年产吨合格锑白的含锑烟灰处理车间设计Word格式文档下载.docx

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摘要

本设计的任务是以含锑烟灰的为原料设计年产2000吨合格锑白的生产车间。

本文通过介绍国内外锑及锑白的资源与生产现况，并结合我国锑工业未来发展趋势，分析了含锑烟灰处理以生产合格锑白在经济与技术上的合理性。

又综合分析了厂址选的各方面的因素，确定以湖南省郴州市作为本生产车间的建厂地址。

根据原料本身特性与借鉴了国内外厂家处理含复杂锑精矿处理及二次锑资源回收的优秀实践经验与技术，并综合比较各种生产方法，选择了以富氧技术为基础的间接火法工艺即表面氧化法制备合格锑白法处理含锑烟灰作为本设计的生产工艺。

本设计选择的面氧化法制备合格锑白的工艺主要分为含锑烟灰还原熔炼、加碱精炼除砷、氧化吹炼制制备锑白3个工序，并通过对各个工序的冶金平衡计算，确定整个工艺流程的相关技术经济参数，并根据工艺条件对主体及辅助设备进行计算与选择，其中熔炼工序采用2台20m2反射炉，精炼工序采用3台容量为25t的精炼锅，吹炼工序选用3台4.5m2的新型锑白炉。

此外，本设计结合生产过程产生的环境影响与安全问题进行了综合评估，提出了三废处理等环境与安全的相关具体解决方案。

最后确定车间定员，并通过技术经济概算进行经济效益评估。

另外本设计附有主体设备图、厂房配置图和设备流程图。

关键词：

工程设计；

含锑烟灰；

铅锑合金；

碱性精炼；

直接吹炼；

锑白

ABSTRACT

Thetaskofthispaperistodesignaworkshopproducing2000tqualifiedantimonywhiteannuallyfromdustscontainingantimony.Throughintroductingtheresourcesandproductionofdomesticandforeignantimonyandantimonywhiteinexistingstate,andcombiningwiththefuturedevelopmenttrendofChina'

santimonyindustry,wekowntheprocessingofantimony-containingduststoproducequalifiedantimonywhiteiseconomicallandtechnicall.Takingaccountofthetheproductionworkshopfactoriesaddressforvariousfactors,thesmelterislocatedintheChenzhoucityinHunanprovince.Accordingtothecharacteristicsofrawmaterialandthetreatmentofdomesticandforeignmanufacturers,alsotherecyclingexcellenthands-onexperiencewiththetechnologyinthesecondaryantimony,andbycomparisonofvariousproductionmethods,themethodofproducingqualifiedantimonywhitefromantimony-containingdustsintheoxygen-richtechnology-basedindirectfireprocessthesurfaceoxideisselectedasthedesignoftheproductionprocess.

Thesurfaceoxidationofantimony-containingdustswhichproducingqualifiedantimonywhiteisdividedintoantimony-containingdustsreductionmelting,alkalinerefiningandblowingprocedurethreeprocessesandthemetallurgicalbalanceofthevariousprocesses,todeterminetherelevanttechnicalandeconomicparametersoftheentireprocess,inadditionaccordingtothetechnicalconditionsforcalculationandselectionofthemainandauxiliaryequipment,smeltingprocedure,2reverberatoryfurnaceswithanareaof11squaremeters,3refiningkettleswithacapacityof25tonsand3new-typefurnacesforantimonywhiteproductionwithanareaof4.5squaremetersareselectedasthemainequipmentofsmeltingprocedure,alkalinerefiningprocedureandblowingprocedure.

Inaddition,thedesignofacomprehensiveassessmentoftheenvironmentalimpactandsafetyissuesinthecombinationoftheproductionprocess,wastetreatmentandotherenvironmentalandsecurityspecificsolutions.Finally,afterthenumberofworkersiscalculated,theeconomicresultsareevaluatedbymeansofthetechniqueeconomybudgetestimationInaddition,themainequipmentdrawing,workshopequipmentconfigurationdiagramandequipmentflowfigureareattached.

Keywords:

engineeringdesign;

dustcontainingantimony;

lead-antimonyalloy;

alkalinerefining;

directblowing;

antimonywhit

第一章绪论

锑在地壳中的平均丰度约为0.2g/t，属于较稀少的金属元素，但由于自然界中就有天然的锑矿石（辉锑矿）和富集的锑矿床，数千年前人类就开始使用锑了[1]。

据考证，公元前4000年前研究学者就发现含锑铸件和含有金属锑层的铜器。

但由于金属锑性脆，致使长期以来在工业上未得到广泛的应用，其生产技术的发展也受到阻碍。

随着印刷业的应用与发展，铅锑活字印刷技术需要大量的锑，从而开创了锑在工业上应用的新纪元。

另外也随着人们对锑的研究的深入，人类发明了许多含锑的耐磨铅锑合金、铅合金蓄电池等。

目前单纯金属锑应用于电镀，高纯锑可用于电子工业、半导体材料的生产[2]。

世界锑消费中锑品主要为金属锑、生锑及三氧化锑为主。

其中三氧化锑，商品名锑白，是锑在一般条件下最稳定的氧化物，是挥发焙烧-还原熔炼炼锑法的中间产物，锑白最大的用途是作阻燃剂，占目前世界锑品消费结构比例的70%，这也极大地带动了锑及锑白的生产与发展。

