CN1861818A - 侧吹沉没熔池熔炼法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种侧吹沉没熔池熔炼法，将原料包括粒度＜30mm、含锡重量百分比2～74％的含锡物料及熔剂包括含SiO₂重量百分比≥86％的石英石，含CaO重量百分比＞50％的石灰石，铁矿石含Fe重量百分比＞48％的铁矿石，熔剂粒度均为＜20mm的铁矿石，按炉渣硅酸度0.75～1.35配料，加入混料装置内均匀混料后加入侧吹沉没熔池熔炼炉中进行两步还原熔炼，得粗锡和炉渣，炉渣再经硫化挥发熔炼也即锡炉渣贫化熔炼后得到含Sn＜0.2％的弃渣和含Sn＞45％的锡烟尘。该法是一个集熔炼粗锡和贫化锡炉渣于一体的熔炼工艺，通过对熔池还原熔炼工艺特征同烟化挥发工艺特征进行一体化整合后的这种熔炼工艺，具有设备投资省、工艺流程短、生产成本低、便于计算机控制等优点。

Description

侧吹沉没熔池熔炼法

(一)技术领域：本发明涉及一种有色金属的火法冶炼工艺，属有色冶炼技术领域。

(二)背景技术：在锡的火法粗炼过程中，目前使用的熔炼方法有两类：一类是将锡精矿还原熔炼，产出粗锡金属和含锡炉渣的熔炼过程，通称还原熔炼法，普遍应用的有传统的反射炉还原熔炼法、电炉熔炼法和现代冶金强化熔炼技术的澳斯麦特熔炼法等；另一类是处理低品位锡炉渣或中矿等含锡物料，产出含锡烟尘和弃渣的熔炼法，普遍应用的是烟化炉硫化挥发法。

反射炉还原熔炼法处理锡精矿时，是将物料静止置于反射炉的炉床内，火焰从炉料表面上方通过，通过辐射传热方式达到熔化物料的目的。目前反射炉已成为炼锡的主要设备，其产锡量占世界总产量的60～70％。锡精矿反射炉还原熔炼法的主要优点：一是对原料的适应性强，即对精矿的粒度和水分无特殊要求；二是对燃料无特殊要求；三是投资少，操作简单；四是熔炼过程中物料处于静止状态，故反射炉的烟尘率仅为12～14％。但是，作为还原熔炼工艺，反射炉还原熔炼法的缺点也是显而易见的：一是因为辐射传热方式，故其热效率仅为20～30％，因而燃料消耗高；二是机械化程度低，劳动强度大；三是烟气无组织排放严重，对环境污染大；四是占地面积大，耐火材料消耗大；五是处理能力低，仅为1～1.4t/m²·d。

电炉熔炼法主要是使用电弧电阻炉，电流是通过直接插入熔渣的电极供入熔池，依靠电极与熔渣接触处产生电弧，以及电流通过炉料和熔渣发热进行还原熔炼，目前世界上锡总产量的10％是由电炉熔炼法生产的。电炉熔炼法具有以下特点：一是在有效电阻的作用下，在熔池中电能直接转变为热能，热效率高，因而容易获得较高而集中的炉温，对熔炼含钨、钽和铌等高熔点金属多的精矿更具优势；二是电炉熔炼基本是密封的，炉内可保持较高的一氧化碳浓度，还原气氛强，因此一般只适宜处理低铁物料；三是熔炼相同炉料时产生的烟气量仅为反射炉的1/16～1/18，减少了金属损失，简化了收尘系统；四是炉渣含锡较低(3％±)，锡的直收率高。但由于电能消耗高等原因，影响了在大型炼锡厂的广泛使用。

