CN111172409B - 一种含锡物料的回收冶炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含锡物料的回收冶炼工艺。该工艺为将含锡物料、纯碱及还原剂进行混合制粒；将混合粒置于熔炼炉中在800～1000℃条件下进行熔炼；将熔炼得到锡合金进行回收。该工艺以含锡物料、纯碱及还原剂为熔炼原料，采用简单易于控制的方法对含锡物料进行冶炼，冶炼过程温度较低、降低了能耗，且能够提高锡的回收率，在能耗较低的条件下提高了资源回收率，具有很好的社会经济效益。

Description

一种含锡物料的回收冶炼工艺
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种含锡物料的回收冶炼工艺。
背景技术
随着大量矿石的开采及利用，现存的资源、尤其是稀有金属大幅度降低，为了减少资源的开采利用，减少资源的损失，提高资源利用率。对冶炼矿渣中的资源进行有效回收已得到广泛快速的发展，也成为各企业创效途径之一。
在工业、电子等各个领域中均得到广泛应用，铅的冶炼也得到快速发展。火法精炼是铅冶炼常用的工艺，在铅的火法精炼工序中会产出含锡30～50％，含铅10～30％的氧化渣料，该氧化渣料中的锡具有较高的回收价值。目前常用的回收处理方法均是将该料渣与石灰石、铁矿石一起混合，然后在反射炉、电炉中进行还原熔炼，产出锡合金，然后再进一步富集分离产出精锡。该工艺中采用电炉、反射炉存在反应强度小、设备密闭性差、环境差的劣势，而且熔炼采用的为铁硅钙渣型，而铁硅钙渣型存在反应温度高、烟尘率高、能耗高的缺点，渣中金属含量高，降低了金属资源的回收率，也造成资源浪费及其丢弃对环境造成的污染。
发明内容
本发明针对的技术问题是：现有技术对于锡的回熔炼温度高，能耗高、烟尘率高，且锡回收率低，在对资源进行回收的同时降低了其社会经济效益，也降低了资源回收价值。
针对上述问题，本发明提供了一种含锡物料的回收冶炼工艺。该工艺采用简单易于控制的方法对含锡物料进行冶炼，冶炼过程温度较低、降低了能耗，且能够提高锡的回收率，在能耗较低的条件下提高了资源回收率，具有很好的社会经济效益。
本发明是通过以下技术方案实现的
一种含锡物料的回收冶炼工艺，该工艺包括以下步骤：
取含锡物料进行球磨，然后与纯碱及还原剂进行混合制粒；将制粒混合料连续输送至熔炼炉中在800～1000℃条件下进行熔炼；将熔炼得到锡合金回收进行真空分离提取精锡，得到的熔炼渣作为辅料返回铅冶炼系统。
所述的含锡物料的回收冶炼工艺，所述含锡物料：纯碱：还原剂的质量比为20：1～4：2～3；含锡物料球磨至40目。
所述的含锡物料的回收冶炼工艺，所述的还原剂为粉煤或焦炭。
所述的含锡物料的回收冶炼工艺，所述的熔炼炉为底吹熔炼炉或侧吹熔炼炉。
所述的含锡物料的回收冶炼工艺，所述熔炼炉中熔炼时所用燃料为天然气、煤气和粉煤中的任一种或任几种；所用的助燃气体为纯氧。
所述的含锡物料的回收冶炼工艺，熔炼炉中通入燃料气及助燃气体时的压力为0.2～0.4MPa。
所述的含锡物料的回收冶炼工艺，所述助燃气体纯氧与入炉的混合制粒物料的用量比为80～120m3/吨物料。
所述的含锡物料的回收冶炼工艺，所述纯氧中氧气的含量为99％以上。
所述的含锡物料的回收冶炼工艺，该工艺还包括以下步骤：将回收的锡合金进一步分离得到精锡，精锡含锡≥99％；对熔炼产生的烟气中的烟尘进行回收，并返回熔炼炉中进行再利用。锡合金分离可以采用真空分离方法进行分离得到精锡、回收(真空分离方法可以为本领域技术人员熟知的方法)。
与现有技术相比，本发明具有以下积极有益效果
本发明采用对物料进行混合球磨，物料充分接触反应，采用纯碱造渣，熔炼渣熔点低、需要的熔炼温度低，熔炼温度只需800～1000℃，相较于其它炼锡的铁硅钙氧化渣型，温度降低达到300℃，很大程度的降低了能源消耗。同时降低熔炼温度，也大幅降低熔炼烟尘率。而且本发明采用碱渣低温熔炼，避免了现有技术锡冶炼过程中，在铁硅钙渣型高温还原过程中、铁的还原与锡产生硬头导致降低锡回收率的问题。
本发明采用底吹或侧吹熔炼炉均可进行熔炼，反应气体进入熔体激烈搅拌，强化熔炼反应过程、反应彻底、反应效率高，有效提高了锡的回收率，减少烟气产生量，进一步提高了锡的回收率。采用强化熔炼，熔体反应充分，产出熔炼渣含铅低于1％，含锡低于1％，大大降低了锡的损失。
