CN101787445A - 直流电炉-烟化炉联合炼锡方法 - Google Patents

直流电炉-烟化炉联合炼锡方法 Download PDF

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雷毅
董保生
王炜
程睿涵
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Abstract

本发明涉及一种锡的冶炼工艺，特别是一种直流电炉-烟化炉联合炼锡，并综合回收铁的方法。本发明步骤为：根据锡精矿的成分配入还原剂，进入直流电炉还原熔炼产出金属锡，而液态炉渣按成分配入硫化剂、造渣熔剂，进入烟化炉硫化挥发其中的锡，以氧化锡烟尘形式回收，烟化炉渣呈液态进入直流电炉，配入还原剂和熔剂进行熔炼产出生铁，同时利用渣中含的残硫继续挥发残锡，其炉渣水淬后可作建材原料。本发明可适应处理各种含锡物料，与传统炼锡方法相比，投资省、锡回收率高，并能综合回收铁等有价金属。

Description

直流电炉-烟化炉联合炼锡方法
技术领域
本发明涉及一种锡的冶炼工艺，特别是一种直流电炉-烟化炉联合炼锡，并综合回收铁的方法。
背景技术
锡是人类最早发现并运用的金属之一，世界主要产锡国为中国、马来西亚、印度尼西亚、巴西、玻利维亚、泰国、秘鲁等国。我国锡矿资源储量大，生产历史悠久，是世界上的产锡大国，目前主要冶炼企业有云锡集团公司和广西华锡集团公司。炼锡厂大多采用“锡精矿还原熔炼-粗锡火法精炼-锡炉渣烟化炉硫化挥发”经典炼锡流程。还原熔炼设备从最初的鼓风炉、反射炉、三相矿热电炉。到目前云锡集团引进的最先进的强化熔炼设备澳斯麦特炉。目前，广西华锡集团来宾冶炼厂还在采用反射炉，湖南、广东地区一些小厂采用三相矿热电炉。当今，锡精矿还原熔炼正朝做着由反射炉为主逐步向强化熔炼技术-澳斯麦特炉熔炼转变，生产能力小的采用三相矿热电炉，有一定生产规模的冶炼厂则直接引进澳斯麦特炉。各种还原熔炼技术均采用“二段熔炼”方法，即还原熔炼处理高品位锡精矿，熔炼炉渣和中低品位锡精矿采用烟化炉硫化挥发技术，实现锡铁的彻底分离，提高锡的总回收率。
锡大多与铁伴生，选矿产出的锡精矿含铁均较高(10％以上)，铁在还原熔炼过程中大部分造渣，另外一部分生成锡铁合金(即硬头)。采用反射炉和澳斯麦特炉处理锡精矿，锡直接回收率仅达到80％；而采用三相矿热电炉只能处理含铁小于10％的锡精矿，锡直接回收率可达92％以上。从成本上看，电炉烟气量小，所需的收尘设施投资省、流程简单，电炉炼锡具有一定的经济优势。但传统的三相矿热电炉和反射炉的还原熔炼以固-固反应为主，反应速度慢、不充分。澳斯麦特炉熔池搅拌强，呈翻腾状态，还原熔炼以气-液-固三相为主，物料熔化速度快，反应充分，且可通过锡精矿与硬头的直接还原熔炼，使产出的粗锡含铁低、质量较好，但澳斯麦特炉强化熔炼烟气量大、烟尘率高，烟气处理系统投资较大、流程长。另外，传统“锡精矿还原熔炼-粗锡火法精炼-锡炉渣烟化炉硫化挥发”经典炼锡流程，烟化炉抛渣含铁均在35％以上，含锡0.08～0.2％，资源存在一定的浪费，不能综合回收各种有价金属。
直流电炉熔炼具有能处理粉状物料、能耗低(较交流电炉低5～10％)、电极损耗低(较交流电炉低50～60％)、操作简单、噪声污染小、熔池搅拌强、对前级电网冲击小的优点，已广泛用于冶炼行业。直流电炉特别是大型直流电炉，其等离子射流将使熔渣层产生强制对流运动，同时直流又有交流所不具有的金属熔池搅拌作用，是强化熔炼的重要手段。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流电炉-烟化炉联合炼锡的方法。该方法可解决传统三相矿热电炉不能处理高铁质锡精矿，产能低的问题，并有利于提高锡直接回收率和总收率。同时，可充分利用烟化炉渣的物理热，综合回收铁资源，最终炼铁抛渣，含铁较低，以氧化钙、氧化硅、氧化铝为主，可直接用于建材行业。
实现上述目的本发明采取的技术方案是：根据锡精矿的成分配入还原剂，进入直流电炉还原熔炼产出金属锡，而液态炉渣按成分配入硫化剂、造渣熔剂，进入烟化炉硫化挥发其中的锡，以氧化锡烟尘形式回收，烟化炉渣呈液态进入直流电炉，配入还原剂和熔剂进行熔炼产出生铁，同时利用渣中含的残硫继续挥发残锡，其炉渣水淬后可作建材原料。
本发明的具体技术方案还包括：
锡精矿在直流电炉中还原熔炼的还原剂为占物料重量8～20％、粒度20～40mm的焦丁，熔炼温度为1200～1400℃；液态炉渣在烟化炉硫化挥发时，硫化剂为黄铁矿，烟化炉温度控制在1200～1350℃。
