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1、本科毕业论文(设计)题 目 年产2000吨合格锑白的含锑烟灰处理车间设计 学生姓名 吴 源 权 指导教师 刘 伟 锋 学 院 冶金与环境学院 专业班级 冶金0901班 完成时间 2013年6月 本科生院制目 录目 录I摘 要iABSTRACTii第一章 绪论1第二章 厂址选择42.1 厂址选择的原则42.2 所选厂址的条件52.2.1 工业布局52.2.2 原材料供应52.2.3 交通运输条件52.2.4 水电供应62.2.5 环境保护62.2.6 厂址工程地质和水文地质条件62.2.7 协作条件7第三章 工艺流程选择与论证83.1 锑和锑白的性质、用途及市场需求83.1.1 锑的性质及用途8
2、3.1.2 锑白的性质及用途83.1.3 锑品的市场消费需求93.1.4 锑品市场供需供需分析及预测113.2 锑的资源与冶炼工艺123.2.1 国内外锑资源现状123.2.2 锑冶炼工艺简介153.3 锑白的工艺生产现状153.3.1 火法锑白生产工艺153.3.2 湿法锑白生产工艺173.4 含锑烟灰处理的现状与研究进展183.5 原料性质与产品质量要求193.5.1 原料性质193.5.2 产品质量要求203.6 工艺流程选择与论证223.6.1 火法与湿法223.6.2 间接法与直接法233.6.3 火法传统与最新工艺233.6.4 工艺流程的确定243.7 主要技术条件和经济指标25
3、3.7.1 还原熔炼工序253.7.2 精炼除砷工序263.7.3 吹风氧化工序26第四章 冶金平衡计算284.1 吹风氧化工序阶段的冶金平衡计算284.1.1 已知成分条件284.1.2 计算过程284.1.3 氧化工序的锑金属平衡294.2 精炼除砷工序阶段的冶金平衡计算304.2.1 已知成分条件304.2.2 计算过程304.2.3 精炼工序的锑金属平衡314.3 还原熔炼工序阶段的冶金平衡计算314.3.1 已知成分条件314.3.2 计算过程324.3.3 熔炼工序的锑金属平衡334.4 合格锑白生产的直收率与总回收率计算344.5 烟气产出量计算344.5.1 燃料燃烧产出的烟气
4、量344.5.2 还原煤燃烧及还原反应354.5.3 纯碱熔化与造渣反应364.6 含锑烟灰处理工艺总的物料平衡374.7 各工序工作时间及日工作量38第五章 主体设备设计、选型及计算395.1 熔炼工序的主体设备选择395.1.1 周期作业反射炉主要尺寸计算395.1.2 反射炉主要结构参数及技术性能表425.2 精炼工序的主体设备选择425.2.1 精炼锅设备选型435.3 吹炼工序的主体设备选择455.3.1 锑白炉相关参数及性能选择45第六章 辅助设备的选型与计算486.1 熔炼工序的辅助设备486.1.1 烟气冷凝设备486.1.2 收尘设备486.2 精炼工序的辅助设备506.2.
