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方法。
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方法，以解决现有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，根据本发明提供了一种锑金属的提取方法，该提取方法包括对氧化锑粉尘进行还原熔炼得到锑金属的步骤，且该还原熔炼的步骤在电热还原装置中进行。
进一步地，上述提取方法采用的装置还包括顺次连接的挥发装置和第一收尘装置，且第一收尘装置的出口端和电热还原装置的入口端相连通，该提取方法包括：将含锑物料在挥发装置中进行挥发熔炼，得到含锑烟气，含锑物料包括硫化锑；含锑烟气在第一收尘装置中进行收尘，得到氧化锑粉尘；氧化锑粉尘在电热还原装置中进行还原熔炼，得到金属锑。
进一步地，挥发装置的顶部设置有第一加料口，挥发熔炼的过程包括：通过第一加料口，将含锑物料加入挥发装置中进行挥发熔炼，得到含锑烟气；
优选地，挥发装置的侧壁上还设置有第二加料口，提取方法使用的装置还包括干燥装置，且干燥装置的出口端与第二加料口连通，挥发熔炼的过程还包括：将至少部分含锑物料经干燥装置干燥后，通过第二加料口加入至挥发装置中，将剩余的部分含锑物料通过第一加料口加入至挥发装置中，从而进行挥发熔炼，得到含锑烟气；或者，将含锑物料经干燥装置干燥后，通过第二加料口加入至挥发装置中进行挥发熔炼，得到含锑烟气；
优选地，挥发装置的侧壁上部还设置有供风口，挥发熔炼的过程还包括通过供风口，向挥发装置中鼓入氧气或富氧空气的步骤，富氧空气中氧气的体积分数大于21vol％。
进一步地，挥发装置的侧壁下部上还设置有第一喷射入口，提取方法采用的装置还包括氧气供应装置和第一喷射装置，第一喷射装置与氧气供应装置通过氧气供应管路相连通，第一喷射装置与第一喷射入口相连通，挥发熔炼过程的产物还包括挥发熔渣，提取方法包括：经第一喷射入口向挥发熔渣中喷入氧气。
进一步地，挥发熔炼过程的温度为1200～1400℃，优选为1200～1300℃。
进一步地，按重量百分含量计，挥发熔渣包括40～65wt％sio2、5～15wt％feo及10～25wt％cao，其余为杂质。
进一步地，还原熔炼过程的温度为1000～1200℃，优选为1100～1200℃。
进一步地，还原熔炼的过程包括：将氧化锑粉尘与还原剂进行还原熔炼，得到金属锑和还原熔渣；优选地，在还原熔炼的过程中，同时向反应体系中加入覆盖剂。
进一步地，还原剂与氧化锑粉尘的重量比为5～10:100；优选地，还原剂为碎煤、粉煤、和碎焦中的一种或多种。
进一步地，覆盖剂与氧化锑粉尘的重量比为1～3:100；优选地，覆盖剂选自na2co3、caf2、naoh、kalsi3o8、naalsi3o8和caalsi3o8组成的组中的一种或多种。
进一步地，还原熔炼的过程还包括：在还原熔炼过程中加入含铁熔剂和/或含钙熔剂；优选地，还原熔渣的类型为feo-sio2-cao-na2o。
进一步地，按重量百分含量计，还原熔渣包括50～65wt％sio2、8～20wt％feo、10～25wt％cao及1～3wt％na2o，其余为杂质。
进一步地，还原熔炼的步骤还包括：将氧化锑粉尘通过制粒后加入电热还原装置。
进一步地，利用烟气余热对干燥后的含锑物料进行预热，预热后的物料温度为300～500℃。
应用本发明的技术方案，本申请提供的锑金属的提取方法中，采用电热还原的方式替代传统反射炉还原，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锑金属的提取方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明的一种优选的实施方式提供锑金属的提取方法的流程示意图。
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。下面将并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。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种锑元素的提取方法，该提取方法包括对氧化锑粉尘进行还原熔炼得到锑金属的步骤，且还原熔炼的步骤在电热还原装置中进行。
本申请提供的锑金属的提取方法中，采用电热还原的方式替代传统反射炉还原，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，其采用的装置包括顺次连接的挥发装置和第一收尘装置，且第一收尘装置的出口端与电热还原装置的入口端相连通，该提取方法包括：将含锑物料在挥发装置中进行挥发熔炼，得到含锑烟气，含锑物料包括硫化锑；对含锑烟气在第一收尘装置中进行收尘，得到氧化锑粉尘；使氧化锑粉尘在电热还原装置中进行还原熔炼，得到金属锑。
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烟尘输送至第一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，上述挥发装置为电热挥发装置，如电热炉(具体工艺见图2)。
相比于常规的挥发方法，本申请采用电加热的方式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，收尘过程为将上述含锑烟气通过余热回收降温后、进入第一收尘装置中进行收集，得到含锑粉尘。
优选地，余热回收采用余热锅炉，余热锅炉上升烟道出口的烟气温度为750～800℃，经余热锅炉对流区冷却后，将上述含锑烟气降至300～400℃，然后进入第一除尘装置(优选为电除尘装置)。余热锅炉和第一除尘装置收集得到氧化锑粉尘，输送至半成品库堆存。从第一除尘装置排出的烟气送制酸系统。