烟化炉硫化挥发后的炉渣加入占其重量15～40％、粒度20～40mm的焦丁，并加入占该炉渣重量5～30％的石灰或萤石熔剂，熔炼温度为1350～1600℃。
锡精矿进入直流电炉熔炼前，可根据锡精矿所含杂质的品种及数量，选择相应的炼前处理工艺。
本发明方法中，直流电炉优越的熔池搅拌有利锡精矿的还原熔炼，在还原熔炼过程中炉底温度高，熔炼锡精矿时可采取高渣液位操作，渣锡分离彻底。与澳斯麦特炉熔炼一样，还原熔炼以气-液-固三相为主，物料熔化速度快，反应充分，且可通过锡精矿与硬头的直接还原熔炼，使产出的粗锡含铁低、质量较好，出锡方式可采用虹吸放锡方法，达到连续冶炼，提高了电炉的产能。
本发明与传统炼锡工艺相比，具有如下优点：
1.可用于处理各种含锡物料，特别适用于含锡大于30％，含铁大于10％的锡精矿。
2.熔池搅拌强，反应更充分，流程短、操作简单，噪声污染小、烟气量小，烟气处理设施简单，占地面积小，吨锡投资比传统法低。
3.锡直接回收率和总回收率高，并能综合回收铁等有价金属，热能利用率高，产出的抛渣是建材行业的优质原料，属绿色环保工艺。
从目前世界上采用的炼锡技术看，采用本发明方法，其技术经济指标优于传统方法。
附图说明
图1为本发明的原则工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：步骤如下：
A、采用的锡精矿矿化学成份如下表：
  元素     Sn     Fe   Al2O3   SiO2   CaO
  含量％     41     17     4     8     1
B、采用600KVA的直流电炉进行熔炼，过程中加入占物料重量12％、粒度20～40mm的焦丁，控制电压150～250V、电流2000～4000A，熔炼时间4小时，产出粗锡含Sn 97％、Fe 0.2％，炉渣含Sn 4％、FeO 42％、CaO 2％、SiO2 22％、Al2O3 6％、硅酸度1.2，锡金属直接回收率93％，电耗900度/吨矿。
C、采用2m2烟化炉处理步骤B中的炉渣，喷入煤粉控制温度1250℃，再加入锡硫化所需理论黄铁矿量，熔炼时间4小时，产出炉渣含Sn 0.1％、FeO50％、CaO 3％、SiO2 27％、Al2O3 6％，锡金属挥发率97％。
D、采用600KVA的直流电炉进行熔炼步骤C中的热态炉渣，过程中加入占物料重量20％、粒度20～40mm的焦丁和加入占物料重量20％的石灰，控制电压150～250V、电流2000～4000A，熔炼时间6小时，产出生铁含Fe 93％，炉渣含Sn 0.04％、FeO 2％、、CaO 40％、SiO2 45％、Al2O3 4％，铁金属回收率90％，锡金属挥发率90％，电耗600度/吨入炉料。
实施例2  步骤如下：
第一步与实例1步骤A相同。
B、采用1250KVA的直流电炉进行熔炼，过程中加入占物料重量12％、粒度20～40mm的焦丁，控制电压150～250V、电流5000～8000A，熔炼时间5小时，产出粗锡含Sn 96％、Fe 0.4％，炉渣含Sn 5％、FeO 38％、CaO 2％、SiO228％、Al2O3 6％、硅酸度1.6，锡金属直接回收率94％，电耗1000度/吨矿。
C、采用2m2烟化炉处理步骤B中的炉渣，喷入煤粉控制温度1300℃，再加入锡硫化所需理论黄铁矿量，熔炼时间4小时，产出炉渣含Sn 0.2％、FeO45％、CaO 3％、SiO2 32％、Al2O3 6％，锡金属挥发率96％。
D、采用1250KVA的直流电炉进行熔炼步骤C中的热态炉渣，过程中加入占物料重量20％、粒度20～40mm的焦丁和加入占物料重量20％的石灰，控制电压150～250V、电流5000～8000A，熔炼时间5小时，产出生铁含Fe 94％，炉渣含Sn 0.06％、FeO 3％、CaO 438％、SiO2 50％、Al2O3 4％，铁金属回收率88％，锡金属挥发率92％，电耗550度/吨入炉料。
实施例3步骤如下：
A、采用的锡精矿矿化学成份如下表：
  元素   Sn   Fe   Al2O3   SiO2   CaO   S   As
  含量％   41   17   4   8   1   3.5   1.3
B、采用2m2沸腾炉处理步骤A中的物料，过程鼓入空气，并配入占物料重量5％的煤粉，控制温度800～850℃、弱氧化气氛，物料中的硫、砷挥发进入烟气进行回收处理，硫、砷脱出率分别为90％、80％，产出焙砂进入下工序。
C、步骤与实施例1中步骤B、C、D相同。

