CN111088437B - 一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法 - Google Patents
一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法,属于高硅锡矿熔炼技术领域,本发明包括原料混合、制粒、低温熔炼、高温熔炼、三次放粗锡、一次放渣六个步骤,通过物料混合、工艺选择、工艺条件的控制等,实现了高硅锡矿在顶吹炉工业化生产;将锡冶炼矿的硅含量提高至1‑10%,且锡的直接回收率达77%以上,炉床指数达到30t/(d m2)以上,有效解决了高硅锡矿难以产业化的技术瓶颈。
Description
技术领域
本发明属于高硅锡矿熔炼技术领域,具体的说,涉及一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法。
背景技术
锡的冶炼历史悠久,特别是近代工业革命后,锡的冶炼规模逐渐从分散式向集约化发展,从作坊式向集团化发展。多膛炉焙烧、酸浸等低效率、高污染的冶炼设备也逐渐被淘汰;目前多使用电炉、顶吹炉等设备进行锡冶炼。
随着锡矿资源的不断开采,锡矿贫化日趋严重,成分也越来越复杂,锡冶炼技术也面临着新的挑战。锡矿中硅含量对熔炼温度有着较大影响,硅含量过高,需要的熔炼温度高,难以实现产业化,目前的锡冶炼生产中通常需将硅含量控制在2%以下才能正常熔炼。
近年来缅甸矿大量涌入国内市场,该地所产高硅锡矿是一种高品位原矿,从矿山开采后不经过选矿富集,直接送入冶炼厂,其硅主要物相为SnO2,锡20~50%、铅1~3%、锌0.05~3%、银10~100g/t、硅5%~20%、硫1%~5%、镉0.02%~0.05%、砷0.1%~1%。高硅锡矿锡品位较高,镉、砷等杂质元素含量低,采购价格比锡精矿低,极具经济价值,但由于受熔炼温度的限制,难以产业化处理,目前尚没有被工业化投用。目前关于高硅锡矿的研究较少,尚未见高硅锡矿规模化生产的报道。
发明内容
为了应对锡矿杂质含量日趋多样化的现状,发明人一直致力于锡冶炼的研究开发。针对高硅锡矿难以产业化的问题,本发明人经过大量的实验研究,提供了一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法,可以将锡冶炼矿的硅含量提高至1-10%,且锡的直接回收率达77%以上,炉床指数达到30t/(d˙m2)以上,有效解决了高硅锡矿难以产业化的技术瓶颈。
本发明未做特殊说明时,所述百分含量均指质量百分含量,所述的比例均为质量比。
所述的用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法包括如下步骤:
(1)将高硅锡矿20~30%、锡精矿20~40%、锡烟尘15~30%、其他含锡物料混合物10~20%混合。
(2)将步骤(1)的混合物料与块煤混合后送至制粒机制粒。
(3)将制粒后物料连续加入顶吹炉内进行富氧熔炼:先保持燃煤:物料为1:15~20在1100~1300℃温度下熔炼1~1.5小时,完成硅酸盐、铁盐、钙盐的熔化及离子化交叉反应;
(4)控制燃煤:物料1:10~15升温至1250~1450℃,减少富氧空气,降低富氧浓度,降低燃煤过剩风系数,增强炉内还原气氛,冶炼0.5~1小时;
(5)将含锡85~98%的粗锡从锡口放出后,封堵锡口;重复步骤(3)至步骤(4)继续投料两次;
(6)当第三次粗锡放完后,再投加块状原煤,以保证炉内还原气氛,0~0.2小时后从渣口放出含锡1~5%的低锡炉渣。
进一步地,步骤(1)混合后物料指标:Sn40~50%、Si1~10%、Fe5~20%、CaO1~8%,其它为余量。
进一步地,所述的高硅锡矿的主要成分为:锡20%~50%、铅1~3%、锌0.05~3%、银10~100g/t、硅5%~20%、硫1%~5%、镉0.02%~0.05%、砷0.1%~1%。
进一步地,所述燃煤及块煤的主要成分为:固定炭40%~75%,硫0.1%~4%,灰分15~35%,挥发分12~30%。