5、1 机械搅拌设备516.2.2 捞渣设备516.2.3 空气压缩机516.3 锑白生产的辅助设备516.3.1 锑白收集系统设备516.3.2 风机设备526.3.3 烟尘收尘设备526.4 主体、辅助设备选用明细汇总52第七章 车间平面布置547.1 车间平面布置的基本要求547.2 车间平面布置与设备配置设计547.2.1 车间的平面整体布置547.2.2 车间设备配置55第八章 环境保护与三废治理568.1 环保设计原则与依据568.1.1 设计原则568.1.2 设计依据568.2 三废等污染源及处理方法578.2.1 废气578.2.2 废渣578.2.3 废水588.2.4 噪声污
6、染588.3 环境绿化588.4 环境监测、管理及投资58第九章 劳动定员599.1 车间劳动组织599.1.1 车间管理组织机构599.1.2 车间劳动定员609.2 具体方案安排60第十章 技术经济分析6210.1 建设投资概算6210.1.1 工艺设备投资6210.1.2 其它部分投资6310.2 流动资金概算6410.3 产品生产成本计算6510.3.1 原材料费6510.3.2 水、动力、燃料费6510.3.3 生产工人工资及附加费6610.3.4 车间经费6610.3.5 联产、副产品费（综合利用收益）6710.3.6 企业管理费6710.3.7 销售费用6710.4 技术经济效益
7、分析68第十一章 结论69参考文献70致 谢72附 录73摘 要 本设计的任务是以含锑烟灰的为原料设计年产2000吨合格锑白的生产车间。本文通过介绍国内外锑及锑白的资源与生产现况，并结合我国锑工业未来发展趋势，分析了含锑烟灰处理以生产合格锑白在经济与技术上的合理性。又综合分析了厂址选的各方面的因素，确定以湖南省郴州市作为本生产车间的建厂地址。根据原料本身特性与借鉴了国内外厂家处理含复杂锑精矿处理及二次锑资源回收的优秀实践经验与技术，并综合比较各种生产方法，选择了以富氧技术为基础的间接火法工艺即表面氧化法制备合格锑白法处理含锑烟灰作为本设计的生产工艺。本设计选择的面氧化法制备合格锑白的工艺主要分
8、为含锑烟灰还原熔炼、加碱精炼除砷、氧化吹炼制制备锑白3个工序，并通过对各个工序的冶金平衡计算，确定整个工艺流程的相关技术经济参数，并根据工艺条件对主体及辅助设备进行计算与选择，其中熔炼工序采用2台20m2反射炉，精炼工序采用3台容量为25t的精炼锅，吹炼工序选用3台4.5m2的新型锑白炉。此外，本设计结合生产过程产生的环境影响与安全问题进行了综合评估，提出了三废处理等环境与安全的相关具体解决方案。最后确定车间定员，并通过技术经济概算进行经济效益评估。另外本设计附有主体设备图、厂房配置图和设备流程图。关键词：工程设计；含锑烟灰；铅锑合金；碱性精炼；直接吹炼；锑白ABSTRACTThe task
9、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 combining with the future development trend of Chinas a
10、ntimony industry, we kown the processing of antimony-containing dusts to produce qualified antimony white is economicall and technicall. Taking account of the the production workshop factories address for various factors, the smelter is located in the Chenzhou city in Hunan province. According to th
11、e characteristics of raw material and the treatment of domestic and foreign manufacturers, also the recycling excellent hands-on experience with the technology in the secondary antimony, and by comparison of various production methods, the method of producing qualified antimony white from antimony-c
