CN101818261B - 一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法。其方法为先将含锡粗铅在敞口熔铅锅中熔化，把Fe粉加入到温度为600℃～850℃的含锡粗铅熔体中，采用搅拌方式使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡形成FeSn2等化合物。因其比重轻，上浮至铅熔体表面变成浮渣而脱除掉。搅拌30～80min，停止搅拌，捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭。产出精炼除锡后铅锭，铅中锡含量达到质量百分比wSn≤0.001％。减少了铅挥发，消除了碱雾和NOX气体，改善了作业环境，有益于生产操作人员身心健康。

Description

一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法
技术领域
本发明涉及一种铅的方法，特别涉及一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法。
背景技术
再生铅生产成本比原生铅低38％，再生铅能耗仅为原生铅的25.1％～31.4％，每生产1吨再生铅，可节约1360千克标煤，减排固废98.7吨，节水2.08吨，减排二氧化硫0.66吨。一般再生铅的方法是先从各种原料中提炼得到粗铅，再采用不同的方法除去粗铅中的杂质元素，如粗铅中一般都含有锡元素，必需在后续工序中将锡元素脱除掉，以满足精铅的标准要求，同时综合回收价格昂贵的金属锡。
传统的从粗铅中脱除锡的方法有氧化精炼和碱性精炼两种。氧化精炼是根据氧对锡的亲和力大于对铅的亲和力，而使锡优先氧化成SnO2，并与PbO结合成3PbO·2SnO2形成浮渣除去，碱性精炼是利用碱金属化合物如NaNO3、NaOH和NaCl等的混合物作为锡的氧化剂和锡氧化生成物造渣剂，使锡形成浮渣，从而除去锡。现有技术中的上述方法均是通过使锡与其他物质发生反应使其形成浮渣而将其除去，且氧化精炼的温度一般必需达到800℃～900℃才能具备氧化反应的条件，在此温度下铅挥发严重，造成资源，影响作业环境，同时此法需将所有物料均加热至800℃以上的温度，能耗很高，成为了铅再生生产的主要成本，造成了能源的浪费，也对设备提出了更高的要求，作业环境恶劣，而且将铅作为一种造渣反应原料，造成了资源的浪费。碱性精炼的缺点在于其需要加入大量的NaOH、NaNO3，上述物质在操作过程中不可避免地受热形成碱雾和NOX气体，严重污染环境，影响操作工人的身体健康。更为重要的是，上述两种方法的除锡效果均不理想，只能达到80％左右，二者均存在操作时间长，设备要求高的问题。
综上所述，现有技术中的脱除粗铅中锡的方法需进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，它能使铅中的锡含量达到wSn≤0.001％的要求，并具有除锡效果好，脱锡率达到85％以上，操作简单、能耗低、铅损耗小、环境污染小等优点。
本发明的技术方案为：
一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，其特征在于：它是将含锡的粗铅锭置于熔炼设备内中加热融化成铅熔体，并升温至600℃～850℃，将Fe粉加入到上述铅熔体中，搅拌30～80min，使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡反应生成FeSn2，FeSn2上浮至铅熔体表面变成浮渣，停止搅拌捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭，得到除锡后铅锭。
作为对本发明的进一步改进，所述的Fe粉的粒径小于0.5mm，所述的Fe粉加入质量按含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数(wSn％)×1～含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数(wSn％)×5计算。
作为对本发明的进一步改进，所述铅熔体的温度为650℃～750℃。
作为对本发明的进一步改进，所述搅拌时间为30～80min。
作为对本发明的进一步改进，所述加热方式为电加热、燃气加热、固体燃料加热或电感应加热方式中的任一种。
作为对本发明的进一步改进，所述熔炼设备为铁质熔铅锅、粘土石墨坩锅中的任一种。
作为对本发明的进一步改进，所述的搅拌方式为机械搅拌、人工搅拌或电磁搅拌中的任一种。
有益效果
本发明选用Fe粉作造渣剂，即Fe粉与锡形成比重较轻的FeSn2，FeSn2能上浮至铅熔体表面变成浮渣而被脱除，达到除锡的效果。
本发明具有以下优点：
1、操作时间短。所形成的FeSn2因与铅比重差距大，在搅拌状态下能迅速上浮到铅熔体表面形成浮渣，分离效果好，能方便快捷地脱除，除锡效果好又快，在工业化生产中能大大缩短操作时间，所生产的铅中的锡含量能达到wSn≤0.001％的要求。
2、节约能源。本发明所选取的造渣剂可在铅熔体达到600℃温度时即与锡进行反应，无需达到现有技术中的800℃以上，在工业化大生产中，将所有待加工的粗铅加热熔化升温的能耗是铅再生生产的主要能耗，降低铅熔体温度即节约了能源，大大地降低了生产成本，同时也降低了对设备的要求，可采用多种加热方式。
