氧化銻還原熔煉(reduction smelting of an-timony oxide)是指在高溫下用還原劑將氧化銻還原成金屬銻的過程，為火法煉銻的揮發焙燒(揮發熔煉)-還原熔煉工藝的組成部分。主要發生還原和造渣兩種反應，整個過程由爐料準備、還原熔煉和出渣等作業組成。
基本介紹
- 中文名：氧化銻還原熔煉
- 外文名：reduction smelting of an-timony oxide
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
- 目的：將氧化銻還原成金屬銻
簡介,主要反應,工藝過程,主要設備,發展趨勢,
簡介
氧化銻還原熔煉(reduction smelting of an-timony oxide)是指在高溫下用還原劑將氧化銻還原成金屬銻的過程，為火法煉銻的揮發焙燒(揮發熔煉)-還原熔煉工藝的組成部分。主要發生還原和造渣兩種反應，整個過程由爐料準備、還原熔煉和出渣等作業組成。
主要反應
三氧化銻的標準生成吉布斯自由能變化負值比一氧化碳或二氧化碳的標準生成吉布斯自由能變化負值小，液態氧化銻與碳和碳燃燒生成的一氧化碳發生多相還原反應。
原料銻氧中含有一些雜質和造渣成分，還原劑也含有礦物、脈石成分，浦要加熔劑造渣。但三氧化銻是兩性化合物，能與雜質氧化物發生造渣反應，降低氧化銻的還原效率。一些氧化物，如pbO、As2O3與氧化銻同時熔化或互熔，會影響氧化銻的還原速度。還有一些難熔氧化物，如SiO2、CaO、Al2O3等夾雜在Sb2O3熔體中，會阻礙還原反應的進行。因此，氧化銻還原的完全程度，取決於造渣反應的好壞。為了使雜質和造渣成分順利渣化，生成的爐渣不阻礙CO2氣體與炭粒的接觸和CO氣體的擴散，必須選擇具有熔點低、密度小和流動性好的渣型，浮在熔體表面，減弱對還原反應的不利影響，保持熔體中的還原氣氛，並減少銻的氧化揮發。還原過程生成的爐渣、由於有大量CO和CO2氣體穿過，冷卻後形成許多空洞，故稱泡渣。
工藝過程
往氧化銻粉中配入粒度小於5mm的氧化銻被還原成金屬銻、砷、鉛、銅等雜質氧化物也被還原成金屬進入粗銻。在還原過程中，脈石和部分砷化物與氧化鈉作用，生成泡渣，浮在銻液表面，呈均勻熔體，與銻液分層後，從爐口分次清除，另行處理回收銻。粗銻熔體一般是在同一爐內進行精煉。從反射爐爐尾排出的煙氣溫度為978-1423K，煙氣含塵量40-48g/m3，採用水冷卻和表面冷卻，經袋式除塵室除塵後尾煙氣直接放空。由於含SO2很低，不須高空排放。煙氣中帶有大量升華的三氧化銻，俗稱次銻氧，占進料銻氧質量16%左右，在冷卻系統和收塵室收集，返回反射爐熔煉。
為獲得高的還原效率和高的直收率，要控制好四方面技術條件。
(1)降低爐料中脈石含量，入爐銻氧平均含銻不小於75%，還原劑的灰分不大於10%，使用木炭還原劑可獲得較好的效果。
(2)選擇好渣型，根據滬料脈石性質，配入最小的溶劑量，使生成流動性好和易烙性泡渣，以利於滬料還原和與銻分離。
(3)爐料均勻混合，料批量適當，採取多次熔化還原和除渣作業，並多次翻動爐料，能顯著縮短還原熔煉時間。
(4)爐料熔化還原過程均在1373-1473K下進行，避免較大的溫度波動，以加快氧化銻的還原速度，並同時使爐渣過熱，以利於銻珠聚集沉降。
主要設備
還原熔煉可以在反射爐或電爐中進行。但大多採用反射爐。反射爐的一端為然料徽燒火膛，另一端設爐氣排出口，爐拱有加料孔，爐牆設有工作門和出渣。爐膛面積8-12m2，火膛與爐膛面積比為1:4-1:5，爐底為搗固與高鋁質耐火磚砌築混合結構，熔池用生鐵板圍成，內襯大型高鋁質附火磚。其餘部位用粘土質耐火磚砌成。爐子採用長焰煙煤或煤氣燃燒供熱。
發展趨勢
氧化銻反射爐還原熔煉是生產粗銻的主要方法。20世紀60年代，中國採取擴大爐膛容積等技術措施，提高了處理能力，獲得更好的技術經濟指標。粗銻的機械鑄錠、銻氧的空氣輸送和反吸風收塵室的採用，提高了系統的裝備水平，銻的直收率在76%-80%，冶煉時間為2.5~4h/t，燃燒煤耗為240-320kg/t。反射爐煉銻的發展方向是：
(1)改進爐體結構，合理配料，選擇渣型，採用氣體燃料供熱，縮小爐頭和爐尾溫差，提高還原效率和處理能力。
(2)根據還原工藝特點，實現工藝參數自動控制，採取爐料制粒技術、強化還原過程，實現還原熔煉過程連續化。
