0 前言

由于锑价的上涨，广东韶关冶炼厂调低了高锑铅锌精矿的采购比例，ISP粗铅的含锑量也随之降低。为确保铅锭质量，广东韶关冶炼厂在粗铅火法初步精炼工序增加了添加金属锑的操作^[1]。

广东韶关冶炼厂铅电解分厂金银工段铅阳极泥还原熔炼、贵铅氧化精炼产出的烟尘含锑55%~70%，含铅5%~15%，年产量约200 t。由于烟尘含铅高，处理烟尘的通常做法是把烟尘返回到烧结分厂，作烧结配料用。为减少外购精锑的使用量，提高锑利用率，降低生产成本。利用转炉（贵铅炉）的富余生产时间，采用还原熔炼法处理金银火法冶炼烟尘，产出的粗锑代替外购精锑加入到粗铅火法初步精炼工序。我们在转炉中对铅阳极泥还原熔炼和贵铅氧化精炼所产烟尘进行了还原熔炼，考察了试剂（还原剂和熔剂）加入量、造渣时间和搅拌强度等对熔炼过程的影响。另外，还考察了所产粗锑在铅火法精炼过程中的实际应用效果。

1 试验原料及方法 1.1 试验原料

对烟尘进行X衍射分析，铅阳极泥还原熔炼和贵铅氧化精炼所产烟尘的物相组成基本相同，主要为方锑矿（等轴系Sb₂O₃），还有少量的Sb₂O₅、PbySb_2-XO₇、PbSb₂O₅等。烟尘化学成分主要为Sb和Pb，其含量列于表 1。

1.2 试验方法

将烟尘、粉煤、纯碱按试验要求配料后从炉口加入转炉中，适当转动炉子，使炉料均匀。开大火升温，炉温升至800 ℃左右物料开始熔化，提高炉温至950~1 000 ℃以加速物料的还原熔炼。物料全部熔完后转动炉子并用耙子搅动液面以加强搅拌（每半小时搅拌一次），使锑水和杂质浮渣更好分离。成渣180~330 min后停油停风并降温至900~950 ℃扒渣。渣扒净后加10 kg碱于锑液面上，再加由200kg烟尘和20 kg纯碱配成的覆盖层（俗称“衣子”）以保护锑面不被氧化。待炉温降至800~850 ℃时开始浇铸衣子，然后浇铸锑样。

2 试验基本原理

金银火法冶炼烟尘中的锑、砷、铅主要以氧化物形态存在，锑的氧化物比较容易还原。温度在大于800℃时，烟尘中的锑、砷、铅等氧化物便能与碳和一氧化碳发生还原反应^[2]：

(1)

(2)

(3)

(4)

在还原过程中，加入碱（碳酸钠）作为助熔剂。碳酸钠与氧化锑、氧化砷以及其他酸性氧化物（如SiO₂等）结合形成复盐，因其比重轻而浮于锑面形成锑渣。主要化学反应如下：

(5)

(6)

(7)

3 试验结果及讨论 3.1 试剂加入量的影响

按照不同的配比混合烟尘、粉煤和纯碱，进行了16炉还原熔炼试验，试验结果及产物化学成分含量如表 2、表 3所示。

从表 2、表 3可以看出，足够的还原剂有助于铅锑的还原，但随着还原剂量的进一步增加，锑渣粘性增大，金属液与渣层分离效果变差，锑直收率下降。另外，熔剂碱加入量对锑直收率和粗锑质量也有明显的影响，配入适量的碱可得到较高的锑直收率和较好质量的粗锑。但随着碱量的继续加大，渣与金属液难以分辨，增加了放渣难度，同时也造成了碱的不必要浪费。较适宜的配料比为：烟尘:粉煤:纯碱=100:（18~20）:（8~10）。

3.2 造渣时间的影响

选定不同的造渣时间，进行还原熔炼试验，试验结果如表 4所示。

由表 4可知，足够的造渣时间是提高锑直收率的重要条件。但随着造渣时间的延长，金属锑挥发加剧，锑直收率下降。较适宜的造渣时间为240~270min。

3.3 搅拌强度的影响

在不同的搅拌强度下进行还原熔炼试验，试验结果如表 5所示。

从表 5可以看出，随着搅拌强度的增加，粗锑中铅锑主品位和锑直收率提高。但达到一定程度后，随着搅拌强度的不断加强，锑挥发损失增大，锑直收率开始下降。适宜的搅拌间隔时间为40min。

3.4 还原熔炼生产实践

由试验结果可以得出最优还原熔炼的条件为配料比:烟尘:粉煤:纯碱=100（:18~20）（:8~10）；搅拌强度：每40 min搅拌一次；造渣时间：240~270min。由于转炉富余炉期不很充足，我分厂2004年按照上述最优条件进行了三次金银火法冶炼烟尘的还原熔炼生产，产出粗锑约133 t，其化学成分如表 6所示，主要技术经济指标见表 7。

4 粗锑使用效果

在铅火法精炼过程中加入还原熔炼所产粗锑铸成铅阳极，并送往铅电解精炼工序。在铅电解期间，阳极板无掉泥现象，铅锭质量稳定。使用粗锑与使用外购精锑当月的阳极板锑含量、铅锭一次产出合格率和高纯铅LME比率对比情况如表 8所示。

从表 8可以看出，使用粗锑能确保阳极板含锑在工艺要求的范围内（0.6%~1.2%），与使用外购精锑对稳定铅锭质量所起的效果相当。

综上所述，金银火法冶炼烟尘还原熔炼工艺简单、操作方便，生产出来的粗锑可以替代外购精锑用于粗铅火法初步精炼工序中。