本发明采用碱渣，可充分利用铅精炼产锡渣过程中加入的火碱，减少加入的辅料量，降低渣量，也减少了辅助料的消耗、减少资源消耗，进一步降低了生产成本。所以，该工艺不仅产生的熔炼渣量少、对于资源的额外消耗量也少，在此基础上还明显提高了锡的回收率，具有很好的社会经济效益。
在熔炼过程中，本发明通过工艺的控制，通过低液面、低风压、低温熔炼等减少碱性炉渣对炉体的侵蚀，使碱性熔炼在强化熔炼中的应用成为可能。
附图说明
图1表示实施例所用熔炼炉示意图，
图中，1表示熔炼炉体，2表示排烟口，3表示加料口，4表示排渣口，5表示放锡合金虹吸口，6表示喷枪口。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明，以便于对本发明技术方案的理解，但并不用于对本发明保护范围的限制。
本发明提供了一种含锡物料的回收冶炼工艺，该工艺包括以下步骤：
(1)将待处理的含锡物料进行球磨，将粒径1cm左右的含锡物料球磨到40目，然后与纯碱及还原剂进行混合制粒；
球磨后含锡物料：纯碱：还原剂按照质量比为20：1～4：2～3的比例进行配料(其中的还原剂为粉煤或焦炭)，然后混合均匀，制成混合物料颗粒(制粒)；
(2)将步骤(1)的混合物料颗粒置于熔炼炉中在800～1000℃条件下进行熔炼；
首先通过熔炼炉底部的氧枪向炉内通入纯氧及燃料气进行加热，加热至800～1000℃，然后将混合物料颗粒连续输送至熔炼炉中在800～1000℃条件下进行熔炼，熔炼产出含铅7～10％、含锡60～80％的锡合金，以及含锡与铅总含量小于2％的熔炼渣，并在炉中形成熔池，由于密度差异合金在熔池下部，渣在熔池上部；
在熔炼过程中，熔炼炉底部设虹吸排出口，当合金液面高于500mm时、将合金液由熔炼炉的虹吸排出口开始放出炉外，并保证炉内合金液高度不低于250mm；当渣液面高度累计到1400mm时，打开熔炼炉侧壁上端的放渣口、开始放渣，当渣液面接近600mm时，堵渣口停止放渣。
将熔炼得到锡合金进行真空分离提取精锡，渣可作为辅料返回铅冶炼系统；
将熔炼产生的烟气中的烟尘进行回收，回收烟尘返回熔炼炉中进行再利用。
熔炼过程采用的熔炼炉为底吹熔炼炉或侧吹熔炼炉(底吹熔炼炉过侧吹熔炼炉为本领域技术人员熟知的熔炼炉)。
其中，熔炼炉中熔炼时所用燃料为天然气、煤气、粉煤和焦沫中的任一种或任几种；纯氧为助燃气体。纯氧与入炉的混合制粒物料的用量比为80～120m3/吨物料。燃料为天然气时，天然气与纯氧的体积比为0.45～0.5；燃料为煤气时，煤气与纯氧的体积比为2.5～6；燃料为粉煤或焦沫，粉煤或焦沫与氧气的用量比为(1～2)kg：1m3。熔炼过程中，保持炉内通入的燃料气及纯氧的压力为0.2～0.4MPa。
所述纯氧中氧气的含量为99％以上。
熔炼过程中，通过排渣口渣坝高度使熔炼炉下部保持600～1400mm的熔池，通过放锡合金虹吸排出口坝高保持熔池下层为250～500mm的锡合金层。
熔炼产生的烟气由排烟口排出，对其中的烟尘进行回收，回收的烟尘再从熔炼炉的加料口加入熔炼炉中进行二次利用。
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行说明，以便于对本发明技术方案的理解。以如图1所示的底吹熔炼炉为例，进行说明。
实施例1
一种含锡物料的回收冶炼工艺(底吹炉)，该工艺包括以下步骤：
(1)取含锡物料(含锡30～50％，含铅10～30％)球磨至40目，然后球磨含锡物料、粉煤、纯碱按配料20：1：2的质量比混合制粒；
(2)将步骤(1)的制粒由熔炼炉的进料口加入炉中，在800～1000℃条件下进行熔炼；熔炼过程中以天然气为燃料、纯氧为助燃气体由熔炼炉底部喷枪喷入炉内金属层，天然气及纯氧通入时的压力为0.2～0.4MPa；
其中，气体纯氧与入炉的混合制粒物料的用量比为80～120m3/吨物料，天然气与纯氧的体积比为0.45～0.5；纯氧中氧气的含量为99％以上。
(3)熔炼完成后，熔池液面高度600～900mm(锡合金层与渣层的总高度)，产生的液态锡合金由放锡合金口虹吸放出，锡合金进一步分离产出精锡，锡的回收率达到94％以上；熔炼产生的液态熔体由排渣口排出(含铅低于1％，含锡低于1％)，进行回收；