3、铅挥发减少。由于铅熔体的温度降低，铅的挥发大量减少，改善了工作环境，降低了铅的损耗。
4、环境污染减轻，本发明未采用碱性物质作造渣剂，杜绝了碱雾和NOX气体的产生。
5、本发明规定Fe粉粒径、搅拌时间，使造渣剂与铅熔体充分混合，且表面积加大，有利于锡造成渣反应的快速完成，减少生产操作时间和铅的烧损。
6、与现有技术相比，本发明改善了作业环境，有益于生产操作人员身心健康，工艺操作简单，脱除锡效率高，锡脱除彻底，能源消耗大大降低，生产成本低，具有良好的工业化生产经济可行性。
具体实施方式
实施例1
一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，用于处理含锡量为0.5％的粗铅1吨，它是将含锡的粗铅锭置于铁质敞口熔铅锅内以电加热方式加热融化成铅熔体，并升温至600℃，将Fe粉加入到上述铅熔体中，Fe粉的粒径为0.5mm，Fe粉加入质量按含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数(wSn％)×1计算为5kg，机械搅拌，使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡反应生成FeSn2，FeSn2上浮至铅熔体表面变成浮渣，继续搅拌30min，捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭，得到除锡后得到含锡量为0.001％铅锭。
实施例2
一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，用于处理含锡量为0.6％的粗铅1吨，它是将含锡的粗铅锭置于铁质敞口熔铅锅内以电加热方式加热融化成铅熔体，并升温至650℃，将Fe粉加入到上述铅熔体中，Fe粉的粒径为0.5mm，Fe粉加入质量按含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数(wSn％)×2计算为12kg，采用电磁搅拌方式搅拌，使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡反应生成FeSn2，FeSn2上浮至铅熔体表面变成浮渣，继续搅拌40min，捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭，得到除锡后含锡量为0.001％铅锭。
实施例3
一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，用于处理含锡量为0.8％的粗铅1吨，它是将含锡的粗铅锭置于铁质敞口熔铅锅内以电加热方式加热融化成铅熔体，并升温至700℃，将Fe粉加入到上述铅熔体中，Fe粉的粒径为0.4mm，Fe粉加入质量按含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数(wSn％)×3计算为24kg，采用电磁搅拌方式搅拌，使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡反应生成FeSn2，FeSn2上浮至铅熔体表面变成浮渣，继续搅拌50min，捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭，得到除锡后含锡量为0.0009％铅锭。
实施例4
一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，用于处理含锡量为1.0％的粗铅1吨，它是将含锡的粗铅锭置于粘土石墨坩锅内以电加热方式加热融化成铅熔体，并升温至700℃，将Fe粉加入到上述铅熔体中，Fe粉的粒径为0.4mm，Fe粉加入质量按含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数(wSn％)×3计算为30kg，采用人工搅拌方式搅拌，使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡反应生成FeSn2，FeSn2上浮至铅熔体表面变成浮渣，继续搅拌50min，捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭，得到除锡后含锡量为0.0008％铅锭。
实施例5
一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，用于处理含锡量为1.2％的粗铅1吨，它是将含锡的粗铅锭置于铁质熔铅锅内以燃气加热方式加热融化成铅熔体，并升温至750℃，将Fe粉加入到上述铅熔体中，Fe粉的粒径为0.4mm，Fe粉加入质量按含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数(wSn％)×4.5计算为54kg，采用机械搅拌方式搅拌，使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡反应生成FeSn2，FeSn2上浮至铅熔体表面变成浮渣，继续搅拌50min，捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭，得到除锡后含锡量为0.0008％铅锭。
