【正文】 則實際需要還原的碳量為：= t%計算，實際需要還原煤量為：247。除砷過程的反應如下：4As+5O2+12NaOH=4Na3AsO4+6H2O （33）4Sb+3O2+12NaOH=4Na3SbO3+6H2O （34）Na3SbO3+As=Na3AsO3+Sb （35） 本工序采用的是除砷精煉鍋，其精煉工序的主要技術經濟指標如下：燒堿用量：28kg（1t含1%砷上網鉛銻合金）除砷時間：15～22h溫度：550～600℃砷含量從1%%砷堿渣的產出率一般為精合金的5~%銻在精煉除砷工序的直收率：88%。 工藝流程的確定本設計要處理的原料為含銻煙灰，屬于低品位的銻精礦，用間接火法處理煙灰生產銻白為宜，綜上火法傳統(tǒng)與最新工藝的對比分析，特別利用含銻煙灰，廢渣火法制取合格銻白的工藝研究中，新工藝提出將一次渣、煙灰、氯氧銻渣等渣料, 經反射爐還原熔煉得粗合金, 粗合金再經凈化精煉脫砷得鉛銻合金, 通過專用氧化設備將鉛銻合金吹風氧化產出合格銻白，有效利用這些含銻煙灰、廢渣, 實現(xiàn)資源的最大化利用。表38 各國著名公司銻白產品化學成分質量標準公司成分中國錫礦山礦務局日本三國制煉株式會社美國哈紹化學公司閃星牌一級閃星牌二級AYOXSATOXFKR白星藍星Sb2O3≥%Pb≤%As≤%Cu≤%Ni≤%Fe≤%S≤%水分≤%———所以生產的銻白的化學成分應符合上表標準，同樣三氧化銻的晶型結構主要影響銻白的白度和光敏性，銻白中立方晶型越多，白度越高，斜方晶型越多，則白度越低，另外斜方晶型具有光敏性，光照后白度降低，變黃。早在國外的意大利阿米特克諾明公司所屬曼西阿諾廠為充分利用銻資源，將含有共生金屬較多的銻精礦經焙燒和還原煉成雜質含量高的粗銻，并以此為原料在銻白爐中氧化揮發(fā)獲得到商品銻白，這也為處理含銻煙灰生產合格銻白開啟了先河。 含銻煙灰處理的現(xiàn)狀與研究進展世界銻資源日益稀缺是不爭的事實，國內外很多銻業(yè)生產商都把眼光從高品位的輝銻礦轉到品位稍低的脆硫鉛銻礦，甚至是有冶煉廠副產物中回收銻資源，例如含銻成分可達40%以上的銅鉛陽極泥和火法有色冶金過程所產的含銻復雜煙塵及其他含銻二次資源。其中意大利阿米特克諾明公司所屬曼西阿諾廠為充分利用銻資源，將含有共生金屬較多的銻精礦經焙燒和還原熔煉成雜質含量高的粗銻合金，并以此作為原料在銻白爐中氧化揮發(fā)得到商品銻白。（3）單硫硫化銻礦床占全國銻儲量的67%，礦型集中，并以大中型為主，其中如湖南的錫礦山錫礦田就是為數不多的超大型單硫銻礦區(qū)。Sb2O3）。隨著世界銻資源日益稀缺，專家稱全球儲采比12年，而中國僅8年。由此可見現(xiàn)在阻燃劑的消費水平決定著我國銻品及銻白的消費水平。在阻燃劑配料中氧化銻既能作為一種活性單體，變成聚合物的一部分，又能作為一種較廉價而又通用的非活性白色添加劑。銻在合金中的主要作用是提高硬度，常被稱為金屬或合金的硬化劑。園區(qū)內供電電壓分為220KV、110 KV、10 KV、380 KV四級，現(xiàn)有塘溪變電站和珠江橋變電站，另有3座110 KV變電站。其他的輔助原料根據當地其他冶煉廠的生產實踐可知也能夠滿足生產需要。銻白生產的工廠的土建投資是相當大的，要求廠址的選擇在地震等級不會對建筑結構和基礎工程的投資帶來很影響，不會有較大的洪澇災害的區(qū)域，且不能將廠址建在礦脈上面而導致部分礦產無法采掘利用。