【正文】 銻礦田、廣西的大廠錫鉛鋅銻礦田，另外銻儲(chǔ)量均在10萬噸以上的大型礦床就有如湖南的安化渣滓溪銻礦和沅陵湘西金銻鎢礦、廣西的河池五杅箭坡銻礦和南丹茶山銻礦、貴州的晴隆銻礦和獨(dú)山半坡銻礦及云南的廣南木利銻礦?？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(huì)逐步增大。銻儲(chǔ)量最多的是湖南，其次是廣西、貴州、云南、廣東、甘肅、陜西、河南、西藏、湖北、四川、見表35。我國的銻儲(chǔ)量和儲(chǔ)量基礎(chǔ)分別79萬噸和240萬噸，占世界總量的比例分別為44％和62％，遙居世界首位。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局2008年出版的《Mineral Commodity Summaries》報(bào)道[13]，2008年世界銻儲(chǔ)量210萬噸和基礎(chǔ)儲(chǔ)量430萬噸，詳見表34。當(dāng)進(jìn)一步處理使得達(dá)到一定銻品位之后，就可作為專門的銻冶煉原料進(jìn)行銻及銻白的生產(chǎn)。除少量的單一氧化銻礦可作為煉銻原料外，但由于含有較多的Fe2OCaO等氧化物，對(duì)冶煉過程造成不利的影響，國內(nèi)外銻廠都很少采用氧化銻礦作為煉銻原料。 （3）氧化銻礦，常見的單一氧化銻礦有方銻礦（Sb2O3）、銻華（Sb2O3）等；而常見的復(fù)雜氧化銻礦有紅銻礦，其化學(xué)式為Sb2S2O（Sb2S3Sb2S3，實(shí)際為Pb4FeSb6S14，在天然礦石中屬單斜晶系，同時(shí)脆硫銻鉛礦是屬于鉛和銻的復(fù)雜礦物，該礦物為硫化銻與硫化鉛的固熔體，單獨(dú)使用物理選礦方法不能將鉛和銻分離，必須通過冶金過程才能分離該礦物中的鉛和銻。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(jià)值。 （1）輝銻礦（Sb2S3）是單一硫化銻礦，屬于高品位（%）銻精礦，在天然礦石中屬斜方晶系，具有多種形態(tài)，在地球上分布廣泛，是銻生產(chǎn)中最主要的礦物原料。 銻的資源與冶煉工藝 國內(nèi)外銻資源現(xiàn)狀 目前世界各國生產(chǎn)的金屬銻，絕大部分是從單一的硫化銻精礦和硫氧混合銻精礦中提取的，極少量是從氧化銻礦中提取的，這也決定了世界具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的銻資源的礦物種類?？梢娢磥韼啄?，全球銻供需面仍將處于略微偏緊狀態(tài)。只有車、船用鉛蓄電池回收的鉛銻合金，才有少量的回收，而這一領(lǐng)域的銻的用量也在逐漸被替代或縮減。再加上主要供應(yīng)國—中國已經(jīng)采取了限額開采的措施，因此預(yù)計(jì)未來銻礦供應(yīng)量很難再有增長。足見世界銻品市場(chǎng)前景光明。表33 2003年2010 年中國市場(chǎng)供求平衡表（萬噸，金屬量）年份20032004200520062007200820092010銻品含銻產(chǎn)量進(jìn)口量消費(fèi)量234出口量供需平衡（數(shù)據(jù)來源：中國海關(guān)）根據(jù)世界銻品市場(chǎng)需求，美國市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)Freedonia預(yù)測(cè)，到2014年，全球阻燃劑市場(chǎng)需求將年均增長6%。如下表33我國市場(chǎng)供求平衡表所示，2003年至2010年，我國銻品產(chǎn)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(shù)不足還依賴于進(jìn)口，故由表可知我國銻品進(jìn)口量也略微增加。 銻品市場(chǎng)供需供需分析及預(yù)測(cè)由于難以統(tǒng)計(jì)全球銻品的產(chǎn)量和消費(fèi)量，同時(shí)我國銻品供應(yīng)又占全球90%以上，可以這樣假設(shè)“全球銻市場(chǎng)=中國國內(nèi)市場(chǎng)+中國出口市場(chǎng)”。而我國阻燃劑的上升勢(shì)頭看到了我國未來銻品消費(fèi)結(jié)構(gòu)相對(duì)國際銻品消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，可以說中國的銻消費(fèi)結(jié)構(gòu)已經(jīng)向發(fā)達(dá)國家靠攏。下圖表32為美國近年來銻消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化圖示。