12、ontaining dusts in the oxygen-rich technology-based indirect fireprocess the surface oxide is selected as the design of the production process.The surface oxidation of antimony-containing dusts which producing qualified antimony white is divided into antimony-containing dusts reduction melting, alka
13、line refining and blowing procedure three processes and the metallurgical balance of the various processes, to determinethe relevant technical and economic parameters of the entire process, in addition according to the technical conditions for calculation and selection of the main and auxiliary equi
14、pment, smelting procedure, 2 reverberatory furnaces with an area of 11 square meters, 3 refining kettles with a capacity of 25 tons and 3 new-type furnaces for antimony white production with an area of 4.5 square meters are selected as the main equipment of smelting procedure, alkaline refining proc
15、edure and blowing procedure.In addition, the design of a comprehensive assessment of the environmental impact and safety issues in the combination of the production process, waste treatment and other environmental and security specific solutions. Finally, after the number of workers is calculated, t
16、he economic results are evaluated by means of the technique economy budget estimation In addition, the main equipment drawing, workshop equipment configuration diagram and equipment flow figure are attached.Key words: engineering design; dust containing antimony; lead-antimony alloy; alkaline refini
17、ng; direct blowing; antimony whit第一章 绪论锑在地壳中的平均丰度约为0.2g/t，属于较稀少的金属元素，但由于自然界中就有天然的锑矿石（辉锑矿）和富集的锑矿床，数千年前人类就开始使用锑了1。据考证，公元前4000年前研究学者就发现含锑铸件和含有金属锑层的铜器。但由于金属锑性脆，致使长期以来在工业上未得到广泛的应用，其生产技术的发展也受到阻碍。随着印刷业的应用与发展，铅锑活字印刷技术需要大量的锑，从而开创了锑在工业上应用的新纪元。另外也随着人们对锑的研究的深入，人类发明了许多含锑的耐磨铅锑合金、铅合金蓄电池等。目前单纯金属锑应用于电镀，高纯锑可用于电子工业、半导