进一步地,所述的炉内富氧空气浓度为22~45%(体积浓度)。
进一步地,所述的步骤(5)放锡过程中停止添加燃煤。
进一步地,步骤(6)放渣前从顶吹炉的燃气喷嘴喷入柴油燃烧进行保温。
进一步地,所述的燃煤及块煤的热值为4500~7000kcal·kg-1,燃煤用量为0.15~0.2t/t锡(折纯),块煤用量为0.08~0.12t/t锡(折纯)。
进一步地,从富氧顶吹炉出来的烟气经过余热回收、收尘后送往制酸系统。
本发明的有益效果:
本发明结合缅甸高硅锡矿的高品位、高硅含量特点,配合一定的锡精矿的使用,有效解决了高硅锡矿熔点过高难以工业化生产的技术问题,本技术方案配矿后的硅含量为1~10%,在富氧顶吹炉中熔炼后,得到粗锡中锡含量达95%以上,渣中锡含量低于5%,锡直接回收率达77%以上。
本发明结合高硅锡矿和顶吹炉的特点,探索出了用顶吹炉熔炼高硅锡矿的工艺及方法,为用顶吹炉熔炼高硅锡矿提供了行之有效的产业化指导方向,填补了高硅锡矿火法直接炼锡技术的空白。
本发明结合高硅锡矿和顶吹炉的特点,通过合理配料、分段熔炼:先在稍低温下完成硅酸盐、铁盐、钙盐的熔化及离子化交叉反应后,升高温度,并通过顶吹炉内还原性气氛的控制,实现了锡的高还原率,且熔炼出的粗锡中锡含量达85-98%。
本发明创造性地在顶吹炉内采用分次加料、粗锡分次排出和锡渣集中排出的熔炼方式,通过熔炼温度、粉煤或块煤加入量等的控制,不仅形成了适应于顶吹炉熔炼的高硅锡矿工艺,且熔炼效率和产能均得以提高,燃料消耗有效降低。
附图说明
图1是本发明的工艺流程简图;
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明,以方便技术人员理解。
各实施例中所用的高硅锡矿的主要成分为:锡20%~50%、铅1~3%、锌0.05~3%、银10~100g/t、硅5%~20%、硫1%~5%、镉0.02%~0.05%、砷0.1%~1%。
实施例1
(1)将高硅锡矿20~30%、锡精矿20~40%、锡烟尘15~30%、其他含锡物料10~20%混合,混合后的物料指标为Sn:40%、Si:4%、Fe:8%、CaO:7%,其他为余量;
(2)将步骤(1)的混合物料送至制粒机制粒,制成粒度为0.5mm~30mm的颗粒;与块煤混合入炉,在熔炼过程中,因物料中混合块煤的燃烧,在物料间形成空隙,既能与块煤充分反应,又能保证粒状原料充分熔炼;同时,由于熔炼过程中炉内需维持一定的负压,该粒度能避免物料在负压的作用下被抽吸进入收尘系统;
(3)将制粒后物料连续加入顶吹炉内进行富氧熔炼,炉内富氧空气浓度为38%(vt);先保持燃煤:物料为1:15的质量比在1200±50℃温度下熔炼1.2小时,完成硅酸盐、铁盐、钙盐的熔化及离子化交叉反应,通过硅酸盐、铁盐。钙盐熔化和离子之间的交叉反应,形成硅酸钙、硅酸亚铁及二氧化硅、氧化钙、氧化亚铁组成的三元化合物,该化合物具有粘度小,密度小等特性,利于还原产出的锡与渣澄清分离;
(4)控制燃煤:物料质量比为1:10~15升温至1250±50℃,升温后减少富氧空气进量,降低炉内富氧浓度至25%(vt),过剩风系数(指煤燃烧的化学计量过剩系数)由92%降至88%,冶炼0.5小时,降低富氧空气主要目的是增强还原气氛,在温度较低时,即使还原气氛强,还原效果也不好,因此要在较高的温度条件下,提高还原气氛,在较高温度下,和较强的还原气氛下,快速实现矿中锡的还原产出;
(5)将粗锡从锡口放出,放锡过程中停止添加燃煤,放锡后,封堵锡口;
(6)重复步骤(3)至步骤(5)继续投料两次,放锡3次;
(7)当第三次粗锡放完后,再投加块状原煤,以保证炉内还原气氛,控制过剩风系数约为88%,同时从顶吹炉的燃气喷嘴喷入柴油燃烧进行保温,以维持炉渣温度在1200℃以上,0.2小时后从渣口放出含锡炉渣。
从富氧顶吹炉出来的烟气经过余热回收、收尘后送往制酸系统;低锡炉渣送渣处理系统。
所用燃煤及块煤的主要成分为:固定炭40%~75%,硫0.1%~4%,灰分15~35%,挥发分12~30%;所用燃煤及块煤的热值为6500kcal/kg。