澳斯麦特(Ausmelt)熔炼法的实质是：将一根多层同心的喷枪，由顶部插入炉膛内的熔体之中，空气和燃料从喷枪末端喷入熔体，在炉内造成一个翻腾的熔池表面，炉料由顶部加料口直接加入熔池之中，通过调整供给喷枪的风煤比例，来控制炉内的熔炼温度和还原气氛，达到熔炼粗锡的目的，因此它被称之为“顶吹沉没喷枪”熔炼技术。2000年云南锡业公司引进澳斯麦特炉熔炼技术建成了处理60000吨锡精矿，生产25000吨精锡的生产流程。其澳斯麦特炉外型尺寸为Φ4200*9500mm，炉膛尺寸Φ3400*9000mm，熔池面积9m²。澳斯麦特熔炼法的优点：一是对炉料形态无特殊要求，炉料准备工作简单；二是整个系统处于密闭状态，便于对烟气的处理，对环境污染小；三是喷枪直接插入熔体内加热，故热效率高达40～60％；四是熔炼强度大，处理能力可达18～20t/m²·d。但澳斯麦特熔炼法的缺陷也很突出：一是设备投资大，云南锡业公司的澳斯麦特炉工程投资近2亿元，中小企业难以实施；二是喷枪要垂直升降，因此主厂房高达56m，基本建设投资大；三是由于熔体处于强烈的搅拌状态，炉体的耐火材料腐蚀严重，半年就要更换，影响了成本和作业率；四是由于喷枪是靠套筒风冷却，冷却强度有限，故喷枪插入熔体的部份，易被高温熔体所腐蚀，喷枪检修频繁，8～12小时就要修理一次；五是由于采用从炉顶进料的方式，进料平台标高达20m，能耗增加；六是炉料在炉内落差达9m，而炉料和烟气是逆向运行，很多细粒炉料还未能到达熔池就被烟气带入收尘系统，所以烟尘率高达25％以上，从而降低了直接回收率。七是由于选用的风机压力高达0.24MPa，且喷枪要经常提出炉外检修，因而设备噪声达90分贝以上。

由于锡冶炼的特点，通过以上熔炼方法产出的锡炉渣，含锡3～25％，达不到能够抛弃的程度，因此必须对锡炉渣进行贫化，以进一步回收其中的锡。目前贫化锡炉渣的方法有两种，一种是采用反射炉或鼓风炉的二次还原熔炼法，即在锡炉渣中加入较多的还原剂，使锡还原的同时，铁也还原，产出铁锡合金而回收锡。但这种方法的弃渣含锡一般都达2～5％，效果并不十分理想；另一种是对低品位锡炉渣(Sn10％±)进行烟化炉硫化挥发法处理，弃渣含Sn＜0.2％。这就是锡粗炼的第二个阶段，即锡炉渣的贫化阶段。

烟化炉硫化挥发法早在本世纪30年代就提出来了，它是利用物料中锡、铅等有色金属的硫化物易挥发的特点，在1150～1280℃时，在加入硫化剂的条件下，锡等有色金属以硫化物的形态挥发而富集于烟尘中。1963年云南锡业公司采用烟化炉硫化挥发法处理锡炉渣成功，1972年又采用烟化炉硫化挥发法处理锡中矿成功。这样就突破了传统的选矿和冶金技术的局限性，解决了选矿和冶炼精矿品位、回收率的矛盾，使云南锡业公司锡的选冶总回收率提高了10％。烟化炉硫化挥发法已经成为处理多种含锡物料的有效工艺，如锡中矿、含锡炉渣、烟道灰和硬头等，只要含锡在2％以上的物料都可以进行烟化炉硫化挥发法处理，而最终弃渣含Sn＜0.2％。

综上所述，反射炉熔炼法和澳斯麦特熔炼法等还原熔炼处理的是锡精矿，产出的是粗锡金属和含锡炉渣；烟化炉硫化挥发法处理的是含锡炉渣等低锡物料，产出的是锡烟尘和弃渣，锡烟尘返回还原熔炼炉作原料。这两种熔炼工艺的功能和使命各不相同，互为依存，缺一不可，都是锡粗炼过程中必需配备的熔炼工艺和设备。反射炉等还原熔炼法和烟化炉硫化挥发法只能完成各自一半的功能，故现有的锡粗炼工艺流程长，设备投资大，冶炼成本高，中间产品积压多，流动资金占用大。

(三)发明内容：

1、发明目的：

本发明提供一种侧吹沉没熔池熔炼法，是一个集熔炼粗锡和贫化锡炉渣于一体的熔炼工艺，即在同一冶金设备内，既能还原熔炼产出粗锡金属，又能进行硫化挥发即贫化锡炉渣过程，使锡炉渣能达到抛弃。通过对熔池熔炼特征同烟化挥发特征进行一体化整合，将这两种熔炼工艺过程控制进行一体化整合，研究设计出的这种熔炼工艺，取代上述两种熔炼法的功能，以实现设备投资省、工艺流程短、生产成本低、便利计算机控制等目标。

