SiO2-FeO-CaO-Na2O渣系锑氧粉还原熔炼研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2016.09.001SiO2-FeO-CaO-Na2O渣系锑氧粉还原熔炼研究刘恒，唐朝波，陈永明，杨声海，何静(中南大学冶金与环境学院，长沙410083)摘要：设计了一种适用于锑氧粉熔池还原熔炼的低熔点渣SiO2︰FeO︰CaO︰Na2O=30︰34︰12︰24，通过单因素试验法研究熔炼时间、焦率和熔炼温度对锑氧粉还原熔炼过程的影响。得到的最佳条件为：熔炼时间50min、焦率12.5%、熔炼温度1000℃，在此最优条件下进行扩大试验，金属锑直收率为92.66%，渣含锑为1.06

2、%，粗锑品位为97.09%，均优于传统反射炉工艺。关键词：Sb2O3；火法冶金；SiO2-FeO-CaO-Na2O；熔池熔炼中图分类号：TF818文献标志码：A文章编号：1007-7545（2016）09-0000-00StudyonReductionSmeltingofSb2O3inSiO2-FeO-CaO-Na2OSlagSystemLIUHeng,TANGChao-bo,CHENGYong-ming,YANGSheng-hai,HEJing(SchoolofMetallurgyandEnvironment,CentralSouth

3、University,Changsha410083,China)Abstract：AlowmeltingpointslagsystemofSiO2︰FeO︰CaO︰Na2O=30︰34︰12︰24wasselectedtoinvestigateeffectofsmeltingtime,cokerate,andsmeltingtemperatureonreductionsmeltingofantimonyoxideinbathsmelting.Averagedirectrecoveryrateofmetallicantimonyis92.

4、66%withantimonygradeof97.09%,andaveragemassfractionofantimonyinslagis1.06%undertheoptimumconditionsincludingsmeltingtimeof50min,cokerateof12.5%,andsmeltingtemperatureof1000℃.Thoseindexesareallsuperiortothoseoftraditionalreverberatoryprocess.Keywords:Sb2O3;pyrometallurgy;

5、SiO2-FeO-CaO-Na2O;bathsmelting目前锑的主要冶炼方法仍然为“挥发熔炼—还原熔炼”法[1-2]，但该工艺存在金属锑直收率低、还原渣含锑高、能耗高、产出低浓度二氧化硫烟气等问题，亟需解决。由于挥发阶段产出的锑氧粉含杂质较低，锑氧粉的还原只是在反射炉内加入还原剂和熔剂(碳酸钠)进行熔炼，产出锑液、炉渣和烟气，但该炉渣为未加设计的泡渣，含锑高达30%~40%[3]，导致金属锑直收率低、锑挥发致返粉量大。国内有学者对锑氧粉的还原熔炼工艺及泡渣特性进行过研究[4-5]，但都忽视了还原渣的渣型是否合理。锑氧粉反射炉还原熔炼

6、工艺存在的锑直收率低、渣含锑高、泡渣性质差等问题仍未得到根本解决。近年来造锍熔炼[6]、低温熔盐熔炼[7-8]和湿法工艺[9-11]等新的炼锑方法已经取得了一定的研究进展，但因存在耗材多、工艺复杂等问题仍没有得到工业应用。熔池熔炼法因具有能耗低、污染小和效率高等特点，已成功应用于铜、铅等重金属的冶炼[12]。因此，作者所在团队提出了锑富氧侧吹熔池熔炼法，以解决传统炼锑工艺存在的问题，工艺过程主要包括锑富氧侧吹熔池挥发熔炼和富氧侧吹熔池还原熔炼两个阶段，锑精矿的富氧挥发熔炼相关技术工艺已证明了其优异性[13-15]。由于含锑物料具有较强的

7、挥发性，锑的熔池还原熔炼与铜、铅等其它重金属有很大差异，要求产生的炉渣具有良好的性质，在降低锑挥发率的同时也要尽量降低渣含锑的量，因此对炉渣的性质要求较高。反射炉产出的泡渣密度小、流动性差，不适于熔池熔炼，而采用SiO2-FeO-CaO三元渣时，炉温控制高，能耗高、锑挥发返粉量大。因此，本文借鉴相关相图理论及反射炉还原熔炼锑氧粉的方法，通过添加一定量的造渣剂，设计一种适用于锑氧粉还原熔炼的低熔点SiO2-FeO-CaO-Na2O渣，通过单因素法分别研究了熔炼时间、焦率、熔炼温度对锑氧粉还原熔炼过程的影响，并对锑的损失形态进行了研究。1试

8、验1.1试验原料和试剂所用原料为锡矿山闪星锑业有限责任公司所产锑氧粉，主要成分（%）：Sb78.50、SiO21.41、CaO0.09、Fe0.36、S1.39、As0.61，XRD分析结果显示，该锑氧粉主