本发明涉及金属冶炼领域，具体而言，涉及一种锑金属的提取系统。
背景技术：
锑冶炼分为火法和湿法。目前锑冶金生产中以火法冶金工艺为主，达到90％以上。目前本领域绝大部分锑冶炼厂的基本工艺为锑精矿鼓风炉挥发熔炼-粗三氧化二锑反射炉还原熔炼。
锑鼓风炉挥发熔炼工艺存在环保差、能耗高、烟气量大、烟气中so2含量低，难以制酸等缺点。同时，鼓风炉弃渣含锑高，造成资源浪费。鼓风炉无法处理低品位锑精矿。反射炉还原过程还存在劳动条件差、环保差、生产效率低、能耗高、直收率低等缺点。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种锑金属的提取系统，以解决锑金属的提取方法中使用鼓风炉进行还原熔炼时存在的环保性差、能耗高、回收率低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种锑金属的提取系统，该提取系统包括电热还原装置，电热还原装置设置有含锑粉尘入口。
进一步地，该提取系统还包括含锑物料供应装置、挥发装置和换热装置，含锑物料供应装置设置有含锑物料供应口；挥发装置设置有加料口和含锑烟气出口，加料口与含锑物料供应口通过含锑物料流通通道连通；换热装置设置有含锑烟气入口和含锑粉尘出口，含锑烟气入口与含锑烟气出口相连通，换热装置用于对含锑烟气进行降温，含锑粉尘入口与含锑粉尘出口相连通。
进一步地，加料口包括第一加料口，第一加料口设置在挥发装置的顶部，且第一加料口与含锑物料供应口通过第一含锑物料流通通道连通。
进一步地，加料口包括第二加料口，第二加料口设置在挥发装置的侧壁上，第二加料口与含锑物料供应口通过第二含锑物料流通通道连通，提取系统还包括干燥装置，且干燥装置设置在第二含锑物料流通通道上。
进一步地，加料口还包括第二加料口，第二加料口设置在挥发装置的侧壁上，第二加料口与含锑物料供应口通过第二含锑物料流通通道连通，提取系统还包括干燥装置，且干燥装置设置在第二含锑物料流通通道上。
进一步地，提取系统还包括破碎筛分装置，破碎筛分装置设置有筛分物料入口和筛分物料出口，筛分物料入口与含锑物料供应口相连通，筛分物料出口分别与第一加料口及第二加料口相连通，干燥装置设置在筛分物料出口与第二加料口之间的流路上。
进一步地，干燥装置设置有第一烟气出口，提取系统还包括第一收尘装置，第一收尘装置设置有第一烟气入口，且第一烟气入口与第一烟气出口相连通。
进一步地，干燥装置为回转窑。
进一步地，挥发装置的侧壁还设置有供风口。
进一步地，挥发装置的侧壁上还设置有喷射入口，提取系统还包括氧气供应装置和喷射装置，喷射装置与氧气供应装置通过氧气供应管路相连通，喷射装置与喷射入口相连通，用以将氧气从喷射入口喷入。
进一步地，提取系统包括覆盖剂供应装置，覆盖剂供应装置与电热还原装置相连通。
进一步地，提取系统还包括第二收尘装置，第二收尘装置设置有第二烟气入口，换热装置还设置有第二烟气出口，且第二烟气入口与第二烟气出口相连通。
进一步地，提取系统还包括第三收尘装置，第三收尘装置设置有第三烟气入口，电热还原装置还设置有第三烟气出口，且第三烟气入口与第三烟气出口相连通。
应用本发明的技术方案，本申请提供的锑金属的提取系统中，采用电热还原装置替代传统反射炉还原装置，这一方面能够大大提高热效率，降低能耗；另一方面还能够大大提高熔炼强度，简化还原过程，大大减少还原装置的数量。从而能够解决传统反射炉还原工艺中存在的环保性差、能耗高、回收率低等诸多问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的一种典型的实施方式提供的锑元素的提取系统的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、含锑物料供应装置；101、含锑物料供应口；20、挥发装置；21、氧气供应装置；22、喷射装置；201、含锑烟气出口；202、第一加料口；203、第二加料口；204、喷射入口；30、换热装置；301、含锑烟气入口；302、含锑粉尘出口；40、电热还原装置；401、含锑粉尘入口；41、覆盖剂供应装置；50、破碎筛分装置；60、干燥装置；70、第一收尘装置；80、第二收尘装置；90、第三收尘装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有的含锑物料的冶金过程存在锑元金属提取直收率低且环保性差的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种锑金属的提取系统，该提取系统包括电热还原装置，电热还原装置设置有含锑粉尘入口。