中南大學本科畢業(yè)設計 第二章 廠址選擇第二章 廠址選擇 廠址選擇的原則廠址選擇的一般原則是：應符合工業(yè)布局及區(qū)域性總體規(guī)劃和城市建設規(guī)劃的要求；要盡可能利用城鎮(zhèn)設施，節(jié)約資源；要靠近原材料、水、電供應充足和產品銷售便利的地方，有良好的交通運輸條件；要注意節(jié)約用地，少占或不占農田，留有發(fā)展余地；要有適當的自然地形和適宜的工程地質、水文、地震等級條件及較好的寫作條件等。目前，許多學者都把目光放在各種物料的資源綜合回收的利用上。在產量方面，占世界銻產量的89%以上，雄居世界首位[4]。 direct blowing。又綜合分析了廠址選的各方面的因素，確定以湖南省郴州市作為本生產車間的建廠地址。另外也隨著人們對銻的研究的深入，人類發(fā)明了許多含銻的耐磨鉛銻合金、鉛合金蓄電池等。對過去老式的設備、工藝設計做出許多改進，并自主研發(fā)實現(xiàn)生產機械自動化。而后者雖然可以處理一定量的煙灰，但因為銻品位較低和渣料的雜質復雜會增加返回中間物料的數量，降低鼓風爐還原熔煉焙砂的能力和冶煉作業(yè)指標[6]。（2） 原材料供應及交通運輸條件。 所選廠址的條件 工業(yè)布局建設一座冶金廠，對全國的工業(yè)布局、一個區(qū)或一個城市的合理發(fā)展、各工業(yè)區(qū)之間的經濟協(xié)調以及農業(yè)發(fā)展等起著重要的作用，應根據工業(yè)布局“大分散、小集中、多搞小城鎮(zhèn)”的方針來選擇。郴州歷來被稱為“楚粵之孔道”，目前已形成了高速公路、國道縱貫南北。 廠址工程地質和水文地質條件郴州市有色金屬產業(yè)園位于北緯24176。銻白作為銻品用途最廣泛的一種銻氧化物，自銻白生產工業(yè)化以來其用途廣泛用于搪瓷、顏料、玻璃陶瓷及阻燃劑等制造作業(yè)[1]。在能源技術中，三氧化銻作高溫燃料電池，光電池，化學電池及LiSb2O3 蓄電池等。下圖表32為美國近年來銻消費結構變化圖示。可見未來幾年，全球銻供需面仍將處于略微偏緊狀態(tài)。根據美國地質調查局2008年出版的《Mineral Commodity Summaries》報道[13]，2008年世界銻儲量210萬噸和基礎儲量430萬噸，詳見表34。礦石成分復雜，主要為脆硫銻鉛礦，利用價值大，也可作為鉛的冶煉原料。也可用塊狀高品位輝銻礦的熔析產物吹煉，產出質量較好的銻白。這種粗銻合金可作為礦燈用的蓄電池銷售，達到了陽極泥綜合利用的目的。（2）在氧氣濃度提高5% 的最佳吹煉條件下, 提高了精煉和氧化設備利用率、銻白的生產能力提高50%。綜上本設計要產出合格銻白的質量要求為GB/T4062—%號銻白，%以下，除砷后的鉛銻合金熔體在溫度650℃左右時，銻和鉛的分離比可以達到103，達到產出合格銻白的要求。過程中共生金屬中部分As、Sb揮發(fā)到煙灰，部分As進入渣中，而大部分的Sb、Pb、Ag形成粗銻合金。合格銻白：2000t 計算過程根據該工藝流程知，該工序為富氧空氣處理精煉產出的合金，產物為合格銻白、底鉛及氧化渣。