18、体材料的生产2。世界锑消费中锑品主要为金属锑、生锑及三氧化锑为主。其中三氧化锑，商品名锑白，是锑在一般条件下最稳定的氧化物，是挥发焙烧-还原熔炼炼锑法的中间产物，锑白最大的用途是作阻燃剂，占目前世界锑品消费结构比例的70%，这也极大地带动了锑及锑白的生产与发展。大概从十六世纪开始，西方国家的学者从熔析硫化矿中获得生锑，并在加热熔化过程中加入铁钉得到金属锑，是沉淀熔炼锑法的开端，这才真正意义上开始了锑冶金技术的发展。到了十八、十九世纪，人们相继采用回转窑挥发焙烧-还原熔炼、鼓风炉造渣熔炼制备粗锑，并采用反射炉还原精炼生产纯锑等方法。这些主要用于处理中等品位以上的硫化锑矿石及其含锑物料。随着富锑矿
19、的锐减及环境污染的影响，在二十世纪初，人们开始采用盐酸、氯化铁等化合物酸性浸出湿法炼锑的方法。但目前硫化精锑矿的挥发焙烧-还原熔炼在锑的生产上占有较大的比重。我国是世界上锑资源最丰富的国家之一，其储量和产量均居世界前列。世界上知名的54个大型锑矿床中，中国就占有15个，其中探明的大型锑矿储量54.6%3。在产量方面，2010年中国的锑产量为15.0万吨，占世界锑产量的89%以上，雄居世界首位4。而我国的锑冶炼就早在从明朝开始的，在1541年就发现了世界上最大的锑矿湖南锡矿山。到了清朝，清政府设湖南矿务局，开始了锡矿山锑矿的开采。在1908年，由我国学者王宠佑在锡矿山设厂并利用挥发焙烧炼锑法生产
20、纯锑，开创了我国金属锑的生产工业。随着西方许多优秀的火法、湿法炼锑技术的引入与学习，我国在建国以来炼锑技术有了显著地进步。对过去老式的设备、工艺设计做出许多改进，并自主研发实现生产机械自动化。特别在环境濡染问题上提出很多新工艺。使得近年来我国生产的锑品，在世界锑品市场上颇有盛名。作为锑品消费最大的锑化合物三氧化锑，其的生产时作为挥发焙烧-还原熔炼炼锑法的中间产物而发展起来的。国内外锑白生产同样分为火法和湿法。而火法又有直接法和间接法之分，前者主要有辉锑矿直接产出合格要求的三氧化锑，后者由金属锑重新氧化挥发升华而制得。现工业上广泛采用间接法，所用设备多为反射炉或电炉等。在自然界中约有120多种锑
21、矿物和含锑矿物，而目前世界各国生产的金属锑，绝大部分是从单一的硫化锑精矿和硫氧混合锑精矿中提取的，极少量是从氧化锑矿中提取的，这也决定了世界具有经济价值的锑资源的矿物种类。作为锑品生产的矿物原料主要有辉锑矿、脆硫锑铅矿、方锑矿、锑华等10种5。目前随着富锑精矿的锐减，冶炼原料的供给不足，国内外学者纷纷研究各种新工艺，或是使各种炉子对原料的适应能力加强，或是如何提高冶炼原料锑的品位。在资源为王的时代，作为资源的冶炼原料才是首要因素。目前，许多学者都把目光放在各种物料的资源综合回收的利用上。作为辉锑矿等各种含锑精矿的替代品，铅、铜等重金属火法精炼过程含锑阳极泥的渣料、氧化挥发收尘富集的含锑烟灰等各
22、种含锑二次资源。这也是本设计的设计背景，如何利用含锑烟灰制备合格锑白的生产车间设计。含锑烟灰的处理的传统方法有两种：一是堆存，二是返回冶炼炉再次熔炼。前者因为其锑品位过低，当时的选冶技术还不能将锑品位提高到作为生产锑金属的程度，大多数冶炼厂没有找到有效的处理方法只能采用堆存的方法进行处理，但这样会占用堆场，长期堆存会污染环境，浪费资源。而后者虽然可以处理一定量的烟灰，但因为锑品位较低和渣料的杂质复杂会增加返回中间物料的数量，降低鼓风炉还原熔炼焙砂的能力和冶炼作业指标6。随着选冶技术和冶炼设备对原料适应能力的提高，目前很大部分含锑烟灰的处理都是借鉴处理脆硫铅锑矿的沸腾焙烧-烧结-鼓风炉还原熔炼冶
23、炼方法7，其是将脆硫铅锑精矿经沸腾炉焙烧脱硫，焙砂配料后烧结，烧结块和焦碳在鼓风炉还原熔炼，产出铅锑合金。接下来主要是对铅锑合金的分离，目前很多锑厂主要是进行碱性精炼除砷后在特制的锑白炉（或是氧化锅）进行间接吹炼氧化挥发制得合格锑白，并分离出含铅约80%以上的底铅，送电铅综合利用。近年来，含锑烟灰的还原熔炼目前可以用反射炉或底吹炉进行还原熔炼产出粗锑合金。针对铅锑合金的处理，相关学者提出富氧技术，以提高铅锑回收率、缩短处理时间及提高能源的利用率。这也是一种有色冶金的含锑烟灰处理的发展趋势。科学技术的发展使锑白成为一种用途广泛、消费量越来越大的锑化台物，锑白已逐步开始具有越来越大的国内外市场。在