熔炼产生的烟气经过熔炼炉的排烟口排出，然后降温(烟气经余热锅炉和收尘器进行降温)对其中的烟尘进行收集，将收集的烟尘置于熔炼炉中进行再利用。
实施例2
一种含锡物料的回收冶炼工艺(侧吹炉)，该工艺包括以下步骤：
(1)取含锡物料(含锡30～50％，含铅10～30％)球磨至40目，然后球磨含锡物料、粉煤、纯碱按配料20：4：3的质量比混合制粒；
(2)将步骤(1)的制粒由熔炼炉的进料口加入炉中，在800～1000℃条件下进行熔炼；熔炼过程中以煤气为燃料、纯氧为助燃气体由熔炼炉侧部喷枪喷入炉内渣层，煤气及纯氧通入时的压力为0.2～0.3MPa；
其中，气体纯氧与入炉的混合制粒物料的用量比为80～120m3/吨物料，煤气与纯氧的体积比为2.5～3.5；纯氧中氧气的含量均为99％以上。
(3)熔炼完成后，熔池液面高度800～1400mm(锡合金层与渣层的总高度)，产生的液态锡合金由放锡合金口虹吸放出，锡合金进一步分离产出精锡(锡的回收率达到94％以上)；熔炼产生的液态熔体由排渣口排出(含铅低于1％，含锡低于1％)，进行回收；
熔炼产生的烟气经过熔炼炉的排烟口排出，然后降温(烟气经余热锅炉和收尘器进行降温)对其中的烟尘进行收集，将收集的烟尘置于熔炼炉中进行再利用。
实施例3
一种含锡物料的回收冶炼工艺(底吹炉)，该工艺包括以下步骤：
(1)取含锡物料(含锡30～50％，含铅10～30％)球磨至40目，然后球磨含锡物料、粉煤、纯碱按配料20：2：2.5的质量比混合制粒；
(2)将步骤(1)的制粒由熔炼炉的进料口加入炉中，在800～1000℃条件下进行熔炼；熔炼过程中以煤气为燃料、纯氧为助燃气体由熔炼炉底部喷枪喷入炉内金属层，煤气及纯氧通入时的压力为0.3～0.4MPa；
其中，气体纯氧与入炉的混合制粒物料的用量比为80～120m3/吨物料，煤气与纯氧的体积比为4～6；纯氧中氧气的含量均为99％以上。
(3)熔炼完成后，产生的液态锡合金由放锡合金口虹吸放出，锡合金进一步分离产出精锡(锡的回收率达到94％以上)；熔炼产生的液态熔体由排渣口排出(液态熔体渣中含铅低于1％，含锡低于1％)，进行回收；
熔炼产生的烟气经过熔炼炉的排烟口排出，然后降温(烟气经余热锅炉和收尘器进行降温)对其中的烟尘进行收集，将收集的烟尘置于熔炼炉中进行再利用。

Claims (6)

1.一种含锡物料的回收冶炼工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
取含锡物料进行球磨，然后与纯碱及还原剂进行混合制粒；所述球磨含锡物料：纯碱：还原剂的质量比为20：1～4：2～3；含锡物料球磨至40目；
将制粒混合料连续输送至熔炼炉中在800～1000℃条件下进行熔炼，熔炼炉中通入燃料气及助燃气体时的压力为0.2～0.4Mpa；在熔炼过程中，熔炼炉底部设虹吸排出口，当合金液面高于500mm时、将合金液由熔炼炉的虹吸排出口开始放出炉外，并保证炉内合金液高度不低于250mm；当渣液面高度累计到1400mm时，打开熔炼炉侧壁上端的放渣口、开始放渣，当渣液面接近600mm时，堵渣口停止放渣；
将熔炼得到锡合金回收进行真空分离提取精锡，得到的熔炼渣作为辅料返回铅冶炼系统。
2.根据权利要求1所述的含锡物料的回收冶炼工艺，其特征在于，所述的还原剂为粉煤或焦炭。
3.根据权利要求1～2任一项所述的含锡物料的回收冶炼工艺，其特征在于，所述的熔炼炉为底吹熔炼炉或侧吹熔炼炉。
4.根据权利要求3所述的含锡物料的回收冶炼工艺，其特征在于，所述熔炼炉中熔炼时所用燃料为天然气、煤气、粉煤和焦沫中的任一种或任几种；所用的助燃气体为纯氧。
5.根据权利要求4所述的含锡物料的回收冶炼工艺，其特征在于，所述助燃气体纯氧与入炉的混合制粒物料的用量比为80～120m3/吨物料。
6.根据权利要求1所述的含锡物料的回收冶炼工艺，其特征在于，该工艺还包括以下步骤：将回收的锡合金进一步分离得到精锡；对熔炼产生的烟气中的烟尘进行回收，并返回熔炼炉中进行再利用。
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