原料中銻金屬量100%而銻白生產各個工序的直收率為： 氧化工序：=% 精煉工序：=% 還原工序：=%所以整個工藝流程銻的直收率為：%%%=%由氧化和精煉工序中計算過程中為了計算簡便對產生的煙塵與浮渣的金屬含量進行忽略，致使兩個工序的回收率與直收率相等，%、%。 粗合金，產生Bt 砷堿渣。即含銻煙灰、熔劑和還原煤按100∶(5～20)∶( 5～15) 的比例投入反射爐內在1 100～1 200 ℃的條件下還原熔煉。還可以綜合回收多種有用共生金屬資源，如砷等。目前世界合格銻白有90%以上用于做阻燃劑，所以這里本設計生產的合格銻白主要用于作為阻燃劑，按阻燃增效劑用銻白的國際質量標準主要分為四個方面：化學組成、晶型結構、粒度大小及分布、表面性能。而氧化揮發(fā)過程是在鐵鑄鍋進行，通入壓縮空氣，爐溫保持在500~650℃，使銻氧化揮發(fā)得含銻70~74%的氧化銻。中南大學提出的FeCl3浸出水解法直接制取銻白為目前我國濕法銻白生產的主要工藝。間接法生產銻白用的銻白爐分自熱和外熱兩種[1]?？梢姾鲜〉匿R礦資源開發(fā)還不全面，足見我國未來銻礦資源的開采力度會逐步增大。由于礦脈中常含有金、銀及鎢等伴生金屬，具有很大的綜合利用價值。如下表33我國市場供求平衡表所示，2003年至2010年，我國銻品產量逐年增加，也見證了我國日漸突出的世界銻品地位，但由于我國某些高性能的銻品技術不足還依賴于進口，故由表可知我國銻品進口量也略微增加。其中，2008年阻燃劑消費占比最大，約50%，其他領域消費比例各在10%15%。（3）在玻璃生產中，銻白即是脫色劑，又是澄清劑，還可用作著色劑，生產色澤鮮艷、透明的彩色玻璃。園區(qū)地勢北高南低，地形以平地、臺地和低陵為主；地質基礎堅固，土層強度高，無地質災害，適合工業(yè)和民用建筑建設之用。故廠區(qū)交通運輸十分方便[9]。全市煤炭儲量11億噸，是華南能源的重要供應地[8]。企業(yè)都要產生大量對環(huán)境有害的“三廢”物質，除了要考慮到完善“三廢”的處理設計，還要考慮到廠址應該選擇在主導風向和主要水流的下游位置。科學技術的發(fā)展使銻白成為一種用途廣泛、消費量越來越大的銻化臺物，銻白已逐步開始具有越來越大的國內外市場?，F(xiàn)工業(yè)上廣泛采用間接法，所用設備多為反射爐或電爐等。這些主要用于處理中等品位以上的硫化銻礦石及其含銻物料。關鍵詞：工程設計；含銻煙灰；鉛銻合金；堿性精煉；直接吹煉；銻白中南大學本科畢業(yè)設計 AbstractABSTRACTThe task of this paper is to design a workshop producing 2000t qualified antimony white annually from dusts containing antimony. Through introducting the resources and production of domestic and foreign antimony and antimony white in existing state, and bining with the future development trend of China39。另外本設計附有主體設備圖、廠房配置圖和設備流程圖。到了十八、十九世紀，人們相繼采用回轉窯揮發(fā)焙燒還原熔煉、鼓風爐造渣熔煉制備粗銻，并采用反射爐還原精煉生產純銻等方法。