24、我国锑业现有基础上积极组织锑白的工业生产和推广应用，不仅可改变我国锑业生产和出口锑品品种单一的现状和充分利用我国丰富的锑矿资源多创外汇，而且也有利于促进我国冶金工业与其他现代工业的发展。这也极大赋予含锑烟灰处理生产合格锑白的意义。针对这样的一个设计背景与产业意义，本设计对含锑烟灰生产合格锑白的生产车间进行模拟工程设计，设计主要内容包括绪论、厂址选择、工艺流程的选择与论证、技术经济指标的选择与论证、冶金计算、主体设备及主要辅助设备的计算与选型、车间配置设计、三废排放及环境保护措施、组织生产及投资预算，车间成本计算及简要经济分析。此外还将给出主体车间配置图纸、工艺设备联接图、主体设备图。第二章 厂
25、址选择2.1 厂址选择的原则厂址选择的一般原则是：应符合工业布局及区域性总体规划和城市建设规划的要求；要尽可能利用城镇设施，节约资源；要靠近原材料、水、电供应充足和产品销售便利的地方，有良好的交通运输条件；要注意节约用地，少占或不占农田，留有发展余地；要有适当的自然地形和适宜的工程地质、水文、地震等级条件及较好的写作条件等。要选择出较理想的厂址方案需要进行厂址方案的技术经济分析比较。在进行厂址选择时，需充分论证以下问题34：（1） 工业布局。一座锑白生产的工厂对全国的工业布局，一个区或一个城市的发展、各工业区之间的经济协调以及农业的发展起着重要作用。进行厂址选择和居住区规划时，应使之符合工业布
26、局总体规划和城市建设规划的要求。（2） 原材料供应及交通运输条件。锑白生产是连续性的，物料吞吐量很大，因而运输量也很大。因此应充分考虑交通运输问题。（3） 供水供电条件。锑白生产企业耗水量较少，但是耗电多，厂址若选在离中心电网远的地区，会给生产带来不必要的麻烦。（4） 环境保护和节约用地。企业都要产生大量对环境有害的“三废”物质，除了要考虑到完善“三废”的处理设计，还要考虑到厂址应该选择在主导风向和主要水流的下游位置。考虑到厂址附近的居民点、城市发展规划、农牧渔业及旅游胜地、自然资源保护区等。我国人多地少。因此厂址选择时因节约用地，不占或少占耕地，不拆或少拆建筑物，尽可能选择荒山野岭或坡地建厂
27、。（5） 厂址工程地质和水文地质条件。锑白生产的工厂的土建投资是相当大的，要求厂址的选择在地震等级不会对建筑结构和基础工程的投资带来很影响，不会有较大的洪涝灾害的区域，且不能将厂址建在矿脉上面而导致部分矿产无法采掘利用。（6） 厂址的协作条件。锑白生产的工厂一般是机械化自动化程度比较高的现代化企业，为保证生产顺利进行，需有充足的设备和备用备件供应，有强有力的机械加工和维修能力。在具体确定锑白厂厂址的时候，可以对以上的这些问题综合考虑或者考虑一些主要因素以达到一个较完美的厂址选择方案。根据上述原则，我们选择湖南郴州市有色金属工业园区作为我们的建厂地。2.2 所选厂址的条件2.2.1 工业布局建设
28、一座冶金厂，对全国的工业布局、一个区或一个城市的合理发展、各工业区之间的经济协调以及农业发展等起着重要的作用，应根据工业布局“大分散、小集中、多搞小城镇”的方针来选择。郴州市地处湖南南部、方圆19388平方公里，素有“有色金属之乡”之称，是湖南实施中部崛起战略的重点区域。随着中部崛起战略的实施，作为湖南省的“南大门”的郴州将具有更大的开发潜力和更多的商机。郴州资源丰富，素有“中国有色金属之乡”、“中国银都”、“湖南能源基地”之称。矿产资源特别是有色金属矿产资源十分丰富，具有矿种较齐全，共生、伴生矿种多，分布广，质量好，储量大，综合利用性强和价值高等特点。现已探明的矿产资源有7类70多种，其中铋
29、、钼、微晶石墨的储量居全国之首，钨、铅锌会储量分别居全国第三、第四位，矿产资源替在价值2656亿元，人均占用量位居全省第一。全市煤炭储量11亿吨，是华南能源的重要供应地8。2.2.2 原材料供应湖南省是我国有色金属资源第一大省，有着丰富的锑矿资源，锑的产品又有着广泛的市场用途和良好的市场价格，这为湖南省锑冶金的发展提供了可靠的原料保障和很好的外部环境。湖南的怀化沅陵就有我国最大的锑都锡矿山，辉锑矿、脆硫化锑铅矿储量丰富，在郴州市也有一定的脆硫化锑铅矿储量，这也保证了原料的持续供应。另外作为华南能源的重要供应地的郴州市，其煤的储量也极为丰富，辅助原料就地取材不成问题。因此，所需的脆硫化锑铅矿可由