由于其阻燃意識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)較早，因此其阻燃領(lǐng)域?qū)︿R的消費(fèi)在1996年到2003年其比例一直保持在50%以上（這也主要由于運(yùn)輸領(lǐng)域包含汽車塑料配件對(duì)銻的需求），其它各領(lǐng)域只在10%到20%浮動(dòng)。下圖表31為我國近年來銻消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化圖所示。但近年來隨著新能源領(lǐng)域的拓展及電池生產(chǎn)工藝水平的提高，作為鉛銻合金蓄電池，用作電極板上的柵架的單位耗銻量下降，致使蓄電池領(lǐng)域的銻比例大幅下降，到2008年僅為接近20%。目前汽車塑料配件在汽車總重量份額中的比例已經(jīng)達(dá)到10％左右，特別是汽車塑料內(nèi)飾件，一般都要求阻燃，這兩個(gè)領(lǐng)域占阻燃劑消耗量的80％以上。其中，2008年阻燃劑消費(fèi)占比最大，約50%，其他領(lǐng)域消費(fèi)比例各在10%15%。（1) 中國銻消費(fèi)結(jié)構(gòu)我國的銻消費(fèi)主要用于阻燃、車船用蓄電池、化工催化劑、玻璃陶瓷四個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域。 銻品的市場(chǎng)消費(fèi)需求從國內(nèi)外銻業(yè)近幾年來的銻品市場(chǎng)報(bào)告來看世界銻消費(fèi)結(jié)構(gòu)情況，中國已經(jīng)向發(fā)達(dá)國家靠攏，全球消費(fèi)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定[12]。在能源技術(shù)中，三氧化銻作高溫燃料電池，光電池，化學(xué)電池及LiSb2O3 蓄電池等。除以上所舉四項(xiàng)重要用途外，氧化銻還有一系列其它功用如：在橡膠工業(yè)中與硫化銻配合作填充劑；在鈦白生產(chǎn)中作為沉淀劑；在汽油中加入少量的氧化銻可使其完全燃燒，減少對(duì)空氣的污染；在有機(jī)合成工業(yè)中，氧化銻可作為丙烯與氨氧化聚合的催化劑，以生產(chǎn)人造羊毛等，在這些用途對(duì)世界工業(yè)、科技等領(lǐng)域都產(chǎn)生舉足輕重的作用。作為防火涂料，氧化銻也用于合成纖維、建筑材料、安全膠卷、大功率電路元件，高溫絕緣材料、汽車內(nèi)部裝飾、床褥服裝等方面。氧化銻是許多塑料的理想阻燃劑成分，這不僅因?yàn)檠趸R具有阻燃功能，也由于其能賦予塑料以耐熱性，并使其對(duì)于光和空氣具有較高穩(wěn)定性。用氧化銻配制淡黃、金黃等黃色顏料，在搪瓷器皿上繪制裝飾圖案，經(jīng)1250~1260℃高溫煅燒，可使陶瓷顯有鮮亮并十分穩(wěn)定的多種黃色圖案，為制品增輝。（3）在玻璃生產(chǎn)中，銻白即是脫色劑，又是澄清劑，還可用作著色劑，生產(chǎn)色澤鮮艷、透明的彩色玻璃。（2）銻白是優(yōu)良的白色顏料，其遮蓋力略次于鈦白，而與鋅鋇白接近，三氧化銻具有粒度細(xì)、吸油率低（100g 顏料吸油11~13g）、耐光、耐熱、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，這些也都是顏料、油漆及塑料所必備的優(yōu)良性能。下面就銻白這四種最主要的用途簡要介紹：（1）銻白在搪瓷生產(chǎn)中廣泛用作遮蓋劑及乳著劑，純凈的三氧化銻作為搪瓷的遮蓋劑和優(yōu)良的乳著劑，可以確保搪瓷制品獲得良好的表面覆蓋及表面光澤。銻白作為銻品用途最廣泛的一種銻氧化物，自銻白生產(chǎn)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]。銻白中的三氧化二銻多為立方晶體，少數(shù)為斜方晶體，銻白的平均粒度隨制造方法差異較大。銻及銻化合物最先應(yīng)用于耐磨合金、印刷字合金及軍火工業(yè)，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種阻燃劑、搪瓷，半導(dǎo)體元件、煙花、醫(yī)藥級(jí)化工等產(chǎn)品[3]。中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 工藝選擇與論證第三章 工藝流程選擇與論證 銻和銻白的性質(zhì)、用途及市場(chǎng)需求 銻的性質(zhì)及用途銻是一種銀灰色金屬，常溫下是一種耐酸物質(zhì)，㎝3，℃，沸點(diǎn)1590℃；性脆，無延展性，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性不佳，常溫下不氧化，抗腐蝕性強(qiáng)[1] [10]。同時(shí)可以發(fā)揮專業(yè)協(xié)作的優(yōu)越性，減少輔助設(shè)施投資和降低生產(chǎn)成本。