CN207552398U - 处理含锡锌铁矿的系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了处理含锡锌铁矿系统，包括第一还原焙烧装置、氧化焙烧装置、第二还原焙烧装置、渣铁分离装置、浸出装置、熔炼装置和精炼装置。其中，第一还原焙烧装置有含锡锌铁矿入口、脱锡焙烧产物出口和含锡烟尘出口；氧化焙烧装置有脱锡焙烧产物入口、脱硫焙烧产物出口和含硫烟气出口；第二还原焙烧装置有脱硫焙烧产物入口、第一含碳物质入口、还原焙烧产物出口和氧化锌粉尘出口；渣铁分离装置有还原焙烧产物入口、金属铁出口和尾渣出口；浸出装置有含锡烟尘入口、浸出原液入口、含锌浸出液出口和锡氧化物出口；熔炼装置有锡氧化物入口、第二含碳物质入口、添加剂入口和粗锡产物出口。采用该系统可以分别回收含锡锌铁矿中的锡、锌和铁。

Description

处理含锡锌铁矿的系统
技术领域
本实用新型属于冶金领域，具体而言，本实用新型涉及处理含锡锌铁矿的系统。
背景技术
含锡锌复杂铁矿伴生有大量有价金属元素，具有很高的开发利用价值，是当今重要的铁矿资源之一。但是由于与该矿伴生金属元素的共生关系极其复杂，且嵌布粒度细，锡、锌与铁分离困难，从而导致选出的铁精矿由于Sn、Zn的含量超标而无法满足高炉炼铁的要求，因而工业上至今未得到大规模的开采利用。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，为此，本实用新型的一个目的在于提出处理含锡锌铁矿的系统，采用本实用新型提出的处理含锡锌铁矿的系统可以实现锡、锌和铁元素的分别回收。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理含锡锌铁矿的系统，包括：
第一还原焙烧装置，所述第一还原焙烧装置具有含锡锌铁矿入口、脱锡焙烧产物出口和含锡烟尘出口；
氧化焙烧装置，所述氧化焙烧装置具有脱锡焙烧产物入口、脱硫焙烧产物出口和含硫烟气出口，所述脱锡焙烧产物入口与所述第一还原焙烧装置的脱锡焙烧产物出口相连；
第二还原焙烧装置，所述第二还原焙烧装置具有脱硫焙烧产物入口、第一含碳物质入口、还原焙烧产物出口和氧化锌粉尘出口，所述脱硫焙烧产物入口与所述氧化焙烧装置的脱硫焙烧产物出口相连；
渣铁分离装置，所述渣铁分离装置具有还原焙烧产物入口、金属铁出口和尾渣出口，所述还原焙烧产物入口与所述第二还原焙烧装置的还原焙烧产物出口相连；
浸出装置，所述浸出装置具有含锡烟尘入口、浸出原液入口、含锌浸出液出口和锡氧化物出口，所述含锡烟尘入口与所述第一还原焙烧装置的含锡烟尘出口相连；
熔炼装置，所述熔炼装置具有锡氧化物入口、第二含碳物质入口、添加剂入口和粗锡产物出口，所述锡氧化物入口与所述浸出装置的锡氧化物出口相连；
精炼装置，所述精炼装置具有粗锡产物入口、电解原液入口、金属锡出口和电解废液出口，所述粗锡产物入口与所述熔炼装置的粗锡产物出口相连。
根据本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的系统，可以首先利用第一还原焙烧装置对含锡锌铁矿进行第一还原焙烧处理，得到脱锡焙烧产物和含锡烟尘，然后一方面利用氧化焙烧装置对脱锡焙烧产物进行氧化焙烧处理脱硫，然后在第二还原焙烧装置中将脱硫焙烧产物与含碳物质混合并进行第二还原焙烧处理，得到还原焙烧产物并回收氧化锌粉尘，实现锌铁的分离和锌的回收，接着在渣铁分离装置中对还原焙烧产物进行渣铁分离处理，得到金属铁；另一方面利用浸出装置对含锡烟尘进行浸出处理，得到含锌浸出液和纯净的锡氧化物，然后在熔炼装置中将锡氧化物、含碳物质和添加剂均匀混合并进行熔炼处理，得到粗锡产物，最后利用精炼装置对粗锡产物进行精炼处理，可以最终得到金属锡。由此，通过采用本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的系统，可以实现含锡锌铁矿中锡、锌和铁元素的分别回收。