实施例2
(1)将高硅锡矿、锡精矿、锡烟尘混合,混合后的物料指标为Sn:42%、Si:8%、Fe:16%、CaO:3%,其它为余量;
(2)将步骤(1)的混合物料与块煤混合后送至制粒机制粒,制成粒度为0.5mm~10mm的颗粒;
(3)将制粒后物料连续加入顶吹炉内进行富氧熔炼,炉内富氧空气浓度为30%(vt);先保持燃煤:物料为1:15的质量比在1180±50℃温度下熔炼1.4小时,完成硅酸盐、铁盐、钙盐的熔化及离子化交叉反应;
(4)控制燃煤:物料质量比为1:10~15升温至1350±50℃,升温后减少富氧空气进量,降低炉内富氧浓度至25%(vt),燃煤过剩风系数由92%降至88%,增强炉内还原气氛,冶炼0.7小时;
(5)将粗锡从锡口放出,放锡过程中停止添加燃煤,放锡后,封堵锡口;
(6)重复步骤(3)至步骤(5)继续投料两次,放锡3次;
(7)当第三次粗锡放完后,再投加块状原煤,控制过剩风系数约为88%,以保证炉内还原气氛,同时从顶吹炉的燃气喷嘴喷入柴油燃烧进行保温,以维持炉渣温度在1200℃以上,0.1小时后从渣口放出含锡炉渣。
从富氧顶吹炉出来的烟气经过余热回收、收尘后送往制酸系统;低锡炉渣送渣处理系统。
所用燃煤及块煤的主要成分为:固定炭40%~75%,硫0.1%~4%,灰分15~35%,挥发分12~30%;所用燃煤及块煤的热值为6500kcal/kg。
实施例3
(1)将高硅锡矿20~30%、锡精矿20~40%、锡烟尘15~30%、其他含锡物料10~20%;混合后的物料指标为Sn:48%、Si:10%、Fe:12%、CaO:8%,其它为余量。
(2)将步骤(1)的混合物料与块煤混合后送至制粒机制粒,制成粒度为10-20mm的颗粒;
(3)将制粒后物料连续加入顶吹炉内进行富氧熔炼,炉内富氧空气浓度为40%(vt);先保持燃煤:物料为1:15的质量比在1250±50℃温度下熔炼1.2小时,完成硅酸盐、铁盐、钙盐的熔化及离子化交叉反应;
(4)控制燃煤:物料质量比为1:10~15升温至1450±50℃,升温后减少富氧空气进量,降低炉内富氧浓度至28%,降低燃煤过剩风系数由92%降低至88%,增强炉内还原气氛,冶炼0.8小时;
(5)将粗锡从锡口放出,放锡过程中停止添加燃煤,放锡后,封堵锡口;
(6)重复步骤(3)至步骤(5)继续投料两次,放锡3次;
(7)当第三次粗锡放完后,再投加块状原煤,控制过剩风系数约为88%,以保证炉内还原气氛,同时从顶吹炉的燃气喷嘴喷入柴油燃烧进行保温,以维持炉渣温度在1200℃以上,0.1小时后从渣口放出含锡炉渣。
从富氧顶吹炉出来的烟气经过余热回收、收尘后送往制酸系统;低锡炉渣送渣处理系统。
所用燃煤及块煤的主要成分为:固定炭40%~75%,硫0.1%~4%,灰分15~35%,挥发分12~30%;所用燃煤及块煤的热值为6500kcal·kg-1。
实施例4
(1)将高硅锡矿20~30%、锡精矿20~40%、锡烟尘15~30%、其他含锡物料10~20%;混合后的物料指标为Sn:45%、Si:1%、Fe:10%、CaO:5%,其它为余量。
(2)将步骤(1)的混合物料与块煤混合后送至制粒机制粒,制成粒度为0.5mm~10m的颗粒;
(3)将制粒后物料连续加入顶吹炉内进行富氧熔炼,炉内富氧空气浓度为38%(vt);先保持燃煤:物料为1:15的质量比在1000±50℃温度下熔炼1.2小时,完成硅酸盐、铁盐、钙盐的熔化及离子化交叉反应;
(4)控制燃煤:物料质量比为1:10~15升温至1050±50℃,升温后减少富氧空气进量,降低炉内富氧浓度至25%(vt),燃煤过剩风系数由92%降至88%,增强炉内还原气氛,冶炼0.5小时;
(5)将粗锡从锡口放出,放锡过程中停止添加燃煤,放锡后,封堵锡口;
(6)重复步骤(3)至步骤(5)继续投料两次,放锡3次;
(7)当第三次粗锡放完后,再投加块状原煤,控制过剩风系数约为88%,以保证炉内还原气氛,同时从顶吹炉的燃气喷嘴喷入柴油燃烧进行保温,以维持炉渣温度在1200℃以上,0.2小时后从渣口放出含锡炉渣。