2、发明内容：

本发明是在本申请人申请号为200520100035.9中公开的名称为“侧吹沉没熔池熔炼炉”(以下简称侧吹炉)中分步完成。

(1)侧吹炉的组成结构：

如图1所示，包括进料口1、液渣进料口2、喷枪3、放金属口4、溜槽5、活动前床6、放渣口7、渣溜槽8、炉体水套9、上升烟道10、炉底耐火砖11、炉底水套12和千斤顶支承13。炉壳全部由水套组装而成，进料口位于炉端水套上，离熔池液面高度1.2～1.6m，其直径80～120mm，与垂直线成30～50度夹角，喷枪安装在沿炉子长方向的最下层水套上，两面对称安装，离炉底高度300～600mm，喷枪口向炉底倾斜，下斜角β为0～6度，喷枪内径为20～40mm，喷枪之间的间距180～280mm，放金属口与炉底相平，以保证进入硫化挥发作业之前，能把炉内的金属全部放出，放渣口位于放金属口的对面，距炉底高200～500mm，上升烟道设置在熔池纵向中心线靠放渣口一边，放金属口、溜槽、活动前床以及放渣口、渣溜槽与熔池同处于一横向中心线上，炉底水套水平放置在千斤顶支承上，承受着炉体的重量，炉床面积1～14m²，处理能力为15～21t/m²·d。

(2)、工艺条件：

1)原料：各种含锡物料包括粒度＜30mm、含锡重量百分比2～74％的含锡物料；

2)熔剂：包括含SiO₂重量百分比≥86％、粒度＜20mm的石英石，含CaO重量百分比＞50％、粒度＜20mm的石灰石，含Fe重量百分比＞48％、粒度＜20mm的铁矿石；

3)配料：炉渣硅酸度0.75～1.35确定配料比；

4)风压：0.03～0.08MPa；

5)风量：30～40Nm³/m²·min；

6)粉煤消耗量：4.66～8.2Kg/m²·min；

7)熔炼温度：1100～1350℃；

8)熔体料层高度：600mm～1400mm；

9)喷枪口直径：20～40mm；

10)过剩空气系数：0.7～0.95；

11)侧吹炉的炉床能力：15～21t/m²·d；

12)每炉的熔炼周期：3～6h；

13)每炉的熔炼物料量：3～6t/(m²·炉次)；

(3)物料制备及开炉：

将各种含锡物料，包括含锡2～74％、粒度＜30mm的各种含锡物料与熔剂，包括含SiO₂≥86％、粒度＜20mm的石英石，含CaO＞50％、粒度＜20mm的石灰石和含Fe＞48％、粒度＜20mm的铁矿石，按炉渣硅酸度0.75～1.35确定配料比，加入混料装置内均匀混料。由于“侧吹沉没熔池熔炼法”是一个熔池强化熔炼过程，故熔炼过程开始前必须具有100～200mm深度的熔体，正常熔炼过程中，是上一周期留下的弃渣。初次开炉则应加入干渣或高锡渣，在炉内投入木材、焦炭或重油，在物料表面加热使之熔化，形成了100～200mm深度的熔体时，喷入粉煤，即进入正常熔炼阶段。

(4)熔炼作业在侧吹炉内分三步进行：

第一步，弱还原熔炼过程：将混合好的物料连续均匀加入侧吹炉内，加入量以物料能及时熔化，不积存生料为原则，即进料速率与熔化速率相适应。控制风压0.03～0.08MPa，风量30～35Nm³/m²·min，粉煤消耗量4.66～6.9kg/m²·min，熔炼温度1100-1200℃；炉料不断熔化，还原反应生成金属锡在炉底积聚，形成金属锡液层。当熔体料层高度至600mm～1400mm时，停止进料。之后，每40～60分钟放锡一次，待炉底金属锡液放完后，即完成了弱还原熔炼过程，这个过程实际上是炉料边熔化边还原的过程，产出含铁重量百分比＜1％的粗锡以及含锡重量百分比10～25％的炉渣。

弱还原熔炼过程的主要化学反应是：

    

    

第二步，强还原熔炼过程：是对含锡10～25％的炉渣进行强还原熔炼，此过程是加大粉煤给入量，加强还原熔炼气氛，使渣中SnO进一步还原。控制风压0.06～0.08MPa，风量35～38Nm³/m²·min，粉煤消耗量5.2～8.2kg/m²·min，熔炼温度1200-1300℃。强还原熔炼作业时间为20～40分钟，打开放锡口放出金属锡液，即完成强还原熔炼过程，本过程产出含铁重量百分比＞5％的粗锡和含锡重量百分比3～8％的炉渣。强还原冶炼过程的主要化学反应是：

    