本申请提供的锑金属的提取系统中，采用电热还原装置替代传统反射炉还原装置，这一方面能够大大提高热效率，降低能耗；另一方面还能够大大提高熔炼强度，简化还原过程，大大减少还原装置的数量。从而能够解决传统反射炉还原工艺中存在的环保性差、能耗高、回收率低等诸多问题。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，该提取系统包括：含锑物料供应装置10、挥发装置20和换热装置30，含锑物料供应装置10设置有含锑物料供应口101，挥发装置20设置有加料口和含锑烟气出口201，加料口与含锑物料供应口101通过第一含锑物料流通通道连通，换热装置30设置有含锑烟气入口301和含锑粉尘出口302，含锑烟气入口301与含锑烟气出口201相连通，用于对含锑烟气进行降温，含锑粉尘入口401与含锑粉尘出口302相连通。
通常含锑物料中会存在一定量的氧化锑，其可以以主要组成成分存在，或者以杂质的形式存在。
鉴于硫化锑和氧化锑的挥发性较强，将含锑物料在挥发装置中进行熔炼时，能够将硫化锑和氧化锑挥发到烟气中。同时挥发出的硫化锑在挥发装置的上部空间氧化成氧化锑。然后将从挥发装置中排出的氧化锑输送至收尘装置中进行收集，得到氧化锑粉尘。最后将上述氧化锑粉尘输送至电热还原装置进行还原熔炼，得到金属锑。
采用电热还原装置进行还原熔炼之前，可以采用本领域常用的挥发方法(装置)将含锑物料转化为氧化锑粉尘。如挥发装置20包括熔池熔炼装置、鼓风挥发炉、井式挥发炉等。
更优选地，上述挥发装置20为电热挥发装置，如电热炉。
本申请提供的锑金属的提取系统中，采用电加热挥发装置对含锑物料进行挥发熔炼，整个挥发熔炼过程无需鼓风燃烧燃料，这能够大大降低烟气量，进而能够大大提高烟气中so2的浓度。产出的高浓度so2烟气能够通过制酸回收，从而解决了传统的鼓风炉挥发工艺中低浓度so2因无法进行回收而导致的污染问题。同时电加热效率高，其能够在炉渣渣型波动时，始终保持炉渣的熔融状态。这不仅可以减少配入熔剂的用量，减少渣量，还能有利于提高硫化锑和氧化锑的高挥发率，从而实现环保、节能、提高回收率等综合效益。
优选地，挥发装置20的熔池区设置有渣排放口，挥发熔炼过程产生的炉渣从该口放出，水碎后外卖。
优选地，上述换热装置30为余热锅炉。换热过程中，含锑烟气输送至上升烟道后，通过余热锅炉对流区后冷却，得到含锑粉尘。优选地，上述电热还原装置40为电热还原炉。
优选地，电热还原装置40的熔池区设置有渣排放口，还原熔炼过程产生的炉渣从该口放出，水碎后外卖。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，加料口包括第一加料口202，第一加料口202设置在挥发装置20的顶部，且第一加料口202与含锑物料供应口101通过第一含锑物料流通通道连通。将第一加料口202设置在挥发装置20的顶部，由于挥发装置20中顶部的温度较高，因而将含锑物料直接从第一加料口202投下，可以使含锑物料在下落的过程中进行干燥，从而有利于缩短工艺流程。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，加料口包括第二加料口203，第二加料口203设置在挥发装置20的侧壁上，第二加料口203与含锑物料供应口101通过第二含锑物料流通通道连通，该提取系统还包括干燥装置60，且干燥装置60设置在第二含锑物料流通通道上。
需要说明的是，干燥装置与第二加料口可以连通，也可以不连通。当二者不连通时，经干燥装置干燥后得到的物料可以借助于人工或外部工具被加入至第二加料口中。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，加料口包括第一加料口202和第二加料口203，第二加料口203设置在挥发装置20的侧壁上，第二加料口203与含锑物料供应口101通过第二含锑物料流通通道连通，第一加料口202设置在挥发装置20的顶部，且第一加料口202与含锑物料供应口101通过第一含锑物料流通通道连通，同时该提取系统还包括干燥装置60，且干燥装置60设置在第二含锑物料流通通道上。上述提取系统中，至少部分含锑物料经该干燥装置60干燥后，从第二加料口203加入挥发装置20，剩余的含锑物料从第一加料口202加入挥发装置20中，进行挥发熔炼。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，上述提取系统还包括破碎筛分装置50，破碎筛分装置50设置有筛分物料入口和筛分物料出口，筛分物料入口与含锑物料供应口101相连通，筛分物料出口分别与第一加料口202及第二加料口203相连通，干燥装置60设置在筛分物料出口与第二加料口203之间的流路上。
