锑反射炉提高铅渣铅锑比的生产实践

肖军华

(湖南东港锑品有限公司，湖南东安 425900)

湖南东港锑品有限公司采用反射炉处理锑氧粉还原精炼生产锑锭，在精炼过程中需将粗锑中的Pb、As等杂质元素控制在客户要求的范围内，生产出满足客户需要的合格锑锭。反射炉采用烟煤燃烧供热，生产工艺为反射炉还原熔炼—精炼除杂。

近年来锑锭价格持续走低，铅渣作为锑冶炼衍生出的副产品，销售价格也随之大幅度下滑。为了降低冶炼加工生产成本，促进企业市场竞争力，通过提高冶炼锑直收率指标是最为直接有效的措施，而通过提高铅渣铅锑比则成为最为有效的方法。在改进之前铅渣铅锑比只有0.22∶1，处于较低水平，并且粗锑中每公斤Pb消耗除铅剂达6.75 kg，生产成本高，通过优化熔料配比、工艺参数及操作方法，改进之后铅渣铅锑比达0.53∶1，粗锑中每公斤Pb消耗除铅剂可降低至4.89 kg。

1 锑反射炉火法精炼的工作原理

锑反射炉还原熔炼产出的粗锑中主要含有Pb、As、Cu、Bi等杂质元素，根据杂质元素性质的不同，粗锑火法精炼是基于杂质元素Pb、As等对氧的化学亲和力大于锑对氧的亲和力，通过鼓入压缩空气，使其与高温粗锑中杂质元素优先发生氧化反应，生产浮渣与锑分离，从而除去杂质元素。

炉内除杂质元素Pb、As的主要化学反应为:

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 影响锑反射炉铅渣含锑的因素

锑反射炉火法精炼工艺中，由于铅与锑的化学性质极为相近，使得除去粗锑中铅非常困难，铅渣含锑高，铅渣铅锑比低，但通过对锑反射炉铅渣含锑的影响因素的分析，可以提高除铅精炼的效率，降低铅渣含锑，提高铅渣铅锑比。

2.1 除铅药剂的有效含量

锑反射炉火法精炼除铅工艺普遍选用磷酸二氢铵作为除铅药剂，但由于其有效成分含量的不同，除铅效果相差较大。

2.2 除铅操作粗锑的温度

锑反射炉除铅要达到最佳的除铅效果，必须选择一个最佳的除铅温度，温度过高容易造成其它杂质元素的反弹升高，温度过低容易使炉内熔料板结，影响除铅效果。

2.3 除铅鼓风压力和大小

锑反射炉内气氛对除铅效率影响较大，保持氧化性气氛是保证高的除铅效率、防止渣中铅重新进入粗锑。鼓风量不足，杂质元素反应不完全，风量过大，增加锑的氧化挥发;鼓风压力过大容易造成锑液飞溅，压力过小搅动效果差。

2.4 除铅的前期准备工作

要达到除铅最佳效果，必须做好除铅的前期准备，只有做好除铅操作之前的前期准备，才能有序地进行后续操作，否则直接影响除铅效果。

3 提高锑反射炉铅渣铅锑比的改进措施

3.1 采用合理配比

通过对含铅不同的锑氧粉之间的相互搭配，合理搭配入炉纯碱、还原煤，通过还原操作后使粗锑含铅为2.0%左右，对配比进行改进，见表1。

表1 配料比(占锑氧粉重量)的前后比较 %

3.1.1 还原煤

还原煤降低的主要目的在于降低还原煤的过量配比，减少未参与反应的还原煤量，防止过量的还原煤使熔料结块。还原煤在加入炉内后会有一部分被引风吸至收尘室，一部分会直接燃烧，因此配比选择时都会比理论值过量，以满足锑氧粉的还原反应需要。但还原煤配比过大将造成熔料结块，选择合理的配比对熔料速度有促进作用。

3.1.2 纯碱

纯碱降低的主要目的在于降低生产成本，纯碱作为锑氧粉熔化的助溶剂，加入量取决于锑氧粉和还原煤中脉石的含量。纯碱加入量越大，反射炉还原熔渣越稀，有利于降低熔渣含锑，但同时也将增加生产成本，选择一个合理的配比，既要保证还原熔炼的效果，又能降低渣含锑，有利于生产成本管控。

