銻精礦鼓風爐揮發(fā)熔煉爐渣成分對渣含銻影響的研究

羅 燊，馬 登

（1.錫礦山閃星銻業(yè)有限責任公司，湖南 冷水江 417500；2.中國恩菲工程技術有限公司，北京 100038）

目前，某銻冶煉企業(yè)采用鼓風爐揮發(fā)熔煉工藝冶煉銻精礦，該工藝存在爐渣銻品位波動較大的問題［1，2］。實踐生產數(shù)據(jù)表明，渣型對渣含銻的影響較大，本文通過對生產實踐數(shù)據(jù)進行分析對比，得到鼓風爐熔煉的各爐渣成分對爐渣品位的影響，有利于指導生產的配料過程。

1 鼓風爐揮發(fā)熔煉工藝流程

銻精礦鼓風爐揮發(fā)熔煉使用的原料主要有硫化銻礦和硫氧混合礦，原料中Sb2S3易揮發(fā)且易氧化，氧化后的Sb2O3進入高溫煙氣中，Au、Ag等貴金屬富集在毛銻里形成貴毛銻，反應機理如下：

圖1 鼓風爐生產工藝流程圖

脈石與鐵礦石等熔劑造渣，從而實現(xiàn)有價金屬的有效分離，因此，渣含銻指標的好壞直接影響鼓風爐的經濟效益。銻精礦鼓風爐揮發(fā)熔煉的渣型是SiO2-FeO-CaO，銻鼓風爐工藝流程圖如圖1所示。

2 銻精礦鼓風爐揮發(fā)熔煉中的原料成分及其走向

2.1 銻精礦鼓風爐揮發(fā)熔煉中的原料成分

銻精礦鼓風爐揮發(fā)熔煉中的原料成分見表1。

表1 原料中各成分含量 %

2.2 粒子礦

各種原料配料后制成粒子礦，生產中再加入鐵礦石等造渣熔劑，原材料中SiO2的含量決定了銻冶煉廠鼓風爐煉銻只能選擇硅酸度大的高硅渣型，而通過調節(jié)原料配比可適當調節(jié)爐渣中Mg、Al等輕金屬的含量，優(yōu)化渣含Sb指標。實際操作中可選擇含Mg、Al等輕金屬偏低的鐵礦石材料，減少對鼓風爐渣型的影響。粒子礦成分見表2。

表2 粒子礦的成分 %

2.3 原料中各種成分走向

鼓風爐前床各產出物的成分見表3，由表3可以看出，通過鼓風爐揮發(fā)熔煉后，原料中的Ca、Mg、Al等金屬幾乎都進入鼓風爐渣，而Fe則大部分進入銻锍，少部分進入鼓風爐渣，所以，原料中Mg、Al等輕金屬的含量直接決定著鼓風爐渣中Mg、Al等輕金屬的含量，而Mg、Al等輕金屬的含量越高，爐渣的熔化溫度也越高，如果達不到爐渣的完全熔化溫度，爐渣表面就會結殼，從而造成渣含銻升高。

表3 鼓風爐前床各產出物的成分 %

3 爐渣成分對渣含Sb影響的分析

在鼓風量和焦炭消耗穩(wěn)定的情況下，鼓風爐渣的物理化學性能很大程度上決定了鼓風爐的經濟技術指標。錫礦山閃星銻業(yè)有限責任公司銻冶煉廠通過生產實踐，積累了大量的基礎數(shù)據(jù)，現(xiàn)對該銻冶煉廠2016年4月至2020年3月的鼓風爐渣的化驗樣進行了統(tǒng)計分析，共有渣樣254個，綜合結果如下。

3.1 渣含Sb指標

以渣含銻進行排序分析，結果見表4，254個樣的平均含銻為1.216%，從樣品的分布來看，渣含Sb和渣中Mg、Al等輕金屬氧化物含量存在一定對應關系，渣中SiO2、CaO的含量變化都不是很明顯，Mg、Al氧化物含量處于低位時，渣含Sb指標明顯較好。

表4 以渣含Sb進行排序統(tǒng)計表

3.2 渣中SiO2含量對渣含Sb的影響

以渣中SiO2含量進行排序分析，結果見表5，254個樣平均SiO2含量42.159%，可以看出銻冶煉廠鼓風爐屬高硅渣型，流動性和牽絲性都比較好，SiO2含量與渣含銻沒有明顯的對應關系，從數(shù)據(jù)上看，當SiO2含量在45%以上，Mg、Al等輕金屬含量相對較低（8.9%以下）時，渣含Sb指標較好。

表5 以渣中SiO2含量進行排序統(tǒng)計表

3.3 渣中FeO含量對渣含Sb指標的影響

以渣中FeO含量進行排序分析，結果見表6，254個樣平均FeO含量26.641%，當FeO含量在30%以上，實際平均32.197%時，渣含Sb指標明顯偏好，Mg、Al等輕金屬含量也處于較低水平。

表6 以渣中FeO含量進行排序統(tǒng)計表

3.4 渣中CaO含量對渣含Sb指標的影響

以渣中CaO含量進行排序分析，結果見表7，從數(shù)據(jù)上看沒有明顯對應關系，當CaO含量在15%以下，平均12.868%時，渣含Sb指標較好，但低鈣渣也沒有明顯優(yōu)勢。

表7 以渣中CaO含量進行排序統(tǒng)計表

3.5 渣中Mg、Al氧化物含量對渣含銻指標的影響

以渣中Mg、Al氧化物含量進行排序分析，結果見表8，當Mg、Al氧化物含量在7%以下，平均為6.969%時，渣含Sb指標明顯較好。

表8 以渣中Mg、Al氧化物含量進行排序統(tǒng)計表

Al2O3和MgO都是高熔點化合物，在鼓風爐渣中含量過高會提高爐渣的實際熔點，提高爐渣的粘度，不利于渣銻分離，并且會在爐渣表層形成結塊，影響爐渣的流動性和渣含Sb指標，降低冶煉回收率，提高冶煉成本。

4 結 論

1.當SiO2含量在45%以上，Mg、Al等輕金屬含量相對較低（8.9%以下）時，渣含Sb指標較好。

2.當FeO含量在30%以上，實際平均32.197%時，渣含Sb指標明顯偏好，Mg、Al等輕金屬含量也處于較低水平。

3.鼓風爐渣中Mg、Al等高熔點金屬氧化物會提高爐渣熔點，降低其流動性，進而對渣含Sb指標造成負面影響，通過對原材料中Mg、Al等輕金屬氧化物含量的控制和鼓風爐渣型的調節(jié)，可降低渣含Sb指標，提高Sb冶煉回收率。