30、本省的矿山组织供应，运输距离短、原料供应有保障。其他的辅助原料根据当地其他冶炼厂的生产实践可知也能够满足生产需要。厂区虽不在原料基地建厂，但距离各原料供应地的距离较近。2.2.3 交通运输条件锑白的生产是连续性的，物料吞吐量一般较大。本设计题目为年产2000吨合格锑白产品的车间设计，因此每年的运输量也是非常可观的，如不及时“吞吐”，势必影响生产，因此在厂址选择时，必须考虑交通运输问题。为减少运输费用，在保证良好的运输条件下，应尽可能接近运材料基地和销售市场郴州市位于湖南省东南部，地处南岭山脉中段与罗霄山脉南段交汇地带，东界江西省赣州市，南邻广东省韶关市、清远市、西接永州市、北交衡阳市及株州市，
31、距省会长沙市350千米。郴州历来被称为“楚粤之孔道”，目前已形成了高速公路、国道纵贯南北。高等级公路、省道横卧东西的四通八达的交通格局。厂区位于郴州有色金属工业园内，该园区于2003年6月开工建设，园区内现已具备良好的交通运输条件。工业园位于郴州市东部，距城区中心9公里，距京珠高速公路6公里。此外，郴州是湖南改革开放的“南大门”、“粤港澳的后花园”。京广铁路、京珠高速公路、107、106国道纵贯南北，省道1806线、1803线和郴资桂、郴嘉高等级公路横卧东西，交通四通八达，北上长沙、南下广州、深圳，均可一天往返，是湖南省乃至整个中西部地区货物出境距离最短、运输成本最低的地区。故厂区交通运输十分
32、方便9。2.2.4 水电供应郴州属亚热带季风型湿润气候，四季分明，雨量充沛，年均降雨量达1500-2000毫米。郴州地跨长江和珠江两大流域，分属湘江，赣江、北江三大水系。由于河流多、落差大、雨量充沛，造就了极为丰富的水能资源和饮用水资源丰富，全市水资源总量207.08亿立方米，用水价格低;水能理论蕴藏量151.13千瓦，可开发量138.58万千瓦。全市电力充足电价低。园区内供电电压分为220KV、110 KV、10 KV、380 KV四级，现有塘溪变电站和珠江桥变电站，另有3座110 KV变电站。另外厂区位于郴州有色金属工业园内，建有全面的供水、供电及排水等基础网络设施。所以，在郴州有色金属工
33、业园内建锑白生产厂能够满足其水电供应。2.2.5 环境保护郴州市物种丰富，森林覆盖率高达40%以上，十分有利于消化冶炼厂所产生的污染，是一个天然的防护带。其特有的地形和众多的山脉，很容易安排“三废”处理场和废渣堆放场地。2.2.6 厂址工程地质和水文地质条件郴州市有色金属产业园位于北纬24532650，属于中亚热带季风性气候区，具有四级分明，春早多变，夏热期长，秋晴多旱，冬寒期短的特点8。多年平均气温17.4，多年平均降水量1452.1毫米，自然灾害少。由于气温温和湿润，郴州山清水秀，风光旖旎。园区周边水资源较丰富，园区内有一条河流自卑向南流，形成自然的排水系统，排水条件较好。园区地势北高南低
34、，地形以平地、台地和低陵为主；地质基础坚固，土层强度高，无地质灾害，适合工业和民用建筑建设之用。2.2.7 协作条件以郴州、长株潭城市圈为重点，以大通道为轴线的化工、制糖、建材、机械等工业体系已经初步形成，株洲化学工业集团公司，长沙矿冶研究院，湖南人民机械厂，郴州锡铅锌矿，华南轴承厂等提供了充足的设备和备品备件，强有力的机械加工和维修能力保证生产的顺利进行。同时可以发挥专业协作的优越性，减少辅助设施投资和降低生产成本。综上所述，郴州市原料丰富，交通运输条件便利，水电资源充足，其自然条件和协作条件都很优越，在郴州建厂，符合国家中部崛起的战略和该地区的发展思路，势必会为国家、为当地经济的发展做出贡
35、献。第三章 工艺流程选择与论证3.1 锑和锑白的性质、用途及市场需求3.1.1 锑的性质及用途3.1.1.1锑的性质锑是一种银灰色金属，常温下是一种耐酸物质，密度6.68g/3，熔点630.5，沸点1590；性脆，无延展性，导电性和导热性不佳，常温下不氧化，抗腐蚀性强1 10。3.1.1.2锑的用途锑在合金中的主要作用是提高硬度，常被称为金属或合金的硬化剂。锑及锑化合物最先应用于耐磨合金、印刷字合金及军火工业，但随着科学技术的发展，现已广泛应用于各种阻燃剂、搪瓷，半导体元件、烟花、医药级化工等产品3。3.1.2 锑白的性质及用途3.1.2.1锑白性质锑白，即粒度微细，色泽洁白的三氧化二锑（Sb