另外，根据本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本实用新型中，处理含锡锌铁矿的系统进一步包括破碎装置，所述破碎装置与所述第一还原焙烧装置的含锡锌铁矿入口相连。由此可以进一步提高对含锡锌铁矿进行第一还原焙烧处理的效率。
在本实用新型中，所述第一还原焙烧装置为转底炉或回转窑。由此，可以进一步提高第一还原焙烧处理的效率。
在本实用新型中，所述氧化焙烧装置为隧道窑、回转窑、转底炉或旋转床。由此，可以进一步提高氧化焙烧处理的效率。
在本实用新型中，所述第二还原焙烧装置为转底炉、马弗炉或回转窑。由此，可以进一步提高第二还原焙烧处理的效率。
在本实用新型中，所述渣铁分离装置为磨矿-磁选装置或熔分装置。由此，可以实现渣铁的有效分离。
在本实用新型中，所述熔炼装置为矿热炉或电炉。由此，可以进一步提高熔炼处理的效率。
附图说明
图1是根据本实用新型一个实施例的处理含锡锌铁矿的系统的结构示意图。
图2是根据本实用新型一个实施例的处理含锡锌铁矿的系统的结构示意图。
图3是利用本实用新型一个实施例的处理含锡锌铁矿的系统处理含锡锌铁矿的方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种处理含锡锌铁矿的系统，如图1所示，包括：第一还原焙烧装置100、氧化焙烧装置200、第二还原焙烧装置300、渣铁分离装置400、浸出装置500、熔炼装置600和精炼装置700。
其中，第一还原焙烧装置100具有含锡锌铁矿入口110、脱锡焙烧产物出口120和含锡烟尘出口130；氧化焙烧装置200具有脱锡焙烧产物入口210、脱硫焙烧产物出口220和含硫烟气出口230，脱锡焙烧产物入口210与脱锡焙烧产物出口120相连；第二还原焙烧装置300具有脱硫焙烧产物入口310、第一含碳物质入口320、还原焙烧产物出口330和氧化锌粉尘出口340，脱硫焙烧产物入口310与脱硫焙烧产物出口220相连；渣铁分离装置400具有还原焙烧产物入口410、金属铁出口420和尾渣出口430，还原焙烧产物入口410与还原焙烧产物出口330相连；浸出装置500具有含锡烟尘入口510、浸出原液入口520、含锌浸出液出口530和锡氧化物出口540，含锡烟尘入口510与含锡烟尘出口130相连；熔炼装置600具有锡氧化物入口610、第二含碳物质入口620、添加剂入口630和粗锡产物出口640，锡氧化物入口610与锡氧化物出口540相连；精炼装置700具有粗锡产物入口710、电解原液入口720、金属锡出口730和电解废液出口740，粗锡产物入口710与粗锡产物出口640相连。
根据本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的系统，可以首先利用第一还原焙烧装置100对含锡锌铁矿进行第一还原焙烧处理，得到脱锡焙烧产物和含锡烟尘，然后一方面利用氧化焙烧装置200对脱锡焙烧产物进行氧化焙烧处理脱硫，然后在第二还原焙烧装置300中将脱硫焙烧产物与含碳物质混合并进行第二还原焙烧处理，得到还原焙烧产物并回收氧化锌粉尘，实现锌铁的分离和锌的回收，接着在渣铁分离装置400中对还原焙烧产物进行渣铁分离处理，得到金属铁；另一方面利用浸出装置500对含锡烟尘进行浸出处理，得到含锌浸出液和纯净的锡氧化物，然后在熔炼装置600中将锡氧化物、含碳物质和添加剂均匀混合并进行熔炼处理，得到粗锡产物，最后利用精炼装置700对粗锡产物进行精炼处理，可以最终得到金属锡。由此，通过采用本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的系统，可以实现含锡锌铁矿中锡、锌和铁元素的分别回收。