本发明可以通过调节空气过剩量、粉煤加入速度及多次放出金属等手段，达到控制反应平衡和速度的目的，从而降低了炉渣中锡的含量。

第三步，硫化挥发过程：是对含锡量3～8％的炉渣进行硫化挥发处理，是锡炉渣的贫化过程。控制风压0.06～0.08MPa，风量36～40Nm³/m²·min，粉煤消耗量6.2～8.2kg/m²·min，熔炼温度1250-1340℃，每炉加入黄铁矿至锡渣中作硫化剂，硫化剂加入量为黄铁矿中S/炉渣中Sn＝0.54～0.6，使炉渣中的SnO和Sn以SnS形态挥发。SnS不稳定，很快又被空气氧化，在收尘器中以SnO₂形态产出。从观察孔观看到烟气变得清亮透明时，即可取样分析，当渣含Sn重量百分比＜0.2％时，成为弃渣，则为硫化挥发的终点。锡烟尘含Sn重量百分比＞45％返回还原熔炼炉作原料，弃渣水淬后丢弃，将100～200mm深度的弃渣熔体留于熔池内，作为下一炉期的底料。

硫化挥发过程的主要化学反应是：

    

    

    

上述三个冶炼过程为本发明一个熔炼周期，每个周期需要3～6小时。

3、本发明与公知的锡粗炼工艺流程相比较，具有以下优点及积极效果：

1)、本发明集熔炼粗锡和贫化锡炉渣两种火法冶炼过程于同一炉体，简化了粗锡冶炼工艺流程；燃料消耗、作业工时等生产费用大幅减少，锡冶炼生产成本可降低20～40％；将两套熔炼炉系统简化为一套熔炼炉系统，节省了设备投资。

2)、熔炼强度高，处理能力可达15t/m²·d以上，比反射炉熔炼法的处理能力高出10～12倍，与澳斯麦特熔炼法的处理能力相当；在相同处理量的情况下，与反射炉熔炼法及其它熔炼法相比较，设备占地面积小。

3)、侧吹喷枪分布均匀，与澳斯麦特熔炼法的熔池才有一个顶吹喷枪相比较，更易控制炉内的熔炼温度和气氛；其侧吹喷枪是穿过炉侧的水套进入熔池的，由于有冷却水的保护，所以喷枪接触熔体的部份能自动挂渣保护，它不会像澳斯麦特熔炼法的喷枪一样被高温熔体所腐蚀，从而免除了喷枪的维护。

4)、采用炉侧进料，进料平台的标高只有5～6m，从而降低了能耗；减少了物料和烟气的逆向运行，所以其烟尘率比澳斯麦特熔炼法降低了6～8％。

5)、侧吹喷枪是固定在炉体水套上，因而安装简捷，操作方便，车间最高只需12～14m，就能满足工艺要求，从而降低了工程造价；炉体是由冷却水套或汽化水套组成，水套内壁焊有挂渣丁，物料熔化后，水套内壁能自动挂渣20～40mm，这种固态壳的导热率约为0.06W/cm²·k，相当于纯Al₂O₃的导热率，它不但保护了水套钢板不受高温熔渣的腐蚀，还降低了热损失，强化了炉内热动态平衡，所以“侧吹沉没熔池熔炼法”不消耗贵重的耐火材料。

6)、选用的风压为0.03～0.08MPa，且喷枪是固定在炉侧水套上，熔炼时喷枪出口沉没在熔体之中，所以生产现场的噪声小于70分贝。

7)、炉体结构简单，操作方便，故其计算机自动控制比澳斯麦特熔炼法更为简练。操作机械化程度高，可大幅度减少操作人员，提高劳动生产率。

综上所述，在粗锡熔炼环节上，既发挥了澳斯麦特熔炼法熔炼强度高的特点，又克服了澳斯麦特熔炼法的缺陷；在贫化锡炉渣的环节上，“侧吹沉没熔池熔炼法”又继承了烟化炉硫化挥发法的优点，将这两种完全不同类型的设备和冶炼工艺有机地融为一体。

(四)附图说明：图1为“侧吹沉没熔池熔炼炉”的炉体组成结构示意图。

图中：1进料口、2液渣进口、3侧吹喷枪、4放锡口、5锡溜槽、6移动式前床、7放渣口、8渣溜槽、9炉体水套、10上升烟道、11炉底耐火砖、12炉底水套、13千斤顶支承。

(五)具体实施方式

实施例一：在竖式矩形侧吹炉内进行。

1.竖式矩形侧吹炉设计参数：炉床面积4.0m²，炉高7.2m，处理能力17t/m²·d，喷枪口直径32mm，喷枪数量16个，喷枪下斜角0°，喷枪中心距280mm，喷枪燃烧能力1118～1968kg/h，燃料是粉煤。