设置破碎筛分装置50能够将含锑物料进行破碎，提高挥发熔炼过程中含锑物料的反应面积，从而提高锑元素的挥发率，进而提高锑元素的回收率。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，干燥装置60设置有第一烟气出口，提取系统还包括第一收尘装置70，第一收尘装置70设置有第一烟气入口，且第一烟气入口与第一烟气出口相连通。由于干燥过程中，不可避免地会使少部分锑元素以气态的形式进入烟气中而损失，设置第一收尘装置70能够将上述因进入烟气中损失的锑元素进行回收，以便于进行后续的还原熔炼处理。
在一种优选的实施方式中，干燥装置60为回转窑。
在一种优选的实施方式中，上述提取系统包括熔剂供应装置，熔剂供应装置分别与第一加料口及第二加料口相连通。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，挥发装置20的侧壁还设置有鼓风口。在挥发装置20的顶部设置鼓风口能够适时补入硫化锑氧化过程所需的氧气，从而有利于提高硫化锑转化为氧化锑的转化率，提高锑元素的回收率。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，挥发装置20的侧壁上还设置有喷射入口204，该提取系统还包括氧气供应装置21和喷射装置22，喷射装置22与氧气供应装置21通过氧气供应管路相连通，喷射装置22与喷射入口204相连通，用以将氧气从喷射入口204喷入。
当挥发装置20中的挥发熔渣累积到预定高度时停止加料，进行放渣操作，炉渣水淬，形成水淬渣。之后开启喷射装置22，向挥发装置20中鼓入富氧空气，以对锑冰铜进行吹氧操作。对炉渣进行吹氧操作，有利于将炉渣中的锑金属进行进一步地氧化、挥发，从而提高锑元素的回收率。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，提取系统包括覆盖剂供应装置41，覆盖剂供应装置41与电热还原装置40相连通。由于氧化锑容易挥发，在还原熔炼过程中加入覆盖剂能够降低氧化锑的挥发损失，进而有利于提高锑金属的回收率。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，提取系统还包括第二收尘装置80，第二收尘装置80设置有第二烟气入口，换热装置30还设置有第二烟气出口，且第二烟气入口与第二烟气出口相连通。换热过程中，除了形成含锑粉尘外，还会形成一部分烟气(第二烟气)，第二烟气中也会带走部分氧化锑。设置第二收尘装置80能够将因进入第二烟气中损失的锑金属进行回收，以便于进行后续的还原熔炼处理。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，提取系统还包括第三收尘装置90，第三收尘装置90设置有第三烟气入口，电热还原装置40还设置有第三烟气出口，且第三烟气入口与第三烟气出口相连通。
优选地，电热还原装置的顶部设置有出烟口，熔炼过程中产生的烟气从出烟口排出，进入后续工艺。电热还原过程中除了得到金属锑，也会有少部分锑元素以气态的形式进入烟气(第三烟气)中而损失。设置第二收尘装置80能够将上述因进入第三烟气中损失氧化锑进行回收，以便于进行后续的还原熔炼处理。
优选地，含锑粉尘入口401设置在电热还原装置40的顶部，还原熔炼的过程包括：通过该含锑粉尘入口401，将氧化锑烟尘、熔剂、碎煤加入电热还原装置中进行还原熔炼，得到粗锑。电热还原装置的熔池区设置有粗锑放出口，熔炼产生的粗锑从该口放出，送下一道工序。
为了进一步提高锑元素的纯度，优选地，将还原熔炼过程中提取的液态金属锑(粗锑)转移至钢包炉工位进行加热升温，当温度达到要求时进行除砷、除铅操作(精炼过程)，精炼过程结束后进行浇铸成品。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1至13及对比例1中含锑物料的组成为见表1。
表1
实施例1
首先，通过分析入炉的含锑物料，根据优选熔炼渣型，配入铁矿石和石灰石目标渣型，60wt％sio2、10wt％feo、15wt％cao的目标渣型。
其次，将上述待处理物料在电热挥发装置(第一电热炉)中进行挥发熔炼，使sb2s3便转化成了sb2o3，得到氧化锑烟气和挥发熔渣(类型为feo-sio2-cao，组成为60wt％sio2、10wt％feo、15wt％cao，其余为杂质)，挥发熔炼的温度为1250℃。
