一种锑矿石挥发熔炼和闪速熔炼同一炉膛同时混合冶炼用新型炉及其冶炼方法与流程

本发明涉及有色金属锑冶炼技术领域，特别是一种锑矿石挥发熔炼和闪速熔炼同一炉膛同时混合冶炼用新型炉及其冶炼方法。

背景技术：

传统锑矿石粗炼工艺应用较普及的有直井炉挥发焙烧、平炉底吹挥发焙烧、鼓风炉挥发熔炼三种工艺，其中直井炉挥发焙烧、平炉底吹挥发焙烧因为产能低、人工劳动强度大被国家列为淘汰落后产能。传统的锑矿石粗炼工艺现在主要为锑鼓风炉挥发熔炼工艺，具体方案为将粉矿制球后和块矿一起与焦炭、铁矿石、石灰石等按合适比例配料，分类分批次从炉顶料仓投入炉内，在炉腹水套风嘴区上方炉膛内发生挥发熔炼氧化反应生成氧化锑，氧化锑粉尘烟气通过烟道进入后续冷凝收尘系统，氧化锑粉尘在冷凝收尘系统冷却沉降收集后，通过管道气压输送至下一道锑还原及精炼工序；矿石内脉石与铁矿石、石灰石两熔剂在炉膛内反应生成炉渣后进入炉缸内，通过炉缸渣口排出炉外或通过渣道流入前床再排出炉外。锑矿石粗炼鼓风炉挥发熔炼工艺因具有原料适用性强、处理能力大、机械化程度高等特点，成为现在唯一的广泛推广应用锑矿石粗炼工艺。锑鼓风炉虽为当今最先进的锑冶炼生产工艺，但与其它有色金属冶炼工艺相比，能耗高产能低经济效益不理想，开发已半个世纪几乎无技术升级进步，严重制约了行业发展，与其它有色金属冶炼日新月异的新技术相比已逐渐落伍，与国家提出的节能减排工艺要求存在差距。

闪速冶炼是当今铜镍等重有色金属冶炼最先进的生产工艺之一。基本工艺原理为：矿石磨至规定粒度以下，干燥至规定水分以下，通过喷嘴喷入闪速炉内反应室，使矿粒悬浮在高温氧化性气流中，迅速发生硫化矿物的氧化反应，并释放出大量热能。铜镍闪速熔炼工艺燃料消耗只有传统冶炼工艺的50％左右。闪速熔炼工艺具有能耗低、床能力大、自动化程度高、清洁生产环境等优点。

在对此方法的研究和实践过程中，本发明的发明人发现：锑矿石粗炼生产工艺目的为硫化矿物氧化反应生产氧化锑，锑矿石性质极易挥发氧化，非常适合进行闪速熔炼。

锑矿石闪速熔炼工业化试验，行业内曾经有过几次尝试，终因炉渣含锑过高而终止。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锑矿石挥发熔炼和闪速熔炼同一炉膛同时混合冶炼用新型炉。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

锑矿石鼓风炉为立式长方体或圆柱体形状，鼓风炉的炉顶设置有贮料仓，鼓风炉的中部设置有耐火材质的炉身，炉身侧壁上设置有与其连通的烟道，炉身的下部设置有炉腹水套，炉腹水套的侧壁上设置有风嘴，炉腹水套的底部设置有炉缸，炉缸内侧墙上设置有过渣道或出渣口及锑锍口；鼓风炉的炉顶或炉身侧壁上设置有用于喷射粉矿的喷嘴。

进一步的，喷嘴外形为直圆筒形或锥圆筒形，喷嘴数量设置有一个或多个，喷嘴的直径为10毫米～1000毫米。

进一步的，喷嘴安装设置的喷射角与水平面的夹角为0°～180°。

本发明还公开了锑矿石鼓风挥发熔炼和闪速熔炼同一炉膛同时混合冶炼用新炉型的冶炼方法，将块锑矿、块状燃料、块状熔剂按设定先后顺序从鼓风炉顶部的料仓投入炉内，块矿在炉膛内炉腹水套风嘴区上方发生挥发熔炼氧化反应，同时将干燥后锑粉矿用空气或富氧空气或纯氧气体输送，通过鼓风炉上的喷嘴以喷射的方式进入炉内，在炉膛内上部高温空腔内进行闪速熔炼氧化反应，两氧化同时进行。粉矿内脉石杂质在闪速熔炼氧化反应后生成的富锑熔渣落入炉膛块矿料层，再参与鼓风炉挥发熔炼，和块矿内脉石杂质一起与熔剂进行造渣反应，生成理想的贫化低锑炉渣进入炉缸，通过炉缸渣口排出炉外或经过渣道流入前床再排出炉外。

进一步的，锑粉矿的颗粒直径小于10毫米，含水量小于15％。

7.进一步的，锑矿粉的喷射动力为通过空气或富氧空气或纯氧气体输送，喷射方式的连续喷射或间隔喷射，喷射流速为0.1米/秒～100米/秒，喷射流量为1克/秒～10000克/秒。