从富氧顶吹炉出来的烟气经过余热回收、收尘后送往制酸系统;低锡炉渣送渣处理系统。
所用燃煤及块煤的主要成分为:固定炭40%~75%,硫0.1%~4%,灰分15~35%,挥发分12~30%;所用燃煤及块煤的热值为6500kcal·kg-1。
以上实施例中,任一炉期内每隔1~1.5h停料一次,每隔2~2.5个小时放出粗锡,排放过程中停止进煤,每隔6~7个小时放出低锡炉渣,放渣前投加0.1~1t/h块煤,用时0~0.2小时,期间用400~600L/h的柴油燃烧进行保温。
各实施例生产数据统计表
备注:表中燃煤用量和块煤用量是以得到的折百粗锡产量计,炉床指数是以处理的吨矿计。
最后说明的是,以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1.一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法,其特征在于:所述的用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法包括如下步骤:
(1)将高硅锡矿20~30%、锡精矿20~40%、锡烟尘15~30%、其他含锡物料混合物10~20%混合,Sn40~50%、Si1~10% 、Fe5~20% 、CaO1~8%,其它为余量;
(2)将步骤(1)的混合物料与块煤混合后送至制粒机制粒;
(3)将制粒后物料连续加入顶吹炉内进行富氧熔炼:先保持燃煤:物料为1:15 ~20在1100~1300℃温度下熔炼1~1.5小时,完成硅酸盐、铁盐、钙盐的熔化及离子化交叉反应;
(4)控制燃煤:物料1:10~15升温至1250~1450℃,减少富氧空气,降低富氧浓度,降低燃煤过剩风系数,增强炉内还原气氛,冶炼0.5~1小时;
(5)将含锡85~98%的粗锡从锡口放出后,封堵锡口;重复步骤(3)至步骤(4)继续投料两次;
(6)当第三次粗锡放完后,再投加块状原煤,以保证炉内还原气氛,0~0.2小时后从渣口放出含锡1~5%的低锡炉渣。
2.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法,其特征在于:所述的高硅锡矿的主要成分为:锡20%~50%、铅1~3%、锌0.05~3%、银10~100g/t、硅5%~20%、硫1%~5%、镉0.02%~0.05%、砷0.1%~1 %。
3.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法,其特征在于:所述燃煤及块煤的主要成分为:固定炭40%~75%,硫0.1%~4%,灰分15~35%,挥发分12~30%。
4.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法,其特征在于:所述的炉内富氧空气浓度为22~45%。
5.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法,其特征在于:所述的步骤(5)放锡过程中停止添加燃煤。
6.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法,其特征在于:步骤(6)放渣前从顶吹炉的燃气喷嘴喷入柴油燃烧进行保温。
7.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法,其特征在于:所述的燃煤及块煤的热值为4500~7000kcal·kg-1,燃煤用量为0.15~0.2t/t锡,块煤用量为0.08~0.12t/t锡。
8.根据权利要求1所述的一种用富氧顶吹炉处理高硅锡矿的方法,其特征在于:从富氧顶吹炉出来的烟气经过余热回收、收尘后送往制酸系统。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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