锑精矿旋涡炉挥发熔炼(volatilization smelting of antimony concentrate in cyclone furnace)

在旋涡炉内熔炼锑精矿使硫化锑氧化成三氧化二锑挥发与脉石熔渣分离的过程，为火法炼锑的挥发熔炼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。适于处理含锑大于60％、铅砷含量小于0.5％的硫化锑粉精矿。工艺过程包括炉料准备、挥发熔炼、锑锍与炉渣分离，氧化锑冷凝收集等。

20世纪60年代初苏联吉尔吉斯加盟共和国科学院用旋涡炉、淋洗塔和快速收尘器处理锑精矿。1962年以后，捷克斯洛伐克对锑精矿的旋涡炉熔炼进行了大量工作，挥发物中锑的回收率99％。1975年捷克斯洛伐克为玻利维亚文托(Vinto)冶炼厂兴建了拥有一座内径0.85m、高1．3m熔炼硫化锑精矿的旋涡炉，年产约6000t锑品的冶炼厂。

工艺过程 硫化锑精矿配入造渣熔剂(石灰石、铁矿石)和粉煤，经细磨混合后，用螺旋给料机从旋涡炉顶连续加入反应室，在反应室上部沿切线方向送入高速热风，形成旋涡气流，气流温度823～929K。大量硫化锑和部分新生成的氧化锑熔体以及造渣物料，被高速热风流吹成薄膜沿炉壁下流至反应室中部，使温度上升到1133K。三硫化二锑在此温度下显著挥发，被气流中的氧氧化成三氧化锑蒸气。在反应室下部，硫化锑继续氧化，使温度上升到1723K，大量未挥发的三硫化二锑与生成的三氧化锑被碳质还原剂还原，生成金属锑。还原反应为：

2Sb₂S₃+3C==3CS₂+4Sb

Sb₂S₃+3CO==3COS+2Sb

同时脉石和造渣熔剂造渣，炉壁熔融薄膜包裹少量三硫化二锑造锍，生成的金属锑大部分氧化，少部分被锑锍包裹与炉渣一道流入前床澄清分离，定期分别放出。渣含锑0.5％～1．5％，锑锍含锑5％～9％。在挥发熔炼中，约75％的硫化锑直接挥发，25％的硫化锑氧化后再挥发。产出的高温烟气含有Sb₂S₃、Sb₂O₂等成分，从前床排入燃烧室再脱除剩余硫，然后经冷却器冷却和袋式收尘器收尘，最后由烟囱放空。冷凝沉积在冷却器和袋式收尘器中的三氧化锑，分别含锑66％～70％和76％～79％，氧化锑中锑的回收率95．5％～96％。

旋涡炉 由反应室、分离室和前床构成。反应室为圆筒形，分离室在反应室下部与前床连通。反应室和分离室内衬耐火砖，外用水冷却套构成。前床用电弧供热，或用气体燃料供热。

与鼓风炉相比，旋涡炉处理硫化锑精矿不需压团或制球，能充分利用硫的燃烧热，产生极高的热强度。在熔炼区形成极强的旋涡流，强化了传质和热交换过程，生产能力大，是处理硫化锑精矿较好的设备。但它只能处理含锑大于60％的硫化锑精矿，原料适应性差；所用熔剂及返料需要细磨，动力消耗比鼓风炉大。