Claims (4)

1.一种用直流电炉-烟化炉联合炼锡的方法，其特征是方法步骤为：根据锡精矿的成分配入还原剂，进入直流电炉还原熔炼产出金属锡，而液态炉渣按成分配入硫化剂、造渣熔剂，进入烟化炉硫化挥发其中的锡，以氧化锡烟尘形式回收，烟化炉渣呈液态进入直流电炉，配入还原剂和熔剂进行熔炼产出生铁，同时利用渣中含的残硫继续挥发残锡，其炉渣水淬后可作建材原料。
2.根据权利要求1所述的直流电炉-烟化炉联合炼锡的方法，其特征是：锡精矿在直流电炉中还原熔炼的还原剂为占物料重量8～20％、粒度20～40mm的焦丁，熔炼温度为1200～1400℃；液态炉渣在烟化炉硫化挥发时，硫化剂为黄铁矿，烟化炉温度控制在1200～1350℃。
3.根据权利要求1所述的直流电炉-烟化炉联合炼锡的方法，其特征是：烟化炉硫化挥发后的炉渣加入占其重量15～40％、粒度20～40mm的焦丁，并加入占该炉渣重量5～30％的石灰或萤石熔剂，熔炼温度为1350～1600℃。
4.根据权利要求2或3所述的直流电炉-烟化炉联合炼锡的方法，其特征是：锡精矿进入直流电炉熔炼前，根据锡精矿所含杂质选择相应的炼前处理工艺。
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