而火法又有直接法和間接法之分，前者主要有輝銻礦直接產出合格要求的三氧化銻，后者由金屬銻重新氧化揮發(fā)升華而制得。這也是一種有色冶金的含銻煙灰處理的發(fā)展趨勢。（4） 環(huán)境保護和節(jié)約用地?，F(xiàn)已探明的礦產資源有7類70多種，其中鉍、鉬、微晶石墨的儲量居全國之首，鎢、鉛鋅會儲量分別居全國第三、第四位，礦產資源替在價值2656億元，人均占用量位居全省第一。京廣鐵路、京珠高速公路、10106國道縱貫南北，省道1806線、1803線和郴資桂、郴嘉高等級公路橫臥東西，交通四通八達，北上長沙、南下廣州、深圳，均可一天往返，是湖南省乃至整個中西部地區(qū)貨物出境距離最短、運輸成本最低的地區(qū)。園區(qū)周邊水資源較豐富，園區(qū)內有一條河流自卑向南流，形成自然的排水系統(tǒng)，排水條件較好。由于三氧化銻呈微酸性，與脂肪酸不發(fā)生反應，故在高酸值漆料中不會皂化，適于制造各種噴漆及油墨，氧化銻的結晶組織能加強漆膜結構，粉化性小，密著性強，產出的油漆耐光、耐熱、穩(wěn)定性好，耐侯性優(yōu)于鋅鋇白，又耐高溫，且可溶性銻鹽對人體無毒，故可代替鉛白，用氧化銻制造的防火漆（鍋爐漆），廣泛用于建造船舶、絕緣電纜、橋梁煙囪、鍋爐等。從中國銻消費結構變化看，銻消費水平不斷提升。因此我們用我國來反映全球的銻供需平衡情況。只要經揮發(fā)焙燒成銻的氧化物再去精煉即可的到精銻產品。表35 中國各省銻礦情況一覽表編號省份儲量（萬噸）Sb平均品位（%）利用情況累積探明儲量保有儲量1江西省已用2河南省已用3湖北省已用4湖南省大部分已用5廣東省大部分已用6廣西省大部分已用7貴州省已用8云南省少部分已用9西藏自治區(qū)已用10陜西省已用11甘肅省已用12青海省已用由上表可以看出我國銻資源主要分布在我國的中西部地區(qū)，其中湖南省，廣西省和貴州省是我國銻礦累積探明儲量為前三甲的省份，%，主要由于我國的銻都—湖南錫礦山就位于湖南沅陵。間接法是以高品位的金屬銻為原料，通過熔化，氧化揮發(fā)、冷卻、升華等步驟得到純凈的銻白，這也是工業(yè)上廣泛采用的方法。凡是能夠從含銻原料（其中包括復雜的礦物原料）中分離并制取出純凈的SbCl3，都可以通過水解獲得優(yōu)質銻白。還原熔煉是在小型反射爐內進行，配有18%粉煤作還原劑，3%的純堿作造渣劑，并在600℃左右還原成粗合金。 產品質量要求本設計的產品為合格銻白，銻白的質量標準，各國按不同用途對化學和物理性能（白度、粒度、密度、吸油量、著色力等）[27]都有不同的規(guī)定，我國目前現(xiàn)行的合格銻白質量標準如下表37表37 我國現(xiàn)行的三氧化銻的質量標準牌號化學成分%Sb2O3雜質不大于As2O3PbOFe2O3—CuO—Se—物理性能白度不小于%939391平均粒度μm~~~~~~—其中諸如銻白的吸油量、著色力等，國家質量標準不作強制要求。下面將對各種銻白制備方法進一步進行工藝分析與對比： 火法與濕法表310 火法與濕法工藝優(yōu)缺點工藝方法優(yōu)點缺點火法工藝流程簡單；設備要求低；產品質量較好，可制成細粒(≤1 m)、化學成份純凈的銻白對原料要求嚴格，僅能處理含雜質極低的礦石；對大氣環(huán)境造成一點污染濕法對大氣污染較小，