锑吹炼氧化锅的应用实践

胡泽胜，姜彦林，常海锋，郜占平

(河南豫光金铅股份有限公司，河南济源 459000)

河南豫光金铅股份有限公司是一家生产精铅40万t/a的大型有色冶炼企业，然而近年来冶炼企业利润下滑，公司采取拉长产品链条、内部挖潜等措施，加大冶炼副产品中的有价元素回收力度，提高资源有效利用价值。目前该公司的锑铋蹄等小金属回收占据了总利润的70%以上，备受公司的重视。该公司1 800 t/a的锑产品采取火法吹炼工艺，氧化锅是该冶炼工艺的主要设备，对锑吹炼的品质和作业率提升至关重要。

1 锑吹炼氧化锅的渗漏

该公司采取锑渣熔化－精炼造渣－粗锑铸锭－粗锑氧化吹炼－锑白(三氧化二锑)的火法冶炼工艺。在吹炼阶段，氧化锅内加入部分熔点较低的铅可增加锑溶液的流动性，为保证锑氧化吹炼产品——锑白的品质，氧化锅采用不锈钢铆焊结构。然而渗透能力较强的铅对氧化锅的铆焊质量、锑高温吹炼对氧化锅的材质、锅体的结构对能源的消耗等一系列问题摆在了面前。

锑氧化锅漏液，锑液直接流入炉膛内，需经降温、管道锅体拆除、清渣等过程，劳动强度大、工作周期长，正常情况需15～20 d左右才能清理完毕，该公司采取4用2备(即4台氧化锅在线，2台备用)的锑氧化锅配置，以保证锑连续氧化吹炼的产能。

2 锑氧化锅渗漏原因的分析

通过一段时间的摸索和分析，归纳出锑氧化锅渗漏的以下原因。

2.1 氧化锅受热变形

锑氧化吹炼800℃为最佳工艺温度，为增加吸热面积、减少能源的浪费，对锑氧化锅锅体结构进行改造，平地锅改为内拱形锅底，受热面积是原来的1.22倍，热效得到提高，热能得到有效利用。然而高温作用下，锅体热应力对锅体材质形变、焊口质量提出新要求。

2.2 腐蚀性物料成分对锅体的影响

锑渣还原熔炼为间断性作业，熔铸过程中需加入一定配比的腐蚀性造渣剂，部分腐蚀性成分沉淀在粗锑中进入下一道工序，一个批次一般控制在5～7 d，出锅后浇注成小锭;在连续的高温吹炼氧化阶段，腐蚀性残留物随着吹炼过程的延续，浓度不断提升，对锅体材质形成了一定的考验。

2.3 块状粗锑加入对锅体的影响

由于工艺控制和锑氧化锅设计的原因，目前该公司暂未实现粗锑溶液直接加入锑氧化锅的工艺配置，氧化锅开炉时先期仍需加入一定量熔点较低的固体金属，以增加熔液的流动性，防止锅体底部干烧现象的发生;在低熔点金属熔化后块状粗锑通过锅体侧部的加料口进入，加料口距底部落差为500 mm，在落点较为集中的区域，块状粗锑对锅底落料区域造成了一定的冲击。冲击应力对锅体的疲劳损伤往往被忽视。

3 锑氧化锅的改进方案

针对锑氧化锅高温形变、腐蚀性成分浸蚀、块状物料冲击造成的损害，召开专题会进行讨论，并达成一致意见，具体改进方案见表1。

表1 影响锑氧化锅寿命的原因分析

与会人员达成共识，只有不断地对锅体进行改进，才能解决锅体寿命较短的问题;增加锅体加强筋和尝试新的材质制作新锅，由公司机修厂负责，重点加强锅体改造使用效果的跟踪。

4 锑氧化锅的改进措施

4.1 分析锅体结构，增加锅体底部立筋

根据锅体底部内拱形的结构特点，增加纵向立筋1条、横向立筋6条，间距控制在400 mm左右，立筋高度为100 mm，增加其锅体底部强度，防止受热产生严重变形。

经使用，通条立筋在高温熔炼状态下仍发生形变，并将一部分焊口撕开，后将立筋两端折成V型结构，立筋V型区域下部不与锅体进行焊接，留出足够的膨胀空间，试用后效果较好，一直延续至今。

4.2 材质的改进

锑还原阶段加入的部分腐蚀性造渣剂，在氧化过程随高温吹炼的延续，腐蚀性成分得到浓缩，对锅体造成严重的浸蚀，造成锑液泄漏，对连续生产造成严重的影响。对锅体板材进行不断地改进，提高其使用寿命，具体改进方案见表2。

表2 锑氧化锅板材改进方案

由于不锈钢材料批量采购较少，采用市场随机采购，鱼目混珠的不锈钢市场，所购的不锈钢材料品质难以保障。加强材料的质量控制，可与质量、信誉较好的企业签订长期采购合同。

锑氧化锅锅体全部改为316L材质后，锅体制作费用已达到7万元左右，在满足生产需要的情况下，通过降低液面以上锅体部位材质，使单口氧化锅的成本降低到5万元以下。

4.3 块状物料加入冲击的改进

15 kg/件的块状粗锑通过一侧的三个加料口人工加入，通常人工将块状粗锑放置至加料口推入，多数锅体渗漏均集中落料点区域，而其它区域均未出现腐蚀渗漏的现象，由此判断锅体渗漏的诱因是由于加料冲击造成的疲劳损伤。

为减少落料对锅体造成的损伤，采取在落料点集中区域贴一层护板，采用满焊的方式，降低落料对底板的冲击，然而使用寿命和贴板前一样，仍保持在60 d左右，卸下氧化锅后发现，贴板下部的底板仍出现渗漏，经分析为铁板传递点冲击所致。通过后期的不断摸索，氧化锅的寿命得到质的提高，采取的具体措施详见表3。

表3 提高氧化锅寿命的措施

通过以上措施的实施，锑氧化锅的使用寿命达到了142 d，寿命发生质的提升。

5 结束语

锑吹炼氧化锅的应用实践证明，在企业日常生产过程中，加强大额消耗的控制，重点要分析出异常消耗出现的主要原因，针对问题进行不懈的摸索和尝试，才能找到有效解决问题的方法。同时它也为锑冶炼领域类似问题的解决提供了有益借鉴。