2.物料制备及开炉：

将含Sn42％的锡精矿及锡物料、含SiO₂88％的石英砂、含CaO53％石灰石和返料烟尘，按炉渣硅酸度0.95～1.25确定配料比，加入混料装置内均匀混料。加入干渣1.8吨，在炉内投入木材，从放渣口插入临时喷油管，重油量为100～226kg/h，点火后控制风压0.04～0.06Mpa，风量2600～3000Nm³/h，在物料表面加热使之熔化，形成了200mm深度的熔体时，拆除临时喷油管，喷入粉煤，即进入正常熔炼阶段；

3.熔炼作业分三步进行：

第一步，弱还原熔炼过程：将混合好的物料连续加入竖式矩形侧吹炉内，控制风压0.03～0.06MPa，风量7200～8400Nm³/h，粉煤消耗量1120～1656kg/h，熔炼温度1140～1180℃，炉料不断熔化，还原反应生成金属锡在炉底积聚，形成金属锡液层。当熔池料层高度至1200mm时，停止进料。之后每隔30-40分钟放锡一次，2小时后，将炉底金属锡液放完，即完成弱还原熔炼过程，产出含锡重量百分比10～15％的炉渣和含铁重量百分比＜1％的粗锡，此粗锡质量最好，可直接进入精炼系统生产精锡。

第二步，强还原熔炼过程：是对含锡10～15％的炉渣进行强还原熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量8400～9120Nm³/h，粉煤消耗量1288～1968kg/h，熔炼温度240～1270℃，强还原熔炼作业时间为20～40分钟，将炉底金属锡液放完，即完成强还原熔炼过程，本过程产出含铁重量百分比＞5％的粗锡和含锡重量百分比3～7％的炉渣。

第三步，硫化挥发过程：是对含锡3～7％的炉渣进行硫化挥发熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量8640～9600Nm³/h，粉煤消耗量1488～1968kg/h，熔炼温度1300～1340℃，每炉加入含S＞30％的黄铁矿至渣中作硫化剂，黄铁矿加入量按重量比S/Sn＝0.6来控制，使炉渣中的SnO和Sn以SnS形态挥发，在收尘器中以SnO₂形态产出，硫化挥发过程持续40～60分钟，从观察孔观看到烟气变得清亮透明时，即可取样分析，当样品含Sn重量百分比＜0.2％时，成为弃渣，则为硫化挥发的终点。锡烟尘含Sn重量百分比＞45％返回还原熔炼炉作原料，弃渣水淬后丢弃。将200mm深度的弃渣熔体留于熔池内，作为下一炉期的底料。

4.主要技术指标：

燃料燃烧热利用率≥60％；

锡直收率≥70％；

锡入烟尘率≤12％；

弃渣锡品位≤0.2％；

实施例二

1.竖式矩形侧吹炉设计参数：炉床面积2.2m²，炉高6.2m，炉床能力18t/m²·d，喷枪口直径40mm，喷枪数量8个，喷枪下斜角4°，喷枪中心距280mm，喷枪燃烧能力为558～991kg/h，燃料是粉煤。

2.物料制备及开炉：

将含Sn72％的锡精矿、含SiO₂88％的石英、含CaO53％石灰石、含Fe48％的铁矿石和返料烟尘等物料，按炉渣硅酸度0.75～0.9确定配料比，加入混料装置内均匀混料，炉内已留有200mm深度的熔体。

3.熔炼作业分三步进行：

第一步，弱还原熔炼过程：控制风压0.03～0.08MPa，风量3960～4620Nm³/h，粉煤消耗量615～910kg/h，熔炼温度1140～1180℃，当熔池料层高度至1400mm时，停止进料。之后每隔30～40分钟放锡一次，2小时后，将炉底金属锡液放完，弱还原熔炼过程所产的炉渣含锡量为20～25％，粗锡含铁＜1％，质量最好，可直接进入精炼系统。

第二步，强还原熔炼过程：是对含锡20～25％的炉渣进行强还原熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量4620～5016Nm³/h，煤量686～1082kg/h，熔炼温度1240～1270℃，强还原熔炼作业时间为20～40分钟，本过程产出含铁＞5％的粗锡和含锡5～8％的炉渣。