发明人发现，含锡锌铁矿中的锌主要以ZnS的形式存在，而ZnS在还原气氛中基本稳定存在，因此在初期还原阶段大多留在铁矿中，少量的Zn会被还原挥发；但是含锡锌铁矿中的锡基本以锡石(SnO2)的形式存在，在低于1200摄氏度的条件下，Sn和SnO2不能挥发，只有气态的SnO才是锡挥发的主要形态。本实用新型中通过首先对含锡锌铁矿进行第一还原焙烧处理，可以使含锡锌铁矿中的SnO2发生还原反应生成SnO，进而实现锡的挥发脱除，再分别对第一还原焙烧处理得到的脱锡焙烧产物和含锡烟尘进行处理，一方面，可以通过对脱锡焙烧产物进行氧化焙烧处理，使ZnS被氧化为ZnO，硫元素则以气态形式挥发，再对脱硫焙烧产物进行第二还原焙烧处理，使ZnO被还原为Zn，Zn在高温下挥发逸出，通过烟尘回收得到ZnO粉尘，实现锌铁分离和锌的回收，接着对还原焙烧产物进行渣铁分离处理，可以最终得到金属铁；另一方面，通过依次对含锡烟尘进行浸出处理、熔炼处理和电解精炼处理，还可以最终得到高品质的金属锡。由此，通过采用本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的系统，可以实现含锡锌铁矿中锡、锌和铁元素的分别回收。
下面参考图1-2对本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的系统进行详细描述。
第一还原焙烧装置100
根据本实用新型的实施例，第一还原焙烧装置100具有含锡锌铁矿入口110、脱锡焙烧产物出口120和含锡烟尘出口130，且适于对含锡锌铁矿进行第一还原焙烧处理，以便得到脱锡焙烧产物和含锡烟尘。
根据本实用新型的具体实施例，第一还原焙烧处理可以在一氧化碳浓度为20-40体积％的还原气氛中进行的。发明人发现，SnO2的还原反应主要是通过与CO进行还原反应SnO2+CO＝SnO↑+CO2完成的，当温度为950摄氏度时，SnO稳定存在的CO平衡浓度范围为13-17.5％，而在实际还原过程中，还原焙烧装置内部的CO浓度远低于还原气氛中的CO浓度，本实用新型中通过控制还原气氛中CO浓度为20-40体积％，不仅可以进一步提高锡的还原挥发效率，实现锡与锌和铁的分离，还能进一步提高锡的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，第一还原焙烧处理的温度可以为950-1100摄氏度，焙烧时间可以为15-30分钟。发明人发现，若第一还原焙烧处理的温度过低，SnO2还原生成的SnO无法稳定存在，影响锡的挥发效果；而若还原焙烧处理的温度过高，则会出现过还原现象，SnO2逐渐被还原成不能挥发金属Sn，由此，不仅影响SnO的挥发，还会降低锡的脱除效果和回收率。此外，若第一还原焙烧处理的时间过短，则SnO2不能够被完全还原并挥发，而若第一还原焙烧处理的时间过长，并不能进一步提高锡的脱除效果和回收率，还会造成能源浪费。由此，本实用新型中通过控制第一还原焙烧处理的温度为950-1100摄氏度，焙烧时间为15-30分钟，不仅可以进一步提高第一还原焙烧处理的效率，还可以使含锡锌铁矿中的SnO2被充分还原为SnO并挥发，进而实现锡与锌和铁的分离，并进一步提高锡的回收率。
根据本实用新型的实施例，如图2所示，处理含锡锌铁矿的系统可以进一步包括破碎装置800，破碎装置800与第一还原焙烧装置100的含锡锌铁矿入口110相连，且适于在进行第一还原焙烧处理之前对含锡锌铁矿进行破碎处理，由此可以进一步提高第一还原焙烧处理的效率。
