銻冶金復習資料

1、一、銻與銻的化合物1、金屬銻金屬銻的物理性質(zhì)：銻有四種同素異形體，即灰銻、黑銻、黃銻和爆銻。銻的原子量為121.75，原子序數(shù)為51；銻是熱和電的不良導體；性脆，易碎，無延展性，易熔，易揮發(fā)，其熔點為630.5℃，沸點為1635.0℃。化學性質(zhì)：常溫下不與空氣、水、稀鹽酸、濃氫氟酸反應；與濃酸反應；與鹵族元素反應；銻鹽易水解；與硫反應。2、三硫化銻三硫化銻有結(jié)晶形和無定形兩種形態(tài)；熔點為550℃，易揮發(fā)；不溶于水，受熱易分解，600℃時

2、已很明顯，880℃時其分解壓可達2452.058pa，能直接被碳、一氧化碳及氫氣還原，生成金屬銻；可以緩慢溶于熱的濃硫酸，易溶于熱鹽酸。3、三氧化銻三氧化銻常溫下為白色結(jié)晶粉末，有立方晶形和斜方晶形兩種形態(tài)；熔點為656℃，易揮發(fā)，是兩性氧化物。四氧化銻微溶于水，溶于鹽酸，不溶于其他酸類，但溶于堿金屬的硫化物溶液，最適于四氧化銻氧化銻生成的溫度是500900℃，900℃時開始離解，1030℃時反應完全2Sb2O4=2Sb2O3O2二、銻

3、的生產(chǎn)方法1、金屬銻的現(xiàn)代生產(chǎn)方法金屬銻的現(xiàn)代生產(chǎn)方法分為火法與濕法兩大類，目前以火法為主?；鸱掍R中主要是揮發(fā)焙燒還原熔煉或揮發(fā)熔煉還原熔煉法，即先產(chǎn)生三氧化銻，再進行還原熔煉，生產(chǎn)粗銻。2、火法煉銻揮發(fā)焙燒的原理火法煉銻揮發(fā)焙燒的原理是基于硫化銻在空氣不足的情況下，受熱氧化為易揮發(fā)的三氧化銻，隨爐氣進入收塵系統(tǒng)，冷凝為白色粉狀結(jié)晶沉積下來，達到銻與脈石的分離。三氧化銻的生產(chǎn)也可采用揮發(fā)熔煉來實現(xiàn)，這種方法具體是在高溫、強氧化氣氛及爐

4、料呈熔融狀態(tài)的情況下，使銻最大限度的以三氧化銻形態(tài)揮發(fā)，冷凝下來，從而克服了揮發(fā)焙燒時因爐料熔結(jié)帶來的困難。3、濕法煉銻濕法煉銻主要由銻的浸出和電積兩個工序所組成。前者使銻溶解于溶劑中，后者是將所得的溶液通過電解產(chǎn)生出金屬銻。目前濕法煉銻所用浸出劑，主要是硫化鈉和苛性鈉混合溶液，稱為堿性浸出。4、工業(yè)生產(chǎn)中煉銻的方法煉銻的方法是沉淀熔煉、揮發(fā)焙燒還原熔煉及堿性浸出硫化銻酸鈉溶液電積。5、在靜態(tài)惰性氣氛中，物質(zhì)在恒溫下的揮發(fā)速度，由道爾頓

5、經(jīng)驗方程道爾頓經(jīng)驗方程確定：v=k(pp’)HLgP=ATB（式中，v表示物質(zhì)揮發(fā)速度，g（cm2min）；H表示環(huán)境壓力，pa；p表示所熔溫度下物質(zhì)揮發(fā)的飽和蒸汽壓，pa；p表示惰性氣氛中物質(zhì)實際蒸汽壓，paT表示溫度）6、焙燒產(chǎn)物焙燒產(chǎn)物中，銻氧有：結(jié)氧、粉結(jié)氧、粉氧、纖維氧及紅氧。7、粉氧粉氧：Sb2O3蒸汽在500℃以下冷凝的產(chǎn)物，呈白色粉末狀，產(chǎn)于表面冷卻器及布袋收塵器，表冷器產(chǎn)出的工業(yè)密度為0.656gcm3，布袋式的為0.