園區(qū)地勢(shì)北高南低，地形以平地、臺(tái)地和低陵為主；地質(zhì)基礎(chǔ)堅(jiān)固，土層強(qiáng)度高，無地質(zhì)災(zāi)害，適合工業(yè)和民用建筑建設(shè)之用。由于氣溫溫和濕潤，郴州山清水秀，風(fēng)光旖旎。50′，屬于中亞熱帶季風(fēng)性氣候區(qū)，具有四級(jí)分明，春早多變，夏熱期長，秋晴多旱，冬寒期短的特點(diǎn)[8]。 廠址工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件郴州市有色金屬產(chǎn)業(yè)園位于北緯24176。 環(huán)境保護(hù)郴州市物種豐富，森林覆蓋率高達(dá)40%以上，十分有利于消化冶煉廠所產(chǎn)生的污染，是一個(gè)天然的防護(hù)帶。另外廠區(qū)位于郴州有色金屬工業(yè)園內(nèi)，建有全面的供水、供電及排水等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。全市電力充足電價(jià)低。郴州地跨長江和珠江兩大流域，分屬湘江，贛江、北江三大水系。故廠區(qū)交通運(yùn)輸十分方便[9]。此外，郴州是湖南改革開放的“南大門”、“粵港澳的后花園”。廠區(qū)位于郴州有色金屬工業(yè)園內(nèi)，該園區(qū)于2003年6月開工建設(shè)，園區(qū)內(nèi)現(xiàn)已具備良好的交通運(yùn)輸條件。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?zāi)媳?。本設(shè)計(jì)題目為年產(chǎn)2000噸合格銻白產(chǎn)品的車間設(shè)計(jì)，因此每年的運(yùn)輸量也是非?？捎^的，如不及時(shí)“吞吐”，勢(shì)必影響生產(chǎn)，因此在廠址選擇時(shí)，必須考慮交通運(yùn)輸問題。廠區(qū)雖不在原料基地建廠，但距離各原料供應(yīng)地的距離較近。因此，所需的脆硫化銻鉛礦可由本省的礦山組織供應(yīng)，運(yùn)輸距離短、原料供應(yīng)有保障。湖南的懷化沅陵就有我國最大的銻都—錫礦山，輝銻礦、脆硫化銻鉛礦儲(chǔ)量豐富，在郴州市也有一定的脆硫化銻鉛礦儲(chǔ)量，這也保證了原料的持續(xù)供應(yīng)。全市煤炭儲(chǔ)量11億噸，是華南能源的重要供應(yīng)地[8]。礦產(chǎn)資源特別是有色金屬礦產(chǎn)資源十分豐富，具有礦種較齊全，共生、伴生礦種多，分布廣，質(zhì)量好，儲(chǔ)量大，綜合利用性強(qiáng)和價(jià)值高等特點(diǎn)。隨著中部崛起戰(zhàn)略的實(shí)施，作為湖南省的“南大門”的郴州將具有更大的開發(fā)潛力和更多的商機(jī)。 所選廠址的條件 工業(yè)布局建設(shè)一座冶金廠，對(duì)全國的工業(yè)布局、一個(gè)區(qū)或一個(gè)城市的合理發(fā)展、各工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展等起著重要的作用，應(yīng)根據(jù)工業(yè)布局“大分散、小集中、多搞小城鎮(zhèn)”的方針來選擇。在具體確定銻白廠廠址的時(shí)候，可以對(duì)以上的這些問題綜合考慮或者考慮一些主要因素以達(dá)到一個(gè)較完美的廠址選擇方案。（6） 廠址的協(xié)作條件。（5） 廠址工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。我國人多地少。企業(yè)都要產(chǎn)生大量對(duì)環(huán)境有害的“三廢”物質(zhì)，除了要考慮到完善“三廢”的處理設(shè)計(jì)，還要考慮到廠址應(yīng)該選擇在主導(dǎo)風(fēng)向和主要水流的下游位置。銻白生產(chǎn)企業(yè)耗水量較少，但是耗電多，廠址若選在離中心電網(wǎng)遠(yuǎn)的地區(qū)，會(huì)給生產(chǎn)帶來不必要的麻煩。因此應(yīng)充分考慮交通運(yùn)輸問題。（2） 原材料供應(yīng)及交通運(yùn)輸條件。一座銻白生產(chǎn)的工廠對(duì)全國的工業(yè)布局，一個(gè)區(qū)或一個(gè)城市的發(fā)展、各工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)以及農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著重要作用。要選擇出較理想的廠址方案需要進(jìn)行廠址方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較。此外還將給出主體車間配置圖紙、工藝設(shè)備聯(lián)接圖、主體設(shè)備圖。這也極大賦予含銻煙灰處理生產(chǎn)合格銻白的意義?