根据本实用新型的具体实施例，第一还原焙烧装置100可以为转底炉或回转窑，由此，可以进一步提高第一还原焙烧处理的效率。
根据本实用新型的具体实施例，可以采用布袋收尘装置对含锡烟尘进行回收，由此，可以使含锡铁矿中的锡得到有效回收。
氧化焙烧装置200
根据本实用新型的实施例，氧化焙烧装置200具有脱锡焙烧产物入口210、脱硫焙烧产物出口220和含硫烟气出口230，脱锡焙烧产物入口210与脱锡焙烧产物出口120相连，且适于对脱锡焙烧产物进行氧化焙烧处理，以便得到脱硫焙烧产物并回收含硫烟气。
根据本实用新型的具体实施例，氧化焙烧处理可以在氧气浓度为20-30体积％的氧化气氛中进行，氧化焙烧处理的温度可以为600-800摄氏度，焙烧时间可以为15-30分钟。发明人发现，通过对脱锡铁矿进行氧化焙烧处理，可以使含锡锌铁矿中主要以ZnS形式存在的锌被氧化为氧化锌和二氧化硫，达到脱硫的目的，而ZnS在空气中加热至480摄氏度即缓慢氧化，反应如下：2ZnS+3O2＝2ZnO+2SO2，在600摄氏度以上时反应便激烈进行，但是若反应时间过短，则脱锡铁矿中的ZnS不能被充分氧化，若反应时间过长，并不能进一步提高锌的回收率，还会造成能源浪费；同时，若氧化焙烧处理过程中氧气的浓度过低，ZnS无法充分反应生成ZnO，导致在后续第二还原焙烧处理过程中锌无法充分挥发，影响锌的回收率。由此，本实用新型中通过控制氧化焙烧处理时氧化气氛中氧气浓度为20-30体积％，氧化焙烧处理的温度为600-800摄氏度，焙烧时间为15-30分钟，不仅可以进一步提高氧化焙烧处理的效率并获得SO2气体和脱硫铁矿，实现锌与铁的分离，还可以进一步提高锌的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，可以回收含硫烟气并用于制酸，由此，不仅可以避免对环境造成污染，还可以进一步提高含锡锌铁矿的综合利用率。
根据本实用新型的具体实施例，氧化焙烧装置200可以为隧道窑、回转窑、转底炉或旋转床，由此，可以进一步提高氧化焙烧处理的效率。
第二还原焙烧装置300
根据本实用新型的实施例，第二还原焙烧装置300具有脱硫焙烧产物入口310、第一含碳物质入口320、还原焙烧产物出口330和氧化锌粉尘出口340，脱硫焙烧产物入口310与脱硫焙烧产物出口220相连，且适于将脱硫焙烧产物与含碳物质混合并进行第二还原焙烧处理，以便得到还原焙烧产物并回收氧化锌粉尘。
根据本实用新型的具体实施例，含碳物质中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值可以为(1.2-1.5)：1。发明人发现，含碳物质中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值过小时，即含碳物质的加入量过少，脱硫焙烧产物中的ZnO不能被充分还原，影响锌的回收率，而若含碳物质中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值过大，在进行第二还原焙烧处理时不仅会影响金属铁颗粒的聚集，还会造成物料浪费。因此，本实用新型中通过控制含碳物质中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值为(1.2-1.5)：1，不仅可以使脱硫焙烧产物中的ZnO和铁氧化物被充分还原，进而实现锌和铁的分离，并进一步提高锌和铁的回收率，还能提高原料的利用率。