6、4529gcm38、直徑爐的優(yōu)缺點直徑爐的優(yōu)缺點：優(yōu)點（1）設備簡單，便于就地取材，投資少，見效快；（2）不需復雜的原料制備過程；（3）產(chǎn)品Sb2O3質(zhì)量較好，易于煉成精銻；（4）水、電、燃料等消耗不大，易經(jīng)營管理，生產(chǎn)成本低。缺點（1）爐床單位處理量小，能力低；（2）適應性差，不易焙燒富銻礦、高品位精礦、氧化硫化混合礦及低熔點脈石的硫化礦；（3）渣含銻高，揮發(fā)及物料運輸損失大，冶煉回收率低；（4）勞動強度大，勞動條件差；（5）廢氣含S

7、O2濃度低，不易回收利用，易造成污染，且廢熱也難充分利用。三、硫化銻精礦得揮發(fā)熔煉1、硫化銻精礦鼓風爐揮發(fā)熔煉鼓風爐揮發(fā)熔煉，是在低料柱，薄料層，高焦率，熱爐頂?shù)墓娘L爐內(nèi)實現(xiàn)的。2、鼓風爐之所以能得到較快的發(fā)展主要原因鼓風爐之所以能得到較快的發(fā)展主要原因:(1)對原料的適應性強，既能處理硫化礦，也能處理氧化礦和硫氧混合礦。（2）適于處理高品位銻精礦（含銻最好高于40%，精礦品位愈高，經(jīng)濟效果愈好）（3）鼓風爐揮發(fā)熔煉時，精礦中得銻絕大部

8、分揮發(fā)進入銻氧，銻的揮發(fā)率一般在90%以上（精礦品位高，銻得揮發(fā)率就搞）。（4）與直井爐比較，鼓風爐生產(chǎn)能力較大，回收率較高。（5）當銻精礦含鐵礦不高時，產(chǎn)出得銻锍和粗銻可返回鼓風爐處理，不必另建處理銻锍得設備。3、渣型選擇渣型選擇：合理經(jīng)濟的渣型要求消耗的溶劑少（1）根據(jù)入爐銻精礦的成分確定渣型（SiO2為主），（2）溶劑要求經(jīng)濟適用效率高，（3）渣熔點低、流動性好、粘度小，（4）有利于銻的揮發(fā)。SiO2FeOCaO為主的渣型。選擇價

9、格便宜，供應方便，溶劑效率高得溶劑。因此一般因團鐵礦石和石灰石做溶劑。渣的組成：SiO24042%.FeO2832%CaO20%其他10%。4、揮發(fā)熔煉鼓風爐揮發(fā)熔煉鼓風爐分爐頂、爐身、爐缸和前床幾個部分。爐缸和前床連接得方式爐缸和前床連接得方式有過渣道式咽喉口和渣溜槽式咽喉口。過渣道式優(yōu)點是壽命較長；渣溜槽式優(yōu)點是熔體從咽喉口經(jīng)渣溜槽從前床渣面得上部流入前床，故熔體在前床中較平靜，有利于爐渣于銻锍或粗銻分離，渣含銻較低。5、前床得作用

10、前床得作用是讓爐渣與銻锍或粗銻在爐膛中進一步澄清分離，以降低渣含銻。6、冷凝收塵系統(tǒng)得作用冷凝收塵系統(tǒng)得作用就是利用一系列得降溫設施把爐氣的溫度降低到濾煙布袋允許的溫度，同時，盡可能完全地把其中的氧化銻收集下來。冷凝收塵系統(tǒng)主要是由“鵝頸”，煙塵沉降室，汽化冷卻器或水冷卻器，表面冷卻器，抽風機和布袋室組成。7、鵝頸鵝頸是連接焙燒或熔煉設備與冷凝收塵系統(tǒng)的導氣管。銻锍銻锍是硫化亞鐵與銻得氧化物組成得合金。8、鼓風爐生產(chǎn)工藝流程鼓風爐生產(chǎn)工

11、藝流程包括干團礦的制備，鼓風爐造渣熔煉及爐氣系列冷凝收塵措施。主要產(chǎn)物是符合反射爐還原熔煉要求得三氧化銻，可以丟棄得爐渣和低濃度二氧化硫的廢氣。四：氧化銻的還原熔煉1.銻氧銻氧：還原熔煉中加入爐內(nèi)的銻氧，應根據(jù)分批的分析資料，按其含銻、鉛、砷量的高低進行合理配料。從生產(chǎn)成本考慮，入爐銻氧平均含銻最好不低于75%。同時，當冶煉一號，二號精銻時，銻氧含鉛分別控制在0.08%和0.18%以下。2.還原劑還原劑：我國的煉銻廠都用無煙煤作還原劑。