第三步，硫化挥发过程：是对含锡5～8％的炉渣进行硫化挥发，控制风压0.06～0.08MPa，风量4752～5280Nm³/h，粉煤消耗量818～1082kg/h，熔炼温度1260-1340℃，每炉加入含S＞30％的黄铁矿作硫化剂，黄铁矿加入量按重量比S/Sn＝0.55来控制，硫化挥发过程持续40～60分钟，产出含Sn＜0.2％弃渣和含Sn＞45％的锡烟尘。弃渣水淬后丢弃，将200mm深度的弃渣熔体留于熔池内，作为下一炉期的底料。

4.主要技术指标：

燃料燃烧热利用率≥60％；

锡直收率≥80％；

锡入烟尘率≤12％；

弃渣锡品位≤0.2％；

实施例三

1.竖式矩形侧吹炉设计参数：

炉床面积14.0m²，炉高9.2m，炉床能力18t/m²·d，喷枪口直径32mm，喷枪数量56个，喷枪下斜角2°，喷枪中心距280mm，喷枪燃烧能力为3914～6888kg/h，燃料是粉煤。

2.物料制备及开炉：

(1)将含Sn10～15％的锡中矿、含锡10～15％锡烟尘、含锡10～15％各类锡渣三种中的一种或几种，含SiO₂88％的石英，含CaO53％的石灰石和含Fe48％的铁矿石，按炉渣硅酸度0.75～0.9确定配料比，加入混料装置内均匀混合成物料。

(2)将含Sn45～60％锡烟尘，含Sn25～35％烟化炉烟道尘，制成粒度＜30mm粒料堆存备用，将含锡15～25％各类锡渣也破碎成粒度＜30mm分类堆存备用，以及强还原熔炼过程所产含Sn＞55％的铁锡合金四种原料中的一种或几种与含SiO₂88％的石英，含CaO53％的石灰石，按炉渣硅酸度0.75～1.25配料后，加入混料装置内均匀混合成物料。。

(3)将含Sn3～5％的锡中矿，含锡5～10％含锡烟尘，含锡2～5％各类锡渣中的一种或几种与含SiO₂88％的石英，含CaO53％的石灰石和含Fe48％的铁矿石，按炉渣硅酸度0.75～0.9配料，加入混料装置内均匀混合成物料。

3.熔炼作业分三步进行：

第一步，弱还原熔炼过程：将混合好的物料(1)或(2)连续加入侧吹沉没熔池熔炼竖式矩形炉内，控制风压0.03～0.06MPa，粉煤消耗量26000～29400Nm³/h，煤量4000～5796kg/h，熔炼温度1140～1180℃，当熔体料层高度至1200mm时，停止进料。之后每隔30-40分钟放锡一次，2小时后，将炉底金属锡液放完，即完成弱还原熔炼过程，产出含铁＜1％的粗锡以及含锡5～7％的炉渣。

第二步，强还原熔炼过程：是对含锡5～7％的炉渣进行强还原熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量29400～32000Nm³/h，粉煤消耗量4368～6888kg/h，熔炼温度1240～1270℃，强还原熔炼作业时间为20～40分钟。本过程产出含锡＞55％的粗锡和含锡3～5％的炉渣。

第三步，硫化挥发过程：是对含锡3～5％的炉渣进行硫化挥发熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量30240～33600Nm³/h，粉煤消耗量5208～6888kg/h，熔炼温度1300～1340℃，将混合好的物料(3)连续加入炉内，当熔体料层高度至1400mm时，停止进料，待炉内物料全部熔化后，每炉加入含S＞30％的黄铁矿渣中作硫化剂，黄铁矿加入量按重量比S/Sn＝0.6来控制，硫化挥发过程持续40～60分钟，得到弃渣和含Sn＞45％的锡烟尘，锡烟尘返回熔炼炉作原料，弃渣水淬后丢弃。将200mm深度的弃渣熔体留于熔池内，作为下一炉期的底料。

4.主要技术指标：

燃料燃烧热利用率≥60％；

锡直收率≥60％；

锡入烟尘率≤36％；

弃渣锡品位≤0.2％；

Claims (9)

1、一种侧吹沉没熔池熔炼法，其特征在于：其按以下步骤完成，

1)、将含锡原料和熔剂按炉渣硅酸度0.75～1.35配料，加入混料装置内均匀混合成物料；

2)、熔炼作业在侧吹炉内分三步进行，第一步将混合好的物料连续均匀加入侧吹炉已形成100～200mm深度的熔体的熔池内进行弱还原熔炼，控制风压0.03～0.08MPa，风量30～35Nm³/m²·min，粉煤消耗量4.66～6.9kg/m²·min，熔炼温度1100-1200℃；炉料不断熔化，还原反应生成金属锡在炉底积聚，形成金属锡液层，当熔体料层高度至600mm～1400mm时，停止进料，之后，每40～60分钟放锡一次，待炉底金属锡液放完后，即完成了弱还原熔炼过程，产出含铁重量百分比＜1％的粗锡及含锡重量百分比10～25％的炉渣；