大概从十六世纪开始，西方国家的学者从熔析硫化矿中获得生锑，并在加热熔化过程中加入铁钉得到金属锑，是沉淀熔炼锑法的开端，这才真正意义上开始了锑冶金技术的发展。

到了十八、十九世纪，人们相继采用回转窑挥发焙烧-还原熔炼、鼓风炉造渣熔炼制备粗锑，并采用反射炉还原精炼生产纯锑等方法。

这些主要用于处理中等品位以上的硫化锑矿石及其含锑物料。

随着富锑矿的锐减及环境污染的影响，在二十世纪初，人们开始采用盐酸、氯化铁等化合物酸性浸出湿法炼锑的方法。

但目前硫化精锑矿的挥发焙烧-还原熔炼在锑的生产上占有较大的比重。

我国是世界上锑资源最丰富的国家之一，其储量和产量均居世界前列。

世界上知名的54个大型锑矿床中，中国就占有15个，其中探明的大型锑矿储量54.6%[3]。

在产量方面，2010年中国的锑产量为15.0万吨，占世界锑产量的89%以上，雄居世界首位[4]。

而我国的锑冶炼就早在从明朝开始的，在1541年就发现了世界上最大的锑矿—湖南锡矿山。

到了清朝，清政府设湖南矿务局，开始了锡矿山锑矿的开采。

在1908年，由我国学者王宠佑在锡矿山设厂并利用挥发焙烧炼锑法生产纯锑，开创了我国金属锑的生产工业。

随着西方许多优秀的火法、湿法炼锑技术的引入与学习，我国在建国以来炼锑技术有了显著地进步。

对过去老式的设备、工艺设计做出许多改进，并自主研发实现生产机械自动化。

特别在环境濡染问题上提出很多新工艺。

使得近年来我国生产的锑品，在世界锑品市场上颇有盛名。

作为锑品消费最大的锑化合物—三氧化锑，其的生产时作为挥发焙烧-还原熔炼炼锑法的中间产物而发展起来的。

国内外锑白生产同样分为火法和湿法。

而火法又有直接法和间接法之分，前者主要有辉锑矿直接产出合格要求的三氧化锑，后者由金属锑重新氧化挥发升华而制得。

现工业上广泛采用间接法，所用设备多为反射炉或电炉等。

在自然界中约有120多种锑矿物和含锑矿物，而目前世界各国生产的金属锑，绝大部分是从单一的硫化锑精矿和硫氧混合锑精矿中提取的，极少量是从氧化锑矿中提取的，这也决定了世界具有经济价值的锑资源的矿物种类。

作为锑品生产的矿物原料主要有辉锑矿、脆硫锑铅矿、方锑矿、锑华等10种[5]。

目前随着富锑精矿的锐减，冶炼原料的供给不足，国内外学者纷纷研究各种新工艺，或是使各种炉子对原料的适应能力加强，或是如何提高冶炼原料锑的品位。

在资源为王的时代，作为资源的冶炼原料才是首要因素。

目前，许多学者都把目光放在各种物料的资源综合回收的利用上。

作为辉锑矿等各种含锑精矿的替代品，铅、铜等重金属火法精炼过程含锑阳极泥的渣料、氧化挥发收尘富集的含锑烟灰等各种含锑二次资源。

这也是本设计的设计背景，如何利用含锑烟灰制备合格锑白的生产车间设计。

含锑烟灰的处理的传统方法有两种：

一是堆存，二是返回冶炼炉再次熔炼。

前者因为其锑品位过低，当时的选冶技术还不能将锑品位提高到作为生产锑金属的程度，大多数冶炼厂没有找到有效的处理方法只能采用堆存的方法进行处理，但这样会占用堆场，长期堆存会污染环境，浪费资源。

而后者虽然可以处理一定量的烟灰，但因为锑品位较低和渣料的杂质复杂会增加返回中间物料的数量，降低鼓风炉还原熔炼焙砂的能力和冶炼作业指标[6]。

随着选冶技术和冶炼设备对原料适应能力的提高，目前很大部分含锑烟灰的处理都是借鉴处理脆硫铅锑矿的沸腾焙烧-烧结-鼓风炉还原熔炼冶炼方法[7]，其是将脆硫铅锑精矿经沸腾炉焙烧脱硫，焙砂配