36、2O3），简称三氧化锑110，一般Sb2O3 含量大于99%，高价氧化锑含量占0.10.3%。锑白中的三氧化二锑多为立方晶体，少数为斜方晶体，锑白的平均粒度随制造方法差异较大。一般锑白为0.51.5m，超细锑白可达0.2m 或以下。3.1.2.2锑白的用途锑白作为锑品用途最广泛的一种锑氧化物，自锑白生产工业化以来其用途广泛用于搪瓷、颜料、玻璃陶瓷及阻燃剂等制造作业1。其中阻燃剂级锑白是世界消费需求及产业化最大的一种，对世界国民经济发展产生巨大的作用。下面就锑白这四种最主要的用途简要介绍：（1）锑白在搪瓷生产中广泛用作遮盖剂及乳着剂，纯净的三氧化锑作为搪瓷的遮盖剂和优良的乳着剂，可以确保搪瓷制品
37、获得良好的表面覆盖及表面光泽。其常规配用量大致是搪瓷料总量的715%左右。（2）锑白是优良的白色颜料，其遮盖力略次于钛白，而与锌钡白接近，三氧化锑具有粒度细、吸油率低（100g 颜料吸油1113g）、耐光、耐热、稳定性好等特点，这些也都是颜料、油漆及塑料所必备的优良性能。由于三氧化锑呈微酸性，与脂肪酸不发生反应，故在高酸值漆料中不会皂化，适于制造各种喷漆及油墨，氧化锑的结晶组织能加强漆膜结构，粉化性小，密着性强，产出的油漆耐光、耐热、稳定性好，耐侯性优于锌钡白，又耐高温，且可溶性锑盐对人体无毒，故可代替铅白，用氧化锑制造的防火漆（锅炉漆），广泛用于建造船舶、绝缘电缆、桥梁烟囱、锅炉等。（3）在
38、玻璃生产中，锑白即是脱色剂，又是澄清剂，还可用作着色剂，生产色泽鲜艳、透明的彩色玻璃。用氧化锑生产的锑红玻璃，色泽鲜艳，透明度高，可用于铁路指示灯以及工艺美术玻璃。用氧化锑配制淡黄、金黄等黄色颜料，在搪瓷器皿上绘制装饰图案，经12501260高温煅烧，可使陶瓷显有鲜亮并十分稳定的多种黄色图案，为制品增辉。（4）锑白的最大应用是作为阻燃增效剂，并广泛用于工程塑料、家用电器、橡胶制品及涂料高分子材料的阻燃。氧化锑是许多塑料的理想阻燃剂成分，这不仅因为氧化锑具有阻燃功能，也由于其能赋予塑料以耐热性，并使其对于光和空气具有较高稳定性。在阻燃剂配料中氧化锑既能作为一种活性单体，变成聚合物的一部分，又能作
39、为一种较廉价而又通用的非活性白色添加剂。作为防火涂料，氧化锑也用于合成纤维、建筑材料、安全胶卷、大功率电路元件，高温绝缘材料、汽车内部装饰、床褥服装等方面。三氧化锑配入磷系、氯系和溴系等阻燃剂，作为增效剂，已用于剧场、画馆、建筑壁纸、地毯、家用设备涂料、电子设备外壳、飞机和汽车等内装材料及各种化纤产品。除以上所举四项重要用途外，氧化锑还有一系列其它功用如：在橡胶工业中与硫化锑配合作填充剂；在钛白生产中作为沉淀剂；在汽油中加入少量的氧化锑可使其完全燃烧，减少对空气的污染；在有机合成工业中，氧化锑可作为丙烯与氨氧化聚合的催化剂，以生产人造羊毛等，在这些用途对世界工业、科技等领域都产生举足轻重的作用
40、。目前又研究出三氧化二锑的许多新用途11，例如：加入氢氟酸中，改善其抗腐蚀能力，与氧化锡组成SnO2-Sb2O3 系列，广泛用于新的光、电元件的制作及用于做催化剂、离子交换剂。在能源技术中，三氧化锑作高温燃料电池，光电池，化学电池及Li-Sb2O3 蓄电池等。近年来用Sb2O3 作固体润滑剂和航船的防污涂料也得到应用等诸如此类的新用途会在新技术的研究中得到广泛的应用。3.1.3 锑品的市场消费需求从国内外锑业近几年来的锑品市场报告来看世界锑消费结构情况，中国已经向发达国家靠拢，全球消费结构趋于稳定12。下面以我国与美国锑品消费结构变化来对世界锑品市场消费需求作简要分析。（1) 中国锑消费结构我
41、国的锑消费主要用于阻燃、车船用蓄电池、化工催化剂、玻璃陶瓷四个传统领域。从中国锑消费结构变化看，锑消费水平不断提升。其中，2008年阻燃剂消费占比最大，约50%，其他领域消费比例各在10%-15%。特别是2002年以来，国内阻燃剂消费量急剧上升，增加的市场份额主要来源于两个方面：电子电器和汽车市场。目前汽车塑料配件在汽车总重量份额中的比例已经达到10左右，特别是汽车塑料内饰件，一般都要求阻燃，这两个领域占阻燃剂消耗量的80以上。而锑在蓄电池里的应用，作为我国锑消费大户之一，2002年消费需求接近60%，为当时最高的锑品消费。但近年来随着新能源领域的拓展及电池生产工艺水平的提高，作为铅锑合金蓄电