根据本实用新型的具体实施例，第二还原焙烧处理在惰性气氛或弱还原气氛条件下进行，第二还原焙烧处理的温度为1150-1250摄氏度，焙烧时间为20-40分钟。本实用新型中通过采用上述第二还原焙烧处理处理的条件，不仅可以有效避免含碳物质的燃烧，使含碳物质尽可能多的用于铁氧化物和锌氧化物的还原，还能使铁氧化物和锌氧化物在上述还原焙烧条件下被充分还原为单质，同时金属锌在上述焙烧温度下充分挥发，由此，可以进一步提高锌和铁的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，第二还原焙烧处理可以优选在N2、Ar等惰性气体气氛或者CO体积浓度分数为1500-3000ppm的弱还原性气氛下进行。本实用新型中通过在上述气氛下进行第二还原焙烧处理，可以进一步使含碳物质作为还原剂使用，进而能够进一步提高第二还原焙烧处理的效率以及锌和铁的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，第二还原焙烧装置300可以为转底炉、马弗炉或回转窑，由此，可以进一步提高第二还原焙烧处理的效率。
渣铁分离装置400
根据本实用新型的实施例，渣铁分离装置400具有还原焙烧产物入口410、金属铁出口420和尾渣出口430，还原焙烧产物入口410与还原焙烧产物出口330相连，且适于对还原焙烧产物进行渣铁分离处理，以便得到金属铁和尾渣。
根据本实用新型的实施例，渣铁分离装置400可以为磨矿-磁选装置或熔分装置。由此，可以实现渣铁的有效分离。
浸出装置500
根据本实用新型的实施例，浸出装置500具有含锡烟尘入口510、浸出原液入口520、含锌浸出液出口530和锡氧化物出口540，含锡烟尘入口510与含锡烟尘出口130相连，且适于对含锡烟尘进行浸出处理，以便得到含锌浸出液和锡氧化物。
根据本实用新型的具体实施例，发明人发现，含锡锌铁矿中的少量锌在第一还原焙烧处理过程中会被还原挥发，使回收的含锡烟尘中含有少量的锌。本实用新型中通过对含锡烟尘进行浸出处理，可以有效除去含锡烟尘中的锌，进而得到纯净的锡氧化物。
根据本实用新型的具体实施例，可以采用硫酸溶液和/或NH3-NH4C1溶液对含锡烟尘进行浸出处理，使含锡烟尘中的锌氧化物生成可溶性的ZnSO4或者[Zn(NH3)4]2+离子，从而可以除去含锡烟尘中的少量锌，进而得到纯净的锡氧化物。
根据本实用新型的具体实施例，浸出处理的液固质量比可以为(4-5)：1。本实用新型中通过控制浸出处理的液固质量比为(4-5)：1，不仅可以使含锡烟尘中的锌被充分浸出，还能进一步提高浸出处理的效率。
熔炼装置600
根据本实用新型的实施例，熔炼装置600具有锡氧化物入口610、第二含碳物质入口620、添加剂入口630和粗锡产物出口640，锡氧化物入口610与锡氧化物出口540相连，且适于将锡氧化物与含碳物质和添加剂均匀混合并进行熔炼处理，以便得到粗锡产物。
根据本实用新型的具体实施例，添加剂可以为石灰石、石英砂等。本实用新型中通过熔分处理过程中加入上述添加剂，可以改善熔渣的流动性，由此，可以进一步提高对锡氧化物进行熔炼处理的效率。
根据本实用新型的具体实施例，锡氧化物、含碳物质和添加剂的质量比可以为100：(15-30)：(5-15)。发明人发现，当含碳物质的加入量过少时，在熔炼处理过程中不能使锡氧化物充分还原，进而影响锡的回收率，而当含碳物质的加入量过多时，并不能进一步提高锡的回收率，还会造成原料浪费；而当添加剂的加入量过少时，无法充分还原锡氧化物，当添加剂的加入量过多时，有过多残留在还原后物料中，造成物料浪费。由此，本实用新型中通过控制锡氧化物、含碳物质和添加剂的质量比为100：(15-30)：(5-15)，不仅可以进一步提高对锡氧化物进行熔炼处理的效率，还可以使锡氧化物被充分还原，并显著提高锡的回收率以及粗锡产品的品位。