3)、第二步，是对含锡10～25％的炉渣进行强还原熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量35～38Nm³/m²·min，粉煤消耗量5.2～8.2kg/m²·min，熔炼温度1200-1300℃，熔炼作业时间为20～40分钟，产出含铁重量百分比＞5％的粗锡和含锡重量百分比3～8％的炉渣；

4)、第三步为硫化挥发过程，是对含锡量3～8％的炉渣进行硫化挥发处理，控制风压0.06～0.08MPa，风量36～40Nm³/m²·min，粉煤消耗量6.2～8.2kg/m²·min，熔炼温度1250-1340℃，每炉加入黄铁矿至锡渣中作硫化剂，硫化剂加入量按黄铁矿中S/炉渣中Sn＝0.54～0.6计算，当炉渣含Sn重量百分比＜0.2％时，成为弃渣，则为硫化挥发的终点，产出含Sn重量百分比＞45％的锡烟尘和含Sn重量百分比＜0.2％的弃渣，完成一个熔炼周期，总需时间3～6小时。

2、根据权利要求1所述的侧吹沉没熔池熔炼法，其特征在于：所述含锡原料为粒度＜30mm、含锡重量百分比2～74％的物料，包括锡精矿，锡中矿，锡烟尘，各类锡渣以及烟化炉烟道尘。

3、根据权利要求1或2所述的侧吹沉没熔池熔炼法，其特征在于：所述熔剂为含SiO₂重量百分比≥86％、粒度＜20mm的石英石，含CaO重量百分比＞50％、粒度＜20mm的石灰石，含Fe重量百分比＞48％、粒度＜20mm的铁矿石。

4、根据权利要求1、2或3所述的侧吹沉没熔池熔炼法，其特征在于：所述侧吹炉熔池内已形成100～200mm深度的熔体是上一周期留下的弃渣或初次开炉时加入干渣或高锡渣，在炉内投入木材、焦炭或重油，在物料表面加热使之熔化，形成了100～200mm深度的熔体。

5、根据权利要求1-4中任一项所述的侧吹沉没熔池熔炼法，其特征在于：所述硫化剂是含S＞30％的黄铁矿。

6、根据权利要求1所述的侧吹沉没熔池熔炼法，其特征在于：所述原料为含Sn42％的锡精矿及锡物料、所述熔剂为含SiO₂88％的石英砂、含CaO53％石灰石和返料烟尘，按炉渣硅酸度为0.95～1.25确定配料，加入竖式矩形侧吹炉进行三步熔炼，竖式矩形侧吹炉设计参数为炉床面积4.0m²，炉高7.2m，处理能力17t/m²·d，喷枪口直径32mm，喷枪数量16个，喷枪倾角0°，喷枪中心距280mm，喷枪燃烧能力1118～1968kg/h，第一步，控制风压0.03～0.06MPa，风量7200～8400Nm³/h，粉煤消耗量1120～1656kg/h，熔炼温度1140～1180℃，炉料不断熔化，还原反应生成金属锡在炉底积聚，形成金属锡液层，当熔池料层高度至1200mm时，停止进料，之后每隔30-40分钟放锡一次，2小时后，将炉底金属锡液放完，产出含锡重量百分比10～15％的炉渣和含铁重量百分比＜1％的粗锡；第二步是对含锡10～15％的炉渣进行强还原熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量8400～9120Nm³/h，粉煤消耗量1288～1968kg/h，熔炼温度240～1270℃，熔炼时间为20～40分钟，产出含铁重量百分比＞5％的粗锡和含锡重量百分比3～7％的炉渣；第三步，硫化挥发过程：是对含锡3～7％的炉渣进行硫化挥发熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量8640～9600Nm³/h，粉煤消耗量1488～1968kg/h，熔炼温度1300～1340℃，每炉加入含S＞30％的黄铁矿至渣中作硫化剂，黄铁矿加入量按重量比S/Sn＝0.6来控制，当样品含Sn重量百分比＜0.2％时，则为硫化挥发的终点，产出锡烟尘含Sn重量百分比＞45％及Sn重量百分比＜0.2％的弃渣。