当挥发装置中的挥发熔渣累积到预设计量进行放渣操作，炉渣水淬，形成水淬渣。
在一种优选的实施方式中，挥发装置的顶部设置有第一加料口，上述挥发熔炼的过程包括：通过第一加料口，将含锑物料加入挥发装置中进行挥发熔炼，得到含锑烟气。
将第一加料口设置在挥发装置的顶部，由于挥发装置中顶部的温度较高，因而将含锑物料直接从第一加料口投下，可以使含锑物料在下落的过程中进行预热，从而有利于缩短工艺流程。
在一种优选的实施方式中，上述挥发装置的侧壁上还设置有第二加料口，且上述提取方法使用的装置还包括干燥装置，且上述干燥装置的出口端与第二加料口通过遛槽连通。至少部分含锑物料经该干燥装置干燥后，从第二加料口加入挥发装置，剩余的含锑物料从第一加料口加入挥发装置中，进行挥发熔炼；或者将含锑物料经干燥装置干燥后，从第二加料口加入挥发装置，进行挥发熔炼。优选地，选用回转窑作为干燥装置。
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。
优选地，利用含锑烟气的余热对干燥后的含锑物料进行预热，预热后的物料温度为300～500℃。这有利于降低能耗，提高能源利用率。
优选地，将含锑物料进行筛分破碎后，进行干燥。可以采用本领域常用的干燥方式进行干燥。所示，优选地，具体的干燥过程为：将含锑物料在筛分破碎装置中进行筛分破碎后，可以采用碎煤、粉煤、柴油、天然气等为燃料，进而将含锑物料在回转窑中进行干燥。
干燥过程中除了能将含锑物料干燥之外，还会产生第一烟气。为了进一步回收第一烟气中的锑元素，优选地将第一烟气输送至第二收尘装置中收集，得到含有氧化锑粉尘的烟尘。这部分含有氧化锑粉尘的烟尘可以参与挥发熔炼过程。
优选地，挥发装置的侧壁上部还设置有供风口，挥发熔炼的过程还包括通过供风口，向挥发装置中鼓入氧气或富氧空气的步骤，富氧空气中氧气的体积分数大于21vol％。在挥发装置的顶部设置供风口能够适时补入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，提高锑元素的提取率。
在一种优选的实施方式中，挥发装置的侧壁下部还设置有第一喷射入口，该提取方法采用的装置还包括氧气供应装置和第一喷射装置，第一喷射装置与氧气供应装置通过氧气供应管路相连通，第一喷射装置与第一喷射入口相连通，挥发熔炼过程的产物还包括挥发熔渣，该提取方法包括：经第一喷射入口向挥发熔渣中喷入氧气。
从第一喷射入口向挥发熔渣中喷入氧气，有利于加快挥发熔渣的搅动速率，从而进一步提高锑元素的挥发率，进而提高最终锑元素的提取率。
在一种优选的实施方式中，挥发熔炼过程的温度为1200～1400℃。挥发熔炼过程的温度包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于提高锑元素的挥发效率。优选为1200～1300℃。
优选地，挥发熔渣包括40～65wt％sio2、5～15wt％feo及10～25wt％cao，其余为杂质。将上述挥发熔渣限定为上述的组成有利于进一步提高含锑烟气的挥发率。
在一种优选的实施方式中，还原熔炼过程的温度为1000～1200℃。还原熔炼过程的温度包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于提高锑元素的还原效率。优选为1100～1200℃。
在一种优选的实施方式中，还原熔炼的过程包括将氧化锑粉尘与还原剂进行还原熔炼，得到金属锑和还原熔渣。
优选地，还原剂与氧化锑粉尘的重量比为5～10:100。还原剂与氧化锑粉尘的重量比包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高锑元素的还原率。
优选地，还原剂包括但不限于碎煤、碎焦、天然气和液化石油气中的一种或多种。
碎焦是指粒度为2～30mm的焦块，碎煤是指粒度为2～30mm的煤块。
在一种优选的实施方式中，还原熔炼的过程中，向反应体系中加入覆盖剂。由于氧化锑容易挥发，覆盖剂能够起到屏蔽作用，因而在还原熔炼过程中加入覆盖剂能够降低锑金属的挥发损失，进而有利于提高锑元素的提取率。
在一种优选的实施方式中，覆盖剂与氧化锑粉尘的重量比为1～3:100。覆盖剂与氧化锑粉尘的重量比包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步降低氧化锑的挥发损失率。
优选地，覆盖剂包括但不限于na2co3、caf2、naoh、kalsi3o8、naalsi3o8和caalsi3o8中的一种或多种。
电热还原过程中，除了能够产生锑金属还能够产生第三烟气。优选地将第三烟气在上升烟道中进行二次燃烧，然后经余热回收装置(余热锅炉)冷却后，进入第三除尘装置(电除尘装置)中进行收尘处理，以进一步回收烟气中的氧化锑烟尘。
在一种优选的实施方式中，还原熔炼的过程还包括：在还原熔炼过程中加入含铁熔剂和/或含钙熔剂；优选地，还原熔渣的类型为feo-sio2-cao-na2o。将上述还原熔渣限定为上述的组成有利于进一步提高锑的回收率。
在一种优选的实施方式中，按重量百分含量计，还原熔渣包括50～65wt％sio2、8～20wt％feo、10～25wt％cao和1～3％na2o，其余为杂质。上述渣型有利于进一步降低还原熔渣的熔点，进而有利于提高后续的锑元素的提取率。在实际熔炼过程中，上述渣型可以通过在还原熔炼过程中加入feo、sio2、cao等造渣剂实现。
优选地，上述还原熔炼的步骤还包括：将氧化锑粉尘通过制粒后加入电热还原装置。
上述还原熔炼过程中，优选地，将提取的液态金属锑置于钢包内储存。更优选地，当钢包内的液态金属锑累积到一定量之后，将钢包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％。
将上述锑烟尘在反射炉中进行还原熔炼，得到金属锑，还原熔炼的温度为1150℃。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。