根据本实用新型的具体实施例，熔炼处理可以在1280-1400摄氏度的温度下进行1.5-2小时完成。由此，可以使锡氧化物在熔炼处理过程中被充分还原，进而进一步提高锡的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，通过采用本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的系统，可以使制备得到的粗锡中锡的含量达到98％以上。
根据本实用新型的具体实施例，熔炼装置600可以为矿热炉或电炉，由此，可以进一步提高熔炼处理的效率。
精炼装置700
根据本实用新型的实施例，精炼装置700具有粗锡产物入口710、电解原液入口720、金属锡出口730和电解废液出口740，粗锡产物入口710与粗锡产物出口640相连，且适于对粗锡产物进行电解精炼处理，以便得到金属锡。
根据本实用新型的具体实施例，可以采用酸性电解液对粗锡进行电解精炼处理，电解精炼处理的电流密度可以为100-150A/m2，槽电压可以为0.2-0.4V。本实用新型中通过控制上述电解精炼处理，可以使粗锡中的锡金属在阳极溶解到电解液中，同时Sn2+离子在阴极还原生成金属，进而使锡与杂质分离，得到纯度高达99.5％以上金属锡。
为了方便理解本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的系统，下面对利用上述处理含锡锌铁矿的系统处理含锡锌铁矿的方法进行详细描述。
根据本实用新型的具体实施例，如图3所示，处理含锡锌铁矿的方法包括：
(1)对含锡锌铁矿进行第一还原焙烧处理，以便得到脱锡焙烧产物和含锡烟尘；(2)对脱锡焙烧产物进行氧化焙烧处理，以便得到脱硫焙烧产物并回收含硫烟气；(3)将脱硫焙烧产物与含碳物质混合并进行第二还原焙烧处理，以便得到还原焙烧产物并回收氧化锌粉尘；(4)对还原焙烧产物进行渣铁分离处理，以便得到金属铁和尾渣；(5)对含锡烟尘进行浸出处理，以便得到含锌浸出液和锡氧化物；(6)将锡氧化物、含碳物质和添加剂均匀混合并进行熔炼处理，以便得到粗锡产物；以及(7)对粗锡产物进行电解精炼处理，以便得到金属锡。
发明人发现，含锡锌铁矿中的锌主要以ZnS的形式存在，而ZnS在还原气氛中基本稳定存在，因此在初期还原阶段大多留在铁矿中，少量的Zn会被还原挥发；但是含锡锌铁矿中的锡基本以锡石(SnO2)的形式存在，在低于1200摄氏度的条件下，Sn和SnO2不能挥发，只有气态的SnO才是锡挥发的主要形态。本实用新型中通过首先对含锡锌铁矿进行第一还原焙烧处理，可以使含锡锌铁矿中的SnO2发生还原反应生成SnO，进而实现锡的挥发脱除，再分别对第一还原焙烧处理得到的脱锡焙烧产物和含锡烟尘进行处理，一方面，可以通过对脱锡焙烧产物进行氧化焙烧处理，使ZnS被氧化为ZnO，硫元素则以气态形式挥发，再对脱硫焙烧产物进行第二还原焙烧处理，使ZnO被还原为Zn，Zn在高温下挥发逸出，通过烟尘回收得到ZnO粉尘，实现锌铁分离和锌的回收，接着对还原焙烧产物进行渣铁分离处理，可以最终得到金属铁；另一方面，通过依次对含锡烟尘进行浸出处理、熔炼处理和电解精炼处理，还可以最终得到高品质的金属锡。由此，通过采用本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的方法，可以实现含锡锌铁矿中锡、锌和铁元素的分别回收。
下面参考图3对本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的方法进行详细描述。
