一种生物质-氢气协同处理锑氧的方法技术

本发明专利技术提供一种生物质

【技术实现步骤摘要】
一种生物质
‑
氢气协同处理锑氧的方法


[0001]本专利技术涉及资源应用
，具体为一种生物质
‑
氢气协同处理锑氧的方法
。

技术介绍

[0002]生物质是通过光合作用而形成的各种有机体，是一种分布广泛
、
污染低
、
碳中性
、
可再生的绿色能源
。
其在没有空气的环境中加热到一定温度会发生热解，产生具有良好比表面积
、
孔隙率的多孔生物碳，
CO、CH4、H2等具有还原性气体以及含有大量水
、
多种有机化合物的生物油
。
由于生物质独特的理化性质，其在有色金属冶炼过程具有替代不可再生能源
(
煤炭
、
石油
、
天然气
)
的潜力
。
国内外学者针对生物质在有色金属冶炼行业的应用开展了大量的研究，先后用棕榈壳还原红土镍矿，核桃壳
、
废食用油还原回收废铜渣中的铁，生物质碳还原回收废铜渣中的铁，取得显著的效果，并验证了生物质替代不可再生能源的可行性
。
[0003]氢气最早被用于金属产品生产过程中的保护气和连铸坯火焰切割的切割气
。
由于氢气来源多样，反应产物为水，热效率高
、
绿色低碳，被用于替代碳作为还原剂，减少二氧化碳等温室气体排放
。
氢气目前已在还原铁领域得到产业化应用，先后形成了<br/>Midrex、Hyl
‑
lll、Energiron
和
Corex
熔融还原代表性技术
。2022
年全球生铁产量为
18.3
亿吨，直接还原铁产量达
1.6
亿吨，占比
8.8
％
。
其中富氢炼铁
Midrex
技术生产了
9580
万吨，占直接还原铁的
59.5
％，
Hyl
‑
lll/Energiron
技术生产
2000
万吨，占直接还原铁的
12.7
％
。
[0004]然而，当前锑氧粉的碳热还原技术存在能耗高
、
热效率低
、
低浓度
CO2和
SO2烟气难以处理
、
泡渣含锑高
、
渣金分离困难等难题，严重阻碍了锑冶炼行业绿色高效发展
。

技术实现思路

[0005](
一
)
解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种生物质
‑
氢气协同处理锑氧的方法，有望解决当前锑氧粉的碳热还原技术存在能耗高
、
热效率低
、
低浓度
CO2和
SO2烟气难以处理
、
泡渣含锑高
、
渣金分离困难等难题，有利于促进锑冶炼行业绿色高效发展
。
[0007](
二
)
技术方案
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种生物质
‑
氢气协同处理锑氧的方法，包括以下具体步骤：
[0009]S1、
首先将锑氧粉与生物质按比例充分混合，使锑氧粉与生物质均匀分布；
[0010]S2、
在锑氧粉与生物质充分混合的混合物中加入去离子水，将其制成不同粒径的球形颗粒；
[0011]S3、
将不同粒径的球形颗粒放入干燥箱中进行干燥，消除水对锑氧粉还原的影响；
[0012]S4、
取干燥后的球形颗粒放入炉中，关闭炉盖抽真空至
0.05MPa
，充入氩气至正常大气压，重复操作，排除炉内的空气，避免空气中的氧气与氢气接触；
[0013]S5、
排除空气后，向炉内充入氩气，使炉内的压强达到
0.02MPa
，保持炉内压强并升温；
[0014]S6、
当温度达到指定温度时，放出炉内氩气，向炉内充入氢气，并保温使球形颗粒与氢气充分反应；
[0015]S7、
反应结束后，放出炉内氢气，向炉内充入氩气，使炉内的压强达到
0.02MPa
，保持炉内惰性气氛进行降温，温度降至室温后放出氩气，取出物料进行检测
。
[0016]优选的，所述生物质为植被
、
动物废物
、
林业和农业残留物中的任意一种
。
[0017]优选的，所述锑氧粉是有色金属冶炼行业中产生的含
Sb2O3≥30
％的低价氧化产物
。
[0018]优选的，所述
S1
中的锑氧与生物质混合比例为
10:1
‑
1:1。
[0019]优选的，所述
S2
中球形颗粒的粒径为
1mm
‑
100mm。
[0020]优选的，所述
S3
中的干燥温度为
80
‑
200℃
，并且干燥时间1‑
24h。
[0021]优选的，所述
S4
中氩气纯度
≥99.999
％，抽真空至
0.05MPa
以及充入氩气至正常大气压重复操作的次数为1‑8次
。
[0022]优选的，所述
S6
中氢气纯度
≥99.999
％，还原温度为
100℃
‑
1200℃
，还原时间为
10min
‑
1500min
，氢气流量为
1ml/min
‑
400ml/min。
[0023](
三
)
有益效果
[0024]本专利技术提供了一种生物质
‑
氢气协同处理锑氧的方法
。
具备以下有益效果：
[0025]1、
本专利技术选用生物质与锑氧制粒，可利用生物质热解产生具有还原性的生物碳和
CO、CH4、H2等气体，对锑氧进行还原，主要是利用生物碳比表面积
、
孔隙率大的多孔结构，增大锑氧与通入氢气的接触面积
。
[0026]2、
本专利技术选用通入氢气进行还原，主要利用氢气反应产物为水，热效率高
、
绿色低碳的优势，绿色高效还原转化锑氧，减少
CO2和
SO2烟气的排放
。
[0027]3、
本专利技术利用生物质
‑
氢气协同还原锑氧，绿色高效优势显著，可解决当前锑氧粉碳热还原技术存在的能耗高<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种生物质
‑
氢气协同处理锑氧的方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
S1、
首先将锑氧粉与生物质按比例充分混合，使锑氧粉与生物质均匀分布；
S2、
在锑氧粉与生物质充分混合的混合物中加入去离子水，将其制成不同粒径的球形颗粒；
S3、
将不同粒径的球形颗粒放入干燥箱中进行干燥，消除水对锑氧粉还原的影响；
S4、
取干燥后的球形颗粒放入炉中，关闭炉盖抽真空至
0.05MPa
，充入氩气至正常大气压，重复操作，排除炉内的空气，避免空气中的氧气与氢气接触；
S5、
排除空气后，向炉内充入氩气，使炉内的压强达到
0.02MPa
，保持炉内压强并升温；
S6、
当温度达到指定温度时，放出炉内氩气，向炉内充入氢气，并保温使球形颗粒与氢气充分反应；
S7、
反应结束后，放出炉内氢气，向炉内充入氩气，使炉内的压强达到
0.02MPa
，保持炉内惰性气氛进行降温，温度降至室温后放出氩气，取出物料进行检测
。2.
根据权利要求1所述的一种生物质
‑
氢气协同处理锑氧的方法，其特征在于：所述生物质为植被
、
动物废物
、
林业和农业残留物中的任意一种
。3.
根据权利要求1所述的一种生物质
‑
氢气协同处理锑氧的方法，其特征在于：所述锑氧粉是有色金属冶炼行业中产生的含
Sb2O3≥30
％的低价氧化产物

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，高哲，孔祥峰，刘大春，徐宝强，蒋文龙，田阳，杨红卫，杨佳，王飞，曲涛，熊恒，吴鉴，孔令鑫，查国正，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：