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展使銻白成為一種用途廣泛、消費(fèi)量越來越大的銻化臺(tái)物，銻白已逐步開始具有越來越大的國內(nèi)外市場(chǎng)。針對(duì)鉛銻合金的處理，相關(guān)學(xué)者提出富氧技術(shù)，以提高鉛銻回收率、縮短處理時(shí)間及提高能源的利用率。接下來主要是對(duì)鉛銻合金的分離，目前很多銻廠主要是進(jìn)行堿性精煉除砷后在特制的銻白爐（或是氧化鍋）進(jìn)行間接吹煉氧化揮發(fā)制得合格銻白，并分離出含鉛約80%以上的底鉛，送電鉛綜合利用。而后者雖然可以處理一定量的煙灰，但因?yàn)殇R品位較低和渣料的雜質(zhì)復(fù)雜會(huì)增加返回中間物料的數(shù)量，降低鼓風(fēng)爐還原熔煉焙砂的能力和冶煉作業(yè)指標(biāo)[6]。含銻煙灰的處理的傳統(tǒng)方法有兩種：一是堆存，二是返回冶煉爐再次熔煉。作為輝銻礦等各種含銻精礦的替代品，鉛、銅等重金屬火法精煉過程含銻陽極泥的渣料、氧化揮發(fā)收塵富集的含銻煙灰等各種含銻二次資源。在資源為王的時(shí)代，作為資源的冶煉原料才是首要因素。作為銻品生產(chǎn)的礦物原料主要有輝銻礦、脆硫銻鉛礦、方銻礦、銻華等10種[5]?，F(xiàn)工業(yè)上廣泛采用間接法，所用設(shè)備多為反射爐或電爐等。國內(nèi)外銻白生產(chǎn)同樣分為火法和濕法。使得近年來我國生產(chǎn)的銻品，在世界銻品市場(chǎng)上頗有盛名。對(duì)過去老式的設(shè)備、工藝設(shè)計(jì)做出許多改進(jìn)，并自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)化。在1908年，由我國學(xué)者王寵佑在錫礦山設(shè)廠并利用揮發(fā)焙燒煉銻法生產(chǎn)純銻，開創(chuàng)了我國金屬銻的生產(chǎn)工業(yè)。而我國的銻冶煉就早在從明朝開始的，在1541年就發(fā)現(xiàn)了世界上最大的銻礦—湖南錫礦山。世界上知名的54個(gè)大型銻礦床中，中國就占有15個(gè)，%[3]。但目前硫化精銻礦的揮發(fā)焙燒還原熔煉在銻的生產(chǎn)上占有較大的比重。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。大概從十六世紀(jì)開始，西方國家的學(xué)者從熔析硫化礦中獲得生銻，并在加熱熔化過程中加入鐵釘?shù)玫浇饘黉R，是沉淀熔煉銻法的開端，這才真正意義上開始了銻冶金技術(shù)的發(fā)展。世界銻消費(fèi)中銻品主要為金屬銻、生銻及三氧化銻為主。另外也隨著人們對(duì)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。但由于金屬銻性脆，致使長期以來在工業(yè)上未得到廣泛的應(yīng)用，其生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展也受到阻礙。 antimony whit中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論第一章 緒論，屬于較稀少的金屬元素，但由于自然界中就有天然的銻礦石（輝銻礦）和富集的銻礦床，數(shù)千年前人類就開始使用銻了[1]。 alkaline refining。 dust containing antimony。關(guān)鍵詞：工程設(shè)計(jì)；含銻煙灰；鉛銻合金；堿性精煉；直接吹煉；銻白中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 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。最后確定車間定員，并通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)概算進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估。本設(shè)計(jì)選擇的面氧化法制備合格銻白的工藝主要分為含銻煙灰還原熔煉、加堿精煉除砷、氧化吹煉制制備銻白3個(gè)工序，并通過對(duì)各個(gè)工序的冶金平衡計(jì)算，確定整個(gè)工藝流程的相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)，并根據(jù)工藝條件對(duì)主體及輔助設(shè)備進(jìn)行計(jì)算與選擇，其中熔煉工序采用2臺(tái)20m2反射爐，精煉工序采用3臺(tái)容量為25t的精煉鍋。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(chǎn)車間的建廠地址。年產(chǎn)2000噸合格銻白的含銻煙灰處