在回转窑中焙烧粉状锑精矿或块状锑矿石,使锑呈三氧化锑挥发而与脉石分离的过程,为火法炼锑的挥发焙烧一还原熔炼工艺的组成部分。产出的氧化锑用作还原熔炼生产粗锑的原料。适用于处理硫化锑矿、硫氧混合锑矿和单一氧化锑矿。分常规法挥发焙烧和闪速法挥发焙烧。常规法挥发焙烧处理低品位块状锑矿石,闪速法挥发焙烧处理高品位硫化锑精矿。回转窑挥发焙烧,精矿不要求造球,不需添加熔剂,炉内气氛可以调节,操作过程机械化,劳动条件较好。但锑氧质量差,结窑,要求使用液体燃料,闪速法挥发焙烧还对精矿的湿度与粒度有严格要求,因而限制了它的应用。
1876年赫伦士密特(W.Herrenschmidt)和博思威克(Bothwick)首先采用回转窑挥发焙烧法处理含金锑矿。1938年南斯拉夫建成工业回转窑。1968年意大利萨米一特克诺明(SAMIM-Tecnomin)公司研究成功闪速挥发焙烧法,用于处理高品位硫化锑精矿,并在麦西阿诺(Manciano)设厂进行生产。
原理 处理硫化锑矿和硫氧混合锑矿的反应与锑矿石直井炉挥发焙烧相同。处理氧化锑矿时,主要是使四价氧化锑还原成三氧化二锑挥发。还原反应为:
2Sb2O4+C==2Sb2O3↑+CO2
Sb2O4+C==Sb2O3↑+CO
常规法挥发焙烧挥发是物料在与窑壁的相对运动中,沿轴心移动时与窑内空气接触,不断氧化挥发。闪速法挥发焙烧挥发是使物料高度分散在喷入的空气中,悬浮微粒在瞬间发生剧烈氧化或还原,生成Sb2O3挥发物。
工艺 包括原料准备、配料、挥发焙烧、冷却与收尘。
原料准备 常规法挥发焙烧,将块状锑矿石破碎至40mm以下。闪速法挥发焙烧,将精矿粉碎干燥至含水0.5%,粒度全部小于0.15mm,其中80%小于0.075mm。
配料 常规法挥发焙烧,将块状矿石、碎矿石与浮选精矿配成含锑25%~27%的原料,加入原料重量的22%~24%无烟煤,混合均匀。闪速法挥发焙烧,可将含水0.5%和粒度全部小于0.15mm的精矿,直接喷入窑内。
挥发培烧 常规法挥发焙烧的焙烧温度为1373K,炉料在窑内停留时间2~3h。锑氧含锑70%~80%,窑渣含锑O.6%~0.8%,锑的总回收率约90%,每月需清理一次窑结。闪速法挥发焙烧的焙烧温度高于1473K,反应时间2~3s,锑的回收率96%,锑氧平均含锑70%以上,布袋锑氧含锑80%以上,窑渣含锑20%。窑渣返回生产系统。
冷却与收尘 常规法挥发焙烧的含尘烟气先经空气稀释冷却,再经电收尘和袋式收尘后排入大气。闪速法挥发焙烧的含尘烟气,采用表面冷却器冷却,经旋涡收尘与袋式收尘后,尾烟气用于制酸。
设备 南斯拉夫常规法挥发焙烧回转窑长26m,筒径2m,重油加热,处理能力48~50t/d。意大利麦西阿诺厂闪速法挥发焙烧回转窑长12m,筒径1.8m,过程不能自热时,则用重油加热,处理能力14.4t/d。