本发明采用一种锑矿石鼓风挥发熔炼和闪速熔炼同一炉膛同时混合冶炼用新炉型及冶炼新工艺，反应室得到了充分利用，干燥微粒粉矿在炉膛上部高温空腔发生闪速熔炼反应，反应速度远超传统鼓风炉工艺，因此能有效提高生产率；由于本发明锑矿石鼓风挥发熔炼和闪速熔炼同一炉膛同时混合冶炼新工艺在应用中，锑粉矿在炉膛上部高温空腔发生闪速熔炼氧化反应生成的富锑熔渣沉落入炉膛底部的块矿混合物中，再参与鼓风炉挥发熔炼生产工艺，与铁矿石、石灰石两熔剂进行二次造渣，和块状锑矿石内脉石杂质一起进行造渣反应，生成理想的贫化低锑炉渣，有效地规避了以前闪速熔炼工业化试验炉渣含锑过高问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明鼓风炉的结构示意图。

图中：1-鼓风炉；2-料仓；3-喷嘴；4-烟道；5-炉腹水套；6-风嘴；7-炉缸；8-渣口；9-渣道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一2m²炼锑无前床鼓风炉，采用锑矿石鼓风挥发熔炼和闪速熔炼同一炉膛同时混合冶炼用新炉型及冶炼新工艺。将块状锑矿石和焦炭、铁矿石、石灰石按比例配料按设定顺序从从鼓风炉1顶部的料仓2投入鼓风炉1内，进入鼓风炉1内的块状物料在炉腹水套5内风嘴6区上方发生挥发熔炼氧化反应并生成含氧化锑粉尘烟气；将颗粒直径小于1mm的锑矿粉干燥至含水量小于1％后，用富氧空气从鼓风炉1顶部的一个喷嘴3输送，以3米/秒的流速、100克/秒的流量竖直向下喷射进入鼓风炉1内部，喷射进入鼓风炉1内的锑粉矿在鼓风炉1的炉膛上部高温空腔发生闪速熔炼氧化反应并生成含氧化锑粉尘烟气，两反应生成的混合烟气通过烟道4进入后续冷凝收尘系统；锑粉矿在炉膛上部高温空腔发生闪速熔炼氧化反应生成的富锑熔渣沉落入炉膛块矿料层，再参与鼓风挥发熔炼生产工艺，与铁矿石、石灰石两熔剂进行二次造渣反应，和块状锑矿石内脉石杂质一起进行造渣反应，生成的贫化低锑炉渣进入炉缸7中，通过炉缸渣口8直接排出炉外。此2m²炼锑无前床鼓风炉采用传统富氧锑鼓风炉工艺生产时，处理能力为80吨/天，焦率为25％，渣含锑为月均值0.85％；采用鼓风挥发熔炼和闪速熔炼同时混合冶炼新工艺生产后，处理能力为110吨/天，焦率为18％，渣含锑为月均值0.83％。

实施例2

一3m²炼锑有前床鼓风炉，采用锑矿石鼓风挥发熔炼和闪速熔炼同一炉膛同时混合冶炼用新炉型及冶炼新工艺。将块状锑矿石和焦炭、铁矿石、石灰石按比例配料按设定顺序从从鼓风炉1顶部的料仓2投入鼓风炉1内，进入鼓风炉1内的块状物料在炉腹水套5内风嘴6区上方发生挥发熔炼氧化反应并生成含氧化锑粉尘烟气；将颗粒直径小于1mm的锑矿粉干燥至含水量小于1％后，用空气从鼓风炉1的炉身上的一个喷嘴3输送，以4米/秒的流速、150克/秒的流量水平方向喷射进入鼓风炉1内部，喷射进入鼓风炉1内的锑粉矿在鼓风炉1的炉膛上部高温空腔发生闪速熔炼氧化反应并生成含氧化锑粉尘烟气，两反应生成的混合烟气通过烟道4进入后续冷凝收尘系统；锑粉矿在炉膛上部高温空腔发生闪速熔炼氧化反应生成的富锑熔渣沉落入炉膛块矿料层，再参与鼓风挥发熔炼生产工艺，与铁矿石、石灰石两熔剂进行二次造渣反应，和块状锑矿石内脉石杂质一起进行造渣反应，生成的贫化低锑炉渣进入炉缸7中，经过渣道9流入前床后，再通过前床渣口排出炉外。此3m²炼锑有前床锑鼓风炉采用传统普通空气供风锑鼓风炉工艺生产时，处理能力为80t/d，焦率为35％，渣含锑为月均值0.92％；采用鼓风挥发熔炼和闪速熔炼同时混合冶炼新工艺生产后，处理能力为120t/d，焦率为25％，渣含锑为月均值0.95％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。