3.2 工艺参数及操作方法的改进

3.2.1 选择合适的除铅药剂

选用有效成分含量高的原生除铅剂，其用量比再生除铅剂少三分之一，且除铅操作耗时短，对炉况影响小，对炉温影响小。分批入炉进行除铅操作，每批不能过多，按每平方米粗锑表面加入除铅剂约30～50 kg计算，在加入时减少抽风，以免除铅剂被抽入收尘室内，减少了加入入炉的实际用量。

3.2.2 正确控制除铅的温度

锑反射炉锑液的温度在950℃左右时，大部分的锑珠在具有较好流动性的铅渣作用下慢慢沉淀至底部，锑反射炉除铅效果最佳，除铅所用的时间最短，铅渣铅锑比最高，且在除铅前对反射炉进行升温，加入约750 kg的除铅剂之后将吹风管插好鼓风，接着继续加除铅剂，这样更容易提高锑液温度。

3.2.3 控制鼓风压力和大小

合理控制鼓风压力和大小，使鼓入的高压空气对粗锑进行搅动，粗锑与除铅药剂得到充分接触，使炉内保持氧化性气氛，杂质元素得到完全反应，鼓入的空气量，每公斤铅大约需空气1.2 m3，取理论消耗量的4～5倍，鼓风压力为9×104～19×104Pa，达到锑液翻滚而不飞溅的效果。在鼓风精炼过程，在反射炉两边分别插入2～3根鼓风管，每3～7 min摇摆一次，改变一次鼓风方向，发现鼓风管堵塞要及时疏通。

3.2.4 做好除铅操作的准备

除铅的前期准备主要为除铅操作提供良好的条件，减少不必要的影响。如确保反射炉通风系统具有良好的通风效果，在操作前需清理牛鼻子眼，同时清理干净锑液表面上的浮渣及四周炉壁，清理干净工作门及周边的残渣，清理粘结在炉壁上含铅锑渣，防止在下道精炼操作时熔化进入锑液中，造成锑液中铅元素的反弹。

4 改进效果及技术经济分析

4.1 改进前后除铅主要技术经济指标

经过工艺参数优化，操作方法的改进，除铅操作主要技术经济指标得到提升，炉内液态锑中的铅在铅渣得到有效富集，铅渣中的锑大幅度降低，铅渣铅锑比提高了一倍多，锑锭日产量也有所提高，锑液中每公斤铅消耗的除铅剂下降。改进前后锑反射炉除铅主要技术经济指标见表2。

表2 改进前后锑反射炉除铅主要技术经济指标

从表2可以看出，经过工艺参数和生产操作等一系列的改进，铅渣铅锑比由0.22∶1提高至0.53∶1，其主要原因:一是优化入炉配比，使除铅精炼前的锑液含铅在2%左右，减少精炼次数，便于对炉内锑液温度的控制;二是选用除铅效率高的原生除铅剂，对炉况的适应性强，影响小，铅渣含铅由8.90%，提高至14.87%;三是合理控制炉内锑液的温度和鼓风量、压力，便于铅渣中的锑珠沉淀分离，铅渣含锑由40.70%，降低至27.93%;四是通过除铅效率的提高，减少了除铅次数，日产量由8.46 t/d，提高至8.85 t/d;五是由于日产量的提高，除铅效率的提升，除去锑液中每公斤铅消耗的除铅剂由6.75 kg，降低至4.89 kg，降低了药剂消耗，创造了良好的经济效益。

4.2 改进前后除铅成本

改进前后锑反射炉除铅直接生产成本及主要辅材单耗指标见表3。

表3 改进前后锑反射炉除铅直接生产成本及主要辅材单耗指标

从表3可以看出，经过改进之后，锑反射炉还原熔炼阶段纯碱单耗由 61.3 kg/t锑锭，降低至 55.1 kg/t锑锭，还原煤单耗由 171.3 kg/t锑锭，降低至 160.5 kg/t锑锭;除铅精炼阶段除铅剂单耗由 98元/t锑锭，降低至72元/t锑锭，因纯碱、还原煤、除铅剂等辅材单耗的降低直接生产由851.56元/t锑锭，降低至695.91元/t锑锭，按锑反射炉全年生产锑锭5 000 t测算，每年可降低直接生产成本77.8万元。

5 结束语

该公司通过优化熔料配比、工艺参数及操作方法，降低了铅渣中的锑金属量，提高了铅渣的含铅量，提高锑反射炉日产量，降低了锑液中每公斤铅消耗除铅剂的用量，降低了纯碱和还原煤的单耗，降低了直接生产成本。

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