上述氧化锑烟气聚集于余热回收装置中，冷却至800℃后，进入收尘装置，得到氧化锑粉尘(粉末sb2o3)。结束后，挥发熔渣中残留的锑含量仅为0.12wt％。
按重量比为100:1:5，将氧化锑粉尘与覆盖剂(na2co3)及还原剂(焦炭)在电热还原装置(第二电热炉)中进行还原熔炼，得到金属锑和还原熔渣(类型为feo-sio2-cao-na2o，组成为52wt％sio2、15wt％feo、20wt％cao、2％na2o及余量的杂质)，还原熔炼的温度为1150℃。还原熔炼结束后，金属锑收得率高达90wt％。
实施例2
首先，通过分析入炉的含锑物料，根据优选熔炼渣型，配入铁矿石和石灰石目标渣型，60wt％sio2、10wt％feo、10wt％cao的目标渣型。
其次，将上述待处理物料在电热挥发装置(第一电热炉)中进行挥发熔炼，使sb2s3便转化成了sb2o3，得到氧化锑烟气和挥发熔渣，挥发熔炼的温度为1250℃。
上述氧化锑烟气聚集于余热回收装置中，经冷却至800℃后，进入收尘装置，得到氧化锑粉尘(粉末sb2o3)。同时对上述挥发熔渣进行富氧吹炼(吹氧)，结束后，挥发熔渣中残留的锑含量仅为0.18wt％。
按重量比为100:1:5，将氧化锑粉尘与覆盖剂(na2co3)及还原剂(焦炭)在电热还原装置(第二电热炉)中进行还原熔炼，得到金属锑和还原熔渣(类型为feo-sio2-cao-na2o，组成为52wt％sio2、15wt％feo、20wt％cao、2％na2o及余量的杂质)，还原熔炼的温度为1150℃。还原熔炼结束后，金属锑收得率高达91wt％。
实施例3
与实施例1的区别为：挥发熔炼的温度为1350℃
实施例4
与实施例1的区别为：挥发熔炼的温度为1100℃
实施例5
与实施例1的区别为：还原熔炼过程中，还原剂与氧化锑粉尘的重量比为3:100。
实施例6
与实施例1的区别为：还原熔炼过程中，覆盖剂与氧化锑粉尘的重量比为8:100。
实施例7
与实施例1的区别为：还原熔炼过程中，覆盖剂与氧化锑粉尘的重量比为0.5:100。
实施例8
与实施例1的区别为：还原熔炼过程中，没有加入覆盖剂。
实施例9
与实施例1的区别为：还原熔炼过程中，还原熔渣的类型为feo-sio2-cao，组成为45wt％sio2、5wt％feo、20wt％cao及余量的杂质。
实施例10
与实施例1的区别为：不对挥发熔渣进行氧气吹炼。挥发熔渣中的锑含量为0.22wt％。
实施例11
与实施例1的区别为：还原熔炼过程中，氧化锑粉尘进行制粒。
实施例12
与实施例1的区别为：挥发熔炼过程中，将含锑物料预热至400℃后，再进行挥发熔炼过程。
实施例13
与实施例1的区别为：挥发熔炼过程中采用的挥发熔炼装置为井式挥发炉。
对比例1
将上述硫化锑矿在鼓风炉中与富氧空气进行氧化熔炼，得到含锑烟气和熔渣，氧化熔炼的温度为1250℃，熔渣中锑元素的含量为1wt％。
将上述锑烟尘进行还原熔炼，得到金属锑，金属锑的提取率为80wt％。
实施例1至13及对比例1中挥发熔渣中残留的锑含量及金属锑的提取率，见表1。
表1
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
比较实施例1至10及对比例1可知，采用本申请提供的提取方法有利于大幅提高锑元素的提取率。
比较实施例1、3、4可知，将挥发熔炼的温度限定在本申请优选的范围内有利于进一步降低挥发熔渣中锑元素的残余量，进而有利于提高锑金属的提取率。
比较实施例1和5可知，将还原剂与氧化锑粉尘的重量比限定在本申请优选的范围内有利于进一步提高锑元素的还原率，进而有利于提高锑金属的提取率。
比较实施例1、6至8可知，将覆盖剂与氧化锑粉尘的重量比限定在本申请优选的范围内有利于进一步降低挥发熔渣中锑元素的残余量，进而有利于提高锑金属的提取率。
比较实施例1和9可知，将熔渣的类型限定在本申请优选的范围内有利于进一步降低还原熔渣中锑元素的残余量，进而有利于提高锑金属的提取率。
比较实施例1和10可知，对挥发熔渣进行氧气吹炼有利于进一步降低挥发熔渣中锑元素的残余量，进而有利于提高锑金属的提取率。
比较实施例1和11可知，将氧化锑粉尘进行制粒后进行还原熔炼有利于进一步降低还原熔渣中锑元素的残余量，进而有利于提高锑金属的提取率。
比较实施例1和12可知，对含锑物料进行预热后再进行挥发熔炼，有利于进一步降低挥发熔渣中锑元素的残余量，进而有利于提高锑金属的提取率。
比较实施例1和13可知，采用电热还原熔炼装置进行还原熔炼过程有利于进一步提高锑金属的提取率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。