42、池，用作电极板上的栅架的单位耗锑量下降，致使蓄电池领域的锑比例大幅下降，到2008年仅为接近20%。由此可见现在阻燃剂的消费水平决定着我国锑品及锑白的消费水平。下图表3-1为我国近年来锑消费结构变化图所示。图表3-1 中国锑消费结构变化 （2) 美国锑消费结构以美国为代表的发达国家，锑消费主要用在阻燃剂、运输、化工及玻璃陶瓷等四个主要领域。由于其阻燃意识和标准出台较早，因此其阻燃领域对锑的消费在1996年到2003年其比例一直保持在50%以上（这也主要由于运输领域包含汽车塑料配件对锑的需求），其它各领域只在10%到20%浮动。到了2009 年结构发生略微，阻燃剂阻燃领域对锑的消费下降到40%，
43、而发生这样变化的主要原因是，金融危机影响了阻燃方面的需求，而其他传统领域相对保持稳定，造成了阻燃方面锑的消费占比有所下滑。下图表3-2为美国近年来锑消费结构变化图示。图表3-2 美国锑消费结构变化有上两表总体来看，全球的锑品消费结构，除了我国蓄电池方面消费占比还在下降，其他领域的锑消费比例基本保持稳定。而我国阻燃剂的上升势头看到了我国未来锑品消费结构相对国际锑品消费结构的变化，可以说中国的锑消费结构已经向发达国家靠拢。这也充肯定了中国锑白生产完全可以左右世界的锑品消费，同时也需要我国锑白工业在基础上大力加快锑白生产结构调整，更加着重锑白质量等产业结构的升级，使我国锑白工业成为世界锑白在中国。3
44、.1.4 锑品市场供需供需分析及预测由于难以统计全球锑品的产量和消费量，同时我国锑品供应又占全球90%以上，可以这样假设“全球锑市场=中国国内市场+中国出口市场”。因此我们用我国来反映全球的锑供需平衡情况。如下表3-3我国市场供求平衡表所示，2003年至2010年，我国锑品产量逐年增加，也见证了我国日渐突出的世界锑品地位，但由于我国某些高性能的锑品技术不足还依赖于进口，故由表可知我国锑品进口量也略微增加。同时由表易知，除2009年受金融危机冲击出现供给过剩外，全球锑供需面基本处于略微偏紧的状态，这主要是因为锑的下游消费领域比较传统，需求波动较小，也导致了我国锑品消费供需平衡出现上下浮动。表3-
45、3 2003年-2010 年中国市场供求平衡表（万吨，金属量）年份20032004200520062007200820092010锑品含锑产量7.957.628.58.7210.3410.611.811.77进口量0.090.161.131.020.390.150.130.2消费量1.72345.25.746.37.1出口量6.46.67.46.65.25.33.85.1供需平衡-0.1-0.8-0.7-0.90.4-0.31.1-0.2（数据来源：中国海关）根据世界锑品市场需求，美国市场咨询机构Freedonia预测，到2014年，全球阻燃剂市场需求将年均增长6%。若假设全球阻燃领域锑消费占
46、比60%，其它领域不增长，则全球锑消费增速为3.6%。足见世界锑品市场前景光明。随着世界锑资源日益稀缺，专家称全球储采比12年，而中国仅8年。再加上主要供应国中国已经采取了限额开采的措施，因此预计未来锑矿供应量很难再有增长。另外在再生锑方面，由于主要作为助剂掺杂使用，因此锑基本上属于不可回收金属。只有车、船用铅蓄电池回收的铅锑合金，才有少量的回收，而这一领域的锑的用量也在逐渐被替代或缩减。根据2011年我国出台的锑开采总量指标，我国锑供应量增速基本限制在5%以下，按我国锑矿供应全球占比80%计，则全球锑供给增速仅为4%。可见未来几年，全球锑供需面仍将处于略微偏紧状态。这也使得国内外很多锑业公司生产锑及锑白的主要来源于其他金属冶炼的含锑烟灰及其他可回收锑的二次资源。3.2 锑的资源与冶炼工艺3.2.1 国内外锑资源现状 目前世界各国生产的金属锑，绝大部分是从单一的硫化锑精矿和硫氧混合锑精矿中提取的，极少量是从氧化锑矿中提取的，这也决定了世界具有经济价值的锑资源的矿物种类。下面以几种作为炼锑原料的矿物作介绍。 （1）辉锑矿（Sb2S3）是单一硫化锑矿，属于高品位（高达71.4%）锑精矿，在天然矿石中属斜方晶系，具有多种形态，在地球上分布广泛，是锑生产中最主要的矿物原料。只要经