12、對還原劑的要求是：灰份不高于10%，含碳量不低于80%，粒度宜小于5mm。3.溶劑溶劑：為了防止入爐銻氧化過度揮發(fā)，爐內(nèi)熔體溫度一般不超過1000℃，這樣只能采用粉末狀純堿（熔點850℃）作為溶劑，使爐料和還原劑中的脈石氧化物渣化。通常用純堿的Na2CO3含量應大于95%，其中重金屬含量不超過0.002%。溶劑的作用是造渣和助熔。4.氧化銻還原的熱力學性質(zhì)表明：還原溫度以1000℃—1200℃。5.銻氧的反射爐還原熔煉反射爐還原熔煉主要

13、包括燒火、進料、熔化、還原、精煉、加“衣子”和鑄型技術(shù)操作。6.“衣子衣子”是銻錠表面的起星劑或覆蓋劑，它是含銻較高、含砷較低的粉狀銻氧在高溫下的熔融物，用以覆蓋在銻液表面，隔絕空氣，保護銻可不受氧化，同時使熔融的金屬銻逐漸冷卻，創(chuàng)造結(jié)晶條件，使銻錠表面上呈現(xiàn)鳳尾草狀花紋；利用“衣子”的粘附作用，還能除去一些高熔點雜質(zhì)。在生產(chǎn)中，將含銻大于80%、含砷較低的粉狀銻氧，配以12%的純堿作為溶劑，按每噸銻液約40—50kg加入從爐內(nèi)高溫銻液

14、的表面，熔化后呈亮褐色、流動性好的熔體，這種“衣子”稱為“新衣子”。接著再按每噸銻液約100kg加入從銻錠表面清除下來的“衣子”，這種“衣子”稱為“老衣子”。在高溫下，將新、老“衣子”熔融成流動性好的均一熔體后，即可進行鑄錠作業(yè)。7.反射爐反射爐（還原熔煉及精練）的產(chǎn)物的產(chǎn)物有精銻、次銻氧、泡渣、堿渣和煙氣。8.泡渣泡渣：氧化銻還原熔煉所以產(chǎn)泡渣，是一種由還原劑的灰份和氧化銻中的脈石成分、添加劑Na2O和砷、銻的低價鹽類所組成的含銻、砷

15、成分的爐渣。在固態(tài)時呈蜂窩狀，故稱為泡渣。五、銻的精煉1.精煉銻的任務精煉銻的任務是從不符合市場要求的金屬銻中去除有害雜質(zhì)，生產(chǎn)出各種牌號的精銻。2.銻的火法精煉銻的火法精煉一般是基于使銻內(nèi)的雜質(zhì)金屬優(yōu)先氧化或硫化形成浮渣與鎂分離，也可以利用降溫的熔析，真空蒸餾，生成金屬間化合物等方法，使某種雜質(zhì)降低到工業(yè)要求。3.粗銻的火法精煉除砷粗銻的火法精煉除砷，廣泛應用的是加堿吹風氧化的堿性精煉除砷法，這種方法是將純堿加在熔融的銻液上，并向銻鼓

16、入壓縮空氣，在堿性熔劑存在下，砷為空氣中的氧所氧化。再與堿性熔劑作用，生成砷鈉鹽，從而與銻分離。4.銻白銻白是一種粒度微細，色澤潔白的三氧化二銻，簡稱三氧化銻，一般Sb2O3含量大于90%，高價氧化銻含量占0.10.3%。銻白中的三氧化二銻多為立方晶型，少數(shù)為斜方晶型，銻白的平均粒度隨制造方法差異很大。一般銻白為0.51.5μm。超細銻白又可達0.2μm或以下。5.銻白的制造方法銻白的制造方法分為火法和濕法，濕法主要是氧化銻的水解法；火

17、法又可分為直接法和間接法，直接法是利用有害雜質(zhì)很低的硫化銻精礦作為原料，通過直接氧化揮發(fā)生產(chǎn)符合用戶要求的產(chǎn)品。間接法是用高品位的金屬銻為原料，通過熔化，氧化揮發(fā)，冷卻，升華等步驟獲得純凈的銻白。6.冷卻風的作用冷卻風的作用：在生產(chǎn)中為了得到白度較高的銻白，以大量冷風急劇冷卻三氧化銻，使之迅速通過該晶型轉(zhuǎn)變溫度，以提高立方三氧化銻的含量。冷風還可以使氧化銻不在Sb2O4生成溫度（500—900℃）停留，使其不致繼續(xù)氧化生成這些高價氧化銻