛元素的反彈。

4 改進(jìn)效果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

4.1 改進(jìn)前后除鉛主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

經(jīng)過(guò)工藝參數(shù)優(yōu)化，操作方法的改進(jìn)，除鉛操作主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到提升，爐內(nèi)液態(tài)銻中的鉛在鉛渣得到有效富集，鉛渣中的銻大幅度降低，鉛渣鉛銻比提高了一倍多，銻錠日產(chǎn)量也有所提高，銻液中每公斤鉛消耗的除鉛劑下降。改進(jìn)前后銻反射爐除鉛主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表2。

表2 改進(jìn)前后銻反射爐除鉛主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

從表2可以看出，經(jīng)過(guò)工藝參數(shù)和生產(chǎn)操作等一系列的改進(jìn)，鉛渣鉛銻比由0.22∶1提高至0.53∶1，其主要原因:一是優(yōu)化入爐配比，使除鉛精煉前的銻液含鉛在2%左右，減少精煉次數(shù)，便于對(duì)爐內(nèi)銻液溫度的控制;二是選用除鉛效率高的原生除鉛劑，對(duì)爐況的適應(yīng)性強(qiáng)，影響小，鉛渣含鉛由8.90%，提高至14.87%;三是合理控制爐內(nèi)銻液的溫度和鼓風(fēng)量、壓力，便于鉛渣中的銻珠沉淀分離，鉛渣含銻由40.70%，降低至27.93%;四是通過(guò)除鉛效率的提高，減少了除鉛次數(shù)，日產(chǎn)量由8.46 t/d，提高至8.85 t/d;五是由于日產(chǎn)量的提高，除鉛效率的提升，除去銻液中每公斤鉛消耗的除鉛劑由6.75 kg，降低至4.89 kg，降低了藥劑消耗，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 改進(jìn)前后除鉛成本

改進(jìn)前后銻反射爐除鉛直接生產(chǎn)成本及主要輔材單耗指標(biāo)見表3。

表3 改進(jìn)前后銻反射爐除鉛直接生產(chǎn)成本及主要輔材單耗指標(biāo)

從表3可以看出，經(jīng)過(guò)改進(jìn)之后，銻反射爐還原熔煉階段純堿單耗由 61.3 kg/t銻錠，降低至 55.1 kg/t銻錠，還原煤?jiǎn)魏挠?171.3 kg/t銻錠，降低至 160.5 kg/t銻錠;除鉛精煉階段除鉛劑單耗由 98元/t銻錠，降低至72元/t銻錠，因純堿、還原煤、除鉛劑等輔材單耗的降低直接生產(chǎn)由851.56元/t銻錠，降低至695.91元/t銻錠，按銻反射爐全年生產(chǎn)銻錠5 000 t測(cè)算，每年可降低直接生產(chǎn)成本77.8萬(wàn)元。

5 結(jié)束語(yǔ)

該公司通過(guò)優(yōu)化熔料配比、工藝參數(shù)及操作方法，降低了鉛渣中的銻金屬量，提高了鉛渣的含鉛量，提高銻反射爐日產(chǎn)量，降低了銻液中每公斤鉛消耗除鉛劑的用量，降低了純堿和還原煤的單耗，降低了直接生產(chǎn)成本。

［1］ 趙天從，汪鍵.有色金屬提取冶金手冊(cè)(錫銻汞)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2005.359－361.

［2］ 張駕，肖發(fā)云.有色金屬冶煉設(shè)計(jì)手冊(cè)錫銻汞貴金屬卷［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2008.284－290.

［3］ 趙天從.銻［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1987.

［4］ 雷霆，朱從杰，張漢平.銻冶金［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2009.303－308.

［5］ 雷霆，朱從杰，張漢平，等.銻冶金［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2012.74－78.

［6］ 傅崇說(shuō).有色冶金原理(第2版)［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1993.140－150.