一种高纯高白三氧化二锑的冶炼工艺及装置的制作方法

本发明涉及一种冶炼工艺，具体涉及一种高纯高白三氧化二锑的冶炼工艺及装置。属于有色金属冶炼技术领域。

背景技术：

三氧化二锑是一种重要的化工原料，其在高级白色阻燃塑料、合成织物、光电材料、高纯锑品化工原料等高新技术领域中的应用越来越广泛，而随着其在精细领域中的应用需求，对其纯度和白度的要求也相应的越来越高。

其中，白度尤其难以控制，影响白度的因素很多，包括：原料中杂质含量的影响，作业温度，一、二次空气量大小及比例，冷却空气量，以及污点和锑液深度等。其中，根据大量的生产实践发现，作业温度在1000±20℃时，生产出的锑白白度高质量好；温度低于900℃，将出现针状黑体的氧化锑，白度和粒度均不能达到质量要求；温度过高，大量的锑蒸气挥发出来，一定量的二次空气难以将产出的锑蒸气全部氧化，同样也会降低三氧化二锑的白度。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高纯高白三氧化二锑的冶炼工艺。

本发明还提供了上述冶炼工艺相应的一种高纯高白三氧化二锑的冶炼装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种高纯高白三氧化二锑的冶炼工艺，具体步骤如下：

(1)将冶炼炉的炉温升高至1300～1500℃，向炉内投入金属锑，使之熔化；

(2)以20℃/min的速度降温至500～600℃，通入空气，空气流量为30～40m³，以10℃/min的速度升温至1000～1200℃，空气中的氧气与锑发生氧化反应生成三氧化二锑；

(3)调整空气流量为12～20m³，步骤(2)的三氧化二锑进入冷却沉降系统，冷却至20～25℃，根据不同的粒径范围沉降，不符合粒径要求的返回至冶炼炉，符合粒径要求的进行分类或者混合收集即得。

优选的，步骤(3)中的分别收集具体包括：先收集1～2μm的粒径，再收集0.5～1μm，的粒径，最后收集0.5μm以下的粒径。

一种高纯高白三氧化二锑的冶炼装置，包括冶炼炉和冷却沉降系统，所述冶炼炉上设有进料口、通风口和出料口，所述冷却沉降系统包括依次连接的冷却水箱和沉降室，其中，出料口与冷却水箱连接，沉降室的入口到出口方向依次设有废料段、粗料段、中料段和细料段四个工段，每个工段的顶部中央分别设有挡板，底部分别设有卸料阀，并且，废料段的底部连接至进料口。

优选的，所述进料口与进料斗连接，废料段的底部连接至进料斗。

优选的，所述通风口与鼓风机连接。

优选的，粗料段、中料段和细料段的底部均与储料仓连通。

优选的，粗料段、中料段和细料段的底部分别与料仓Ⅰ、料仓Ⅱ和料仓Ⅲ连通。

本发明的有益效果：

金属锑在1300～1500℃条件下充分熔化，然后以较快的降温速度降温至500～600℃，使得金属锑中的杂质分离析出，然后通入空气，升温至1000～1200℃，使得锑发生氧化得到三氧化二锑；调整空气流量，将所得三氧化二锑随空气流入冷却沉降系统，根据不同的粒径范围进行沉降，符合粒径要求的进行分类收集或者混合收集皆可，不符合粒径要求的可返回熔炼炉重复之前的步骤，避免产品不合格和能源浪费现象的发生。

本发明所得三氧化二锑具有较高的纯度和白度，最大粒径不大于2μm，产品质量佳。

附图说明

图1为混合收集的情况下，本发明的结构示意图；

图2为分类收集的情况下，本发明的结构示意图；

其中，1为冶炼炉，2为冷却水箱，3为沉降室，11为进料口，12为通风口，13为出料口，14为进料斗，15为鼓风机，31为废料段，32为粗料段，33为中料段，34为细料段，35为挡板，36为卸料阀，37为储料仓，38为料仓Ⅰ，39为料仓Ⅱ，310为料仓Ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

实施例1：

一种高纯高白三氧化二锑的冶炼工艺，具体步骤如下：

(1)将冶炼炉1的炉温升高至1300℃，向炉内投入金属锑，使之熔化；

(2)以20℃/min的速度降温至500℃，通入空气，空气流量为30m³，以10℃/min的速度升温至1000℃，空气中的氧气与锑发生氧化反应生成三氧化二锑；

(3)调整空气流量为12m³，步骤(2)的三氧化二锑进入冷却沉降系统，冷却至20℃，根据不同的粒径范围沉降，不符合粒径要求的返回至冶炼炉1，符合粒径要求的混合收集即得。

如图1所示，一种高纯高白三氧化二锑的冶炼装置，包括冶炼炉1和冷却沉降系统，冶炼炉1上设有进料口11、通风口12和出料口13，冷却沉降系统包括依次连接的冷却水箱2和沉降室3，其中，出料口13与冷却水箱2连接，沉降室3的入口到出口方向依次设有废料段31、粗料段32、中料段33和细料段34四个工段，每个工段的顶部中央分别设有挡板35，底部分别设有卸料阀36，并且，进料口11与进料斗14连接，废料段31的底部连接至进料斗14，通风口12与鼓风机15连接；粗料段32、中料段33和细料段34的底部均与储料仓37连通。

实施例2：

一种高纯高白三氧化二锑的冶炼工艺，具体步骤如下：

(1)将冶炼炉1的炉温升高至1500℃，向炉内投入金属锑，使之熔化；

(2)以20℃/min的速度降温至600℃，通入空气，空气流量为40m³，以10℃/min的速度升温至1200℃，空气中的氧气与锑发生氧化反应生成三氧化二锑；

(3)调整空气流量为20m³，步骤(2)的三氧化二锑进入冷却沉降系统，冷却至25℃，根据不同的粒径范围沉降，不符合粒径要求的返回至冶炼炉1，符合粒径要求的混合收集即得。