实施例6
一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，用于处理含锡量为1.4％的粗铅1吨，它是将含锡的粗铅锭置于敞口反射炉炉膛内燃气加热，融化成铅熔体，并升温至750℃，将Fe粉加入到上述铅熔体中，Fe粉的粒径为0.4mm，Fe粉加入质量按含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数(wSn％)×4计算为56kg，采用电磁搅拌方式搅拌，使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡反应生成FeSn2，FeSn2上浮至铅熔体表面变成浮渣，继续搅拌60min，捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭，得到除锡后含锡量为0.0007％铅锭。
实施例7
一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，用于处理含锡量为1.5％的粗铅1吨，它是将含锡的粗铅锭置于铁质熔铅锅内以电加热方式加热融化成铅熔体，并升温至800℃，将Fe粉加入到上述铅熔体中，Fe粉的粒径为0.5mm，Fe粉加入质量按含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数(wSn％)×5计算为75kg，采用机械搅拌方式搅拌，使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡反应生成FeSn2，FeSn2上浮至铅熔体表面变成浮渣，继续搅拌70min，捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭，得到除锡后含锡量为0.0006％铅锭。
实施例8
一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，用于处理含锡量为1.6％的粗铅1吨，它是先将含锡粗铅在敞口电磁感应炉内电感应加热，融化成铅熔体，并升温至800℃，将Fe粉加入到上述铅熔体中，Fe粉的粒径为0.5mm，Fe粉加入质量按含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数(wSn％)×5计算，采用机械搅拌方式搅拌，使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡反应生成FeSn2，FeSn2上浮至铅熔体表面变成浮渣，继续搅拌80min，捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭，得到除锡后含锡量为0.0005％铅锭。

Claims (7)

1.一种采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，其特征在于：它是将含锡的粗铅锭置于熔炼设备内中加热融化成铅熔体，并升温至600℃～850℃，将Fe粉加入到上述铅熔体中，搅拌，使Fe粉与铅熔体充分混合，并与铅熔体中的锡反应生成FeSn2，FeSn2上浮至铅熔体表面变成浮渣，继续搅拌30～80min，捞尽铅熔体表面浮渣后铸锭，得到除锡后铅锭。
2.根据权利要求1所述的采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，其特征在于：所述的Fe粉的粒径小于0.5mm，所述的Fe粉的加入质量按含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数wSn％×1～含锡粗铅总质量数×铅中锡含量的质量分数wSn％×5计算。
3.根据权利要求2所述的采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，其特征在于：所述的铅熔体的温度为650℃～750℃。
4.根据权利要求2或3所述的采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，其特征在于：所述的搅拌时间为50～80min。
5.根据权利要求4所述的采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，其特征在于：所述加热方式为电加热、燃气加热、固体燃料加热或电感应加热方式中的任一种。
6.根据权利要求4所述的采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，其特征在于：所述的熔炼设备为敞口熔铅锅，所述的敞口熔铅锅为铁质锅、粘土石墨坩锅中的任一种。
7.根据权利要求4所述的采用铁粉脱除粗铅中锡的方法，其特征在于：所述的搅拌方式为机械搅拌、人工搅拌或电磁搅拌中的任一种。
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