一种用高炉瓦斯泥提锑-固硫的方法

文档序号:37828231发布日期:2024-04-30 17:37阅读:6来源:国知局

本发明涉及一种用高炉瓦斯泥提锑-固硫的方法,属于有色冶金冶炼。


背景技术:

1、锑是重要的战略性稀有资源,广泛用于电子、电力、通信、石油化工、航空航天等领域,素有“工业味精”之称。如铅锑合金制作的弹头具有超强的穿透性,sb2s3纳米棒/多孔碳负极材料表现出优异的电性能。金属锑属于稀有矿产资源且不易回收再生,我国已将其列为保护性开采特定矿种(1991年)。锑的生产主要有火法和湿法两类,其中火法工艺占绝对主导地位,约占95%以上。然而,传统的火法冶金工艺存在两大弊端。一是火法冶金工艺主要依赖优质焦炭、煤等提供热量,这些碳基化石燃料燃烧会产生大量二氧化碳,企业碳减排压力大;二是锑冶金原料多以硫化矿为主,锑火法冶炼常产生大量低浓度二氧化硫,这些低浓度二氧化硫造成环境极大的污染,尽管一些企业回收二氧化硫制酸,但实际生产中需要大量的成本投入,经济效益甚微。

2、公知技术cn 108004421a提供的一种辉锑矿富氧熔池熔炼方法,先向熔池内鼓入富氧空气,再将辉锑矿物料与赤泥、石灰、还原剂混合后送入富氧熔池还原熔炼得到含锑86%的锑氧化物。本发明尽管原料适应性强,能耗低,但低浓度二氧化硫回收制酸困难。公知技术cn cn101942575a提供的一种辉锑矿底吹熔池熔炼连续炼锑生产方法以辉锑矿、铁矿石、石子和无烟煤为原料,计量后加入底吹氧化熔炼炉中进行熔化、反应,产出烟气和熔体;熔体进入电热前床中沉降分离,产出弃渣、锑锍和贵锑。该方法处理工序复杂,难于处理含金物料。罗正离等将锑精矿与石灰进行混合并制粒、经自然干燥与焦炭和熔剂一起加入鼓风炉内,物料在炉内发生干燥、分解、挥发、氧化和造渣等反应;sb以氧化锑的形式进入烟气,再经还原熔炼和精炼得到金属sb。鼓风炉挥发熔炼工艺尽管原料适应性强、金属回收率高,但该工艺烟气量大、焦炭消耗量大、综合能耗高。

3、刘小文针对目前硫化锑精矿火法冶炼能耗高,低浓度二氧化硫严重污染环境等问题,提出了辉锑矿na2co3-kcl熔盐体系低温固硫清洁炼锑工艺。在最佳工艺条件下锑的直收率91.3%,粗锑品位92.4%,渣固硫率74%,熔盐固硫率21.7%,总固硫率95.7%。以氧化铁废渣为固硫剂,在fe2o3和na2co3的存在条件下,sb2s3能迅速转化为sb2o3,sb2o3又不断还原为金属sb,提锑率达92.6%以上。97.3%的硫被固定转化为硫化铁和硫酸盐等硫化物,so2排放量减少97.3%。上述通过添加纯金属氧化物固硫工艺尽管可以实现炼锑、固硫,但成本高、经济性差。

4、高炉瓦斯泥是高炉炼铁副产品,属于大宗工业固废,每生产1t钢产生约20kg高炉瓦斯泥。同时利用瓦斯泥捕集-固化辉锑精矿分离出来的锑,实现同步固硫,解决辉锑精矿火法冶炼过程中低浓度二氧化硫烟气污染问题,达到以废治废的目的。


技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术存在的不足,提出了用高炉瓦斯泥提锑-固硫的方法,具体步骤如下所述:

2、(1)分别将辉锑精矿和高炉瓦斯泥烘干、破碎、研磨、过筛,得到辉锑精矿粉末和高炉瓦斯泥粉末,备用。

3、(2)将步骤(1)得到的辉锑精矿粉末和高炉瓦斯泥粉末按照质量比1:3~1:8均匀混合后盛装在陶瓷坩埚内,然后放置于微波反应器腔体中央。

4、(3)开启气氛控制系统,将n2鼓入微波腔体内,吹扫腔体。

5、(4)开启微波源,将微波能馈入微波腔体内,辉锑精矿粉末和高炉瓦斯泥粉末混合物料升温并保温。

6、(5)保温结束后关闭微波源,除去坩埚表面的浮渣,得到固硫渣;坩埚中剩余的液体为金属锑液,将金属锑液倒入磨具铸锭得到金属粗锑,金属锑密度比渣大,二者自然沉降分离。

7、优选的,步骤(1)中烘干温度为80℃,烘干时间为12小时,研磨后过80目筛。

8、优选的,步骤(2)中的陶瓷坩埚系sio2-mgo-al2o3材质,介电常数小于3,20-1000℃条件下热膨胀系数为2.5×10-6/℃。

9、优选的,步骤(2)中的陶瓷坩埚外包裹3cm厚的硅酸铝保温材料,硅酸铝保温材料介电常数小于2。

10、优选的,步骤(3)中n2按照0.5l/min流速鼓入微波腔体内,吹扫腔体3-5min。

11、优选的,步骤(4)中辉锑精矿粉末和高炉瓦斯泥粉末混合物料按照10~30℃/min升温至650~900℃,保温40~120min。

12、本发明的有益效果

13、(1)本发明利用高炉瓦斯泥实现了辉锑精矿碳热还原提锑-固硫,实现同步固硫,解决辉锑精矿火法冶炼过程中低浓度二氧化硫烟气污染问题。

14、(2)本发明利用高炉瓦斯泥协同辉锑精矿碳热还原锑,同步固硫,为大规模消纳高炉瓦斯泥提供了新途径,达到以废治废。

15、(3)微波体加热特性,强化传热传质,与常规方法相比,生产周期缩短了60%以上,生产效率提高了3倍,固硫率高。



技术特征:

1.一种用高炉瓦斯泥提锑-固硫的方法,其特征在于:具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述用高炉瓦斯泥提锑-固硫的方法,其特征在于:步骤(1)中烘干温度为80℃,烘干时间为12小时,研磨后过80目筛。

3.根据权利要求1所述用高炉瓦斯泥提锑-固硫的方法,其特征在于:步骤(2)中的陶瓷坩埚系sio2-mgo-al2o3材质,介电常数小于3,20-1000℃条件下热膨胀系数为2.5×10-6/℃。

4.根据权利要求1所述用高炉瓦斯泥提锑-固硫的方法,其特征在于:步骤(2)中的陶瓷坩埚外包裹3cm厚的硅酸铝保温材料,硅酸铝保温材料介电常数小于2。

5.根据权利要求1所述用高炉瓦斯泥提锑-固硫的方法,其特征在于:步骤(3)中n2按照1.5~3l/min流速鼓入微波腔体内,吹扫腔体3-5min。

6.根据权利要求1所述用高炉瓦斯泥提锑-固硫的方法,其特征在于:步骤(4)中辉锑精矿粉末和高炉瓦斯泥粉末混合物料按照10~30℃/min升温至650~900℃,保温40~120min。


技术总结
本发明涉及一种用高炉瓦斯泥提锑‑固硫的方法,属于有色冶金冶炼技术领域。本发明分别将含锑的辉锑精矿和高炉瓦斯泥、破碎、研磨、过筛;将辉锑精矿和高炉瓦斯泥均匀混合后盛装在陶瓷坩埚内放置于微波反应器腔体中央;将N2鼓入微波腔体内,吹扫腔体;开启微波源,辉锑精矿和高炉瓦斯泥混合物料按照10~30℃/min升温至650~900℃,保温40~120min;保温结束后关闭微波源,撇去坩埚表面的浮渣得到固硫渣;金属锑倒入磨具铸锭得到金属粗锑。本发明利用高炉瓦斯泥热还原辉锑精矿提锑‑同步固硫,解决了辉锑精矿火法冶炼过程中低浓度二氧化硫烟气污染问题,同时为大规模消纳高炉瓦斯泥提供了新途径,达到以废治废的目的。

技术研发人员:刘秉国,宇文超,周俊文,郭胜惠,张利波
受保护的技术使用者:昆明理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/4/29
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