如图1所示，一种高纯高白三氧化二锑的冶炼装置，包括冶炼炉1和冷却沉降系统，冶炼炉1上设有进料口11、通风口12和出料口13，冷却沉降系统包括依次连接的冷却水箱2和沉降室3，其中，出料口13与冷却水箱2连接，沉降室3的入口到出口方向依次设有废料段31、粗料段32、中料段33和细料段34四个工段，每个工段的顶部中央分别设有挡板35，底部分别设有卸料阀36，并且，进料口11与进料斗14连接，废料段31的底部连接至进料斗14，通风口12与鼓风机15连接；粗料段32、中料段33和细料段34的底部均与储料仓37连通。

实施例3：

一种高纯高白三氧化二锑的冶炼工艺，具体步骤如下：

(1)将冶炼炉1的炉温升高至1300℃，向炉内投入金属锑，使之熔化；

(2)以20℃/min的速度降温至600℃，通入空气，空气流量为30m³，以10℃/min的速度升温至1200℃，空气中的氧气与锑发生氧化反应生成三氧化二锑；

(3)调整空气流量为12m³，步骤(2)的三氧化二锑进入冷却沉降系统，冷却至25℃，根据不同的粒径范围沉降，不符合粒径要求的返回至冶炼炉1，符合粒径要求的进行分类或者混合收集即得；分别收集具体包括：先收集1.5μm的粒径，再收集0.8μm的粒径，最后收集0.5μm以下的粒径。

如图2所示，一种高纯高白三氧化二锑的冶炼装置，包括冶炼炉1和冷却沉降系统，冶炼炉1上设有进料口11、通风口12和出料口13，冷却沉降系统包括依次连接的冷却水箱2和沉降室3，其中，出料口13与冷却水箱2连接，沉降室3的入口到出口方向依次设有废料段31、粗料段32、中料段33和细料段34四个工段，每个工段的顶部中央分别设有挡板35，底部分别设有卸料阀36，并且，进料口11与进料斗14连接，废料段31的底部连接至进料斗14，通风口12与鼓风机15连接；粗料段32、中料段33和细料段34的底部分别与料仓Ⅰ38、料仓Ⅱ39和料仓Ⅲ310连通。

实施例4：

一种高纯高白三氧化二锑的冶炼工艺，具体步骤如下：

(1)将冶炼炉1的炉温升高至1500℃，向炉内投入金属锑，使之熔化；

(2)以20℃/min的速度降温至500℃，通入空气，空气流量为40m³，以10℃/min的速度升温至1000℃，空气中的氧气与锑发生氧化反应生成三氧化二锑；

(3)调整空气流量为20m³，步骤(2)的三氧化二锑进入冷却沉降系统，冷却至20℃，根据不同的粒径范围沉降，不符合粒径要求的返回至冶炼炉1，符合粒径要求的进行分类或者混合收集即得；分别收集具体包括：先收集2μm的粒径，再收集1μm的粒径，最后收集0.5μm以下的粒径。

如图2所示，一种高纯高白三氧化二锑的冶炼装置，包括冶炼炉1和冷却沉降系统，冶炼炉1上设有进料口11、通风口12和出料口13，冷却沉降系统包括依次连接的冷却水箱2和沉降室3，其中，出料口13与冷却水箱2连接，沉降室3的入口到出口方向依次设有废料段31、粗料段32、中料段33和细料段34四个工段，每个工段的顶部中央分别设有挡板35，底部分别设有卸料阀36，并且，进料口11与进料斗14连接，废料段31的底部连接至进料斗14，通风口12与鼓风机15连接；粗料段32、中料段33和细料段34的底部分别与料仓Ⅰ38、料仓Ⅱ39和料仓Ⅲ310连通。

实施例5：

一种高纯高白三氧化二锑的冶炼工艺，具体步骤如下：

(1)将冶炼炉1的炉温升高至1400℃，向炉内投入金属锑，使之熔化；

(2)以20℃/min的速度降温至550℃，通入空气，空气流量为35m³，以10℃/min的速度升温至1100℃，空气中的氧气与锑发生氧化反应生成三氧化二锑；

(3)调整空气流量为15m³，步骤(2)的三氧化二锑进入冷却沉降系统，冷却至22℃，根据不同的粒径范围沉降，不符合粒径要求的返回至冶炼炉1，符合粒径要求的进行分类或者混合收集即得；分别收集具体包括：先收集1.8μm的粒径，再收集0.7μm的粒径，最后收集0.5μm以下的粒径。

如图2所示，一种高纯高白三氧化二锑的冶炼装置，包括冶炼炉1和冷却沉降系统，冶炼炉1上设有进料口11、通风口12和出料口13，冷却沉降系统包括依次连接的冷却水箱2和沉降室3，其中，出料口13与冷却水箱2连接，沉降室3的入口到出口方向依次设有废料段31、粗料段32、中料段33和细料段34四个工段，每个工段的顶部中央分别设有挡板35，底部分别设有卸料阀36，并且，进料口11与进料斗14连接，废料段31的底部连接至进料斗14，通风口12与鼓风机15连接；粗料段32、中料段33和细料段34的底部分别与料仓Ⅰ38、料仓Ⅱ39和料仓Ⅲ310连通。

实施例1～5所得三氧化二锑的纯度、白度以及粒径范围情况见表1。

表1.实施例1～5的产品情况

从表1可以看出，本发明所得三氧化二锑具有较高的纯度和白度，最大粒径不大于2，产品质量佳。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。