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[科普中国]-硫化锑精矿沉淀熔炼

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硫化锑精矿沉淀熔炼(precipitation smeltingof antimony sulphide concentrate)是指用金属铁从高品位硫化锑块精矿中置换并沉淀分离出金属锑的过程,为火法炼锑方法之一。这是一种古老的炼锑方法,16世纪始用于英国,又称英国法。适于处理含锑45%-65%的硫化锑块精矿,有时也用于处理含锑28%-30%的硫化锑块精矿,但不适用于处理硫化锑粉精矿。沉淀熔炼法设备简单,能直接处理硫化锑块精矿得到粗锑。但对原料要求严格,适应性差,生产能力较低,粗锑含铁高,进一步精炼困难,生成的二氧化硫烟气尚无法回收,在大规模生产中已逐渐被其他方法取代。

简介硫化锑精矿沉淀熔炼(precipitation smeltingof antimony sulphide concentrate)是指用金属铁从高品位硫化锑块精矿中置换并沉淀分离出金属锑的过程,为火法炼锑方法之一。这是一种古老的炼锑方法,16世纪始用于英国,又称英国法。适于处理含锑45%-65%的硫化锑块精矿,有时也用于处理含锑28%-30%的硫化锑块精矿,但不适用于处理硫化锑粉精矿。

沉淀熔炼法设备简单,能直接处理硫化锑块精矿得到粗锑。但对原料要求严格,适应性差,生产能力较低,粗锑含铁高,进一步精炼困难,生成的二氧化硫烟气尚无法回收,在大规模生产中已逐渐被其他方法取代1。

原理硫化锑精矿沉淀熔炼,是基于硫化亚铁的标准吉布斯生成自由能变化比硫化锑的标准吉布斯生成自由能变化的负值大,用金属铁可从硫化锑中置换沉淀出金属锑。用铁制换锑的反应在金属和硫化物两相接触面上进行,接触面愈大,反应愈迅速。但硫化铁与锑液的密度相差很小,析出的锑液不易沉聚,造成渣锑不分。为此,需加纯碱和芒硝、食盐等熔剂造密度小的硫化铁浮渣,使之与锑液分离2。

工艺按所用设备分为坩埚炉沉淀熔炼、反射炉沉淀熔炼和短筒炉沉淀熔炼三种主要方法。每种方法各有其特点,但熔炼作业都是周期性地进行,每个周期都包括炉子预热、装料、熔炼、从炉内或坩埚内出锑,锑锍和渣等作业,坩埚炉熔炼生产量小(每个坩埚处理精矿20kg),全部作业系手工操作,劳动强度大,劳动条件差,燃料及坩埚消耗高,已被反射炉沉淀熔炼法取代。

无论哪种沉淀熔炼方法,欲使锑被充分还原,铁必须超过理论量5%-10%。铁过量不足,部分硫化锑与硫化铁生成锑锍,铁过量10%以上时,粗锑被铁污染,只能得到含锑70%-80%的粗锑,同时由于粗梯含铁高,熔化温度升高,粗锑、锑锍及渣难于分离。锑锍被铁饱和,密度增大,接近含铁粗锑密度。炉料中多余的铁被氧化,提高渣的熔点和粘度,锑呈珠状夹在渣和锑锍中,增大锑的损失3。

设备沉淀熔炼反射炉,炉膛较深400-450mm,炉底向放出口一边倾斜。两端朝中间倾斜,底面积8-15m2,宽2.8m2,长6-8m,炉顶高度按炉膛空间气体流速5-6m/s计算确定。炉底用铬镁砖或镁砖砌筑,不用填料。炉墙用粘土砖砌筑,熔池用铬镁砖砌筑。炉墙高470-600mm。炉顶用铬镁砖砌成拱顶,纵向面成直线,拱顶厚230~380mm。在拱顶上开设矩形装料孔。对着放出熔体的侧墙开设两个工作门。烟气从炉尾排出,进收尘系统。炉子用煤、天然气或里油加热,用煤加热的炉子设有活动炉栅的燃烧室,用天然气或重油加热的炉子设有喷嘴或喷射器。

沉淀熔炼短筒炉,炉壳外长和炉直径相等,钢壳内衬耐火砖,炉体用托轮支承,转速1-4r/min。燃烧粉煤加热1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学