7、根据权利要求1所述的侧吹沉没熔池熔炼法，其特征在于：所述原料为含Sn72％的锡精矿、所述熔剂为含SiO₂88％的石英砂、含CaO53％石灰石、含Fe48％的铁矿石和返料烟尘等物料，按炉渣硅酸度0.75～0.9确定配料比，加入混料装置内均匀混料，加入竖式矩形侧吹炉进行三步熔炼，竖式矩形侧吹炉设计参数为炉床面积2.2m²，炉高6.2m，处理能力18t/m²·d，喷枪口直径40mm，喷枪数量8个，喷枪下斜角4°，喷枪中心距280mm，喷枪燃烧能力为615～991kg/h，燃料是粉煤，第一步，控制风压0.03～0.08MPa，风量3960～4620Nm³/h，粉煤消耗量615～910kg/h，熔炼温度1140～1180℃，当熔池料层高度至1400mm时，停止进料，之后每隔30～40分钟放锡一次，2小时后，将炉底金属锡液放完，产出含锡量为20～25％的炉渣和含铁＜1％粗锡；第二步，是对含锡20～25％的炉渣进行强还原熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量4620～5016Nm³/h，煤量686～1082kg/h，熔炼温度1240～1270℃，熔炼时间为20～40分钟，产出含铁＞5％的粗锡和含锡5～8％的炉渣；第三步，是对含锡5～8％的炉渣进行硫化挥发，控制风压0.06～0.08MPa，风量4752～5280Nm³/h，粉煤消耗量818～1082kg/h，熔炼温度1260-1340℃，每炉加入含S＞30％的黄铁矿作硫化剂，黄铁矿加入量按重量比S/Sn＝0.55来控制，硫化挥发过程持续40～60分钟，产出含Sn＜0.2％弃渣和含Sn＞45％的锡烟尘。

8、根据权利要求1所述的侧吹沉没熔池熔炼法，其特征在于：所述原料为含Sn10～15％的锡中矿、含锡10～15％锡烟尘、含锡10～15％各类锡渣中的一种或几种；熔剂为含SiO₂88％的石英，含CaO53％的石灰石和含Fe48％的铁矿石，按炉渣硅酸度0.75～0.9进行配料，加入混料装置内均匀混料后，加入竖式矩形侧吹炉进行三步熔炼，竖式矩形侧吹炉设计参数为炉床面积14.0m²，炉高9.2m，处理能力18t/m²·d，喷枪口直径32mm，喷枪数量56个，喷枪下斜角2°，喷枪中心距280mm，喷枪燃烧能力为3914～6888kg/h，燃料是粉煤，第一步，控制风压0.03～0.06MPa，粉煤消耗量26000～29400Nm³/h，煤量4000～5796kg/h，熔炼温度1140～1180℃，当熔体料层高度至1200mm时，停止进料，之后每隔30-40分钟放锡一次，2小时后，将炉底金属锡液放完，产出含铁＜1％的粗锡以及含锡5～7％的炉渣，第二步，是对含锡5～7％的炉渣进行强还原熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量29400～32000Nm³/h，粉煤消耗量4368～6888kg/h，熔炼温度1240～1270℃，熔炼时间为20～40分钟，产出含锡＞55％的粗锡和含锡3～5％的炉渣，第三步，是对含锡3～5％的炉渣进行硫化挥发熔炼，控制风压0.06～0.08MPa，风量30240～33600Nm³/h，粉煤消耗量5208～6888kg/h，熔炼温度1300～1340℃，将含Sn 3～5％的锡中矿、含锡5～10％含锡烟尘、含锡2～5％各类锡渣中的一种或几种，含SiO₂88％的石英，含CaO53％的石灰石和含Fe48％的铁矿石，按炉渣硅酸度0.75～0.9配料并混合好连续加入炉内，当熔体料层高度至1400mm时，停止进料，待炉内物料全部熔化后，每炉加入含S＞30％的黄铁矿渣中作硫化剂，黄铁矿加入量按重量比S/Sn＝0.6来控制，硫化挥发过程持续40～60分钟，得到弃渣和含Sn＞45％的锡烟尘。

9、根据权利要求8所述的侧吹沉没熔池熔炼法，其特征在于：所述原料为含Sn45～60％烟尘、含Sn25～35％烟化炉烟道尘、含锡15～25％的各类锡渣、强还原熔炼过程所产含Sn＞55％的铁锡合金中的一种或几种与熔剂含SiO₂88％的石英和含CaO53％的石灰石按炉渣硅酸度0.75～1.25配料。