根据本实用新型的具体实施例，步骤(1)中，第一还原焙烧处理可以在一氧化碳浓度为20-40体积％的还原气氛中进行的。发明人发现，SnO2的还原反应主要是通过与CO进行还原反应SnO2+CO＝SnO↑+CO2完成的，当温度为950摄氏度时，SnO稳定存在的CO平衡浓度范围为13-17.5％，而在实际还原过程中，还原焙烧装置内部的CO浓度远低于还原气氛中的CO浓度，本实用新型中通过控制还原气氛中CO浓度为20-40体积％，不仅可以进一步提高锡的还原挥发效率，实现锡与锌和铁的分离，还能进一步提高锡的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，第一还原焙烧处理的温度可以为950-1100摄氏度，焙烧时间可以为15-30分钟。发明人发现，若第一还原焙烧处理的温度过低，SnO2还原生成的SnO无法稳定存在，影响锡的挥发效果；而若还原焙烧处理的温度过高，则会出现过还原现象，SnO2逐渐被还原成不能挥发金属Sn，由此，不仅影响SnO的挥发，还会降低锡的脱除效果和回收率。此外，若第一还原焙烧处理的时间过短，则SnO2不能够被完全还原并挥发，而若第一还原焙烧处理的时间过长，并不能进一步提高锡的脱除效果和回收率，还会造成能源浪费。由此，本实用新型中通过控制第一还原焙烧处理的温度为950-1100摄氏度，焙烧时间为15-30分钟，不仅可以进一步提高第一还原焙烧处理的效率，还可以使含锡锌铁矿中的SnO2被充分还原为SnO并挥发，进而实现锡与锌和铁的分离，并进一步提高锡的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，步骤(2)中，氧化焙烧处理可以在氧气浓度为20-30体积％的氧化气氛中进行，氧化焙烧处理的温度可以为600-800摄氏度，焙烧时间可以为15-30分钟。发明人发现，通过对脱锡铁矿进行氧化焙烧处理，可以使含锡锌铁矿中主要以ZnS形式存在的锌被氧化为氧化锌和二氧化硫，达到脱硫的目的，而ZnS在空气中加热至480摄氏度即缓慢氧化，反应如下：2ZnS+3O2＝2ZnO+2SO2，在600摄氏度以上时反应便激烈进行，但是若反应时间过短，则脱锡铁矿中的ZnS不能被充分氧化，若反应时间过长，并不能进一步提高锌的回收率，还会造成能源浪费；同时，若氧化焙烧处理过程中氧气的浓度过低，ZnS无法充分反应生成ZnO，导致在后续第二还原焙烧处理过程中锌无法充分挥发，影响锌的回收率。由此，本实用新型中通过控制氧化焙烧处理时氧化气氛中氧气浓度为20-30体积％，氧化焙烧处理的温度为600-800摄氏度，焙烧时间为15-30分钟，不仅可以进一步提高氧化焙烧处理的效率并获得SO2气体和脱硫铁矿，实现锌与铁的分离，还可以进一步提高锌的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，可以回收含硫烟气并用于制酸，由此，不仅可以避免对环境造成污染，还可以进一步提高含锡锌铁矿的综合利用率。
根据本实用新型的具体实施例，含碳物质中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值可以为(1.2-1.5)：1。发明人发现，含碳物质中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值过小时，即含碳物质的加入量过少，脱硫焙烧产物中的ZnO及铁氧化物不能被充分还原，影响锌和铁的回收率，而若含碳物质中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值过大，则会过多残留在物料中，不仅会影响金属铁颗粒的聚集，还会造成物料浪费。因此，本实用新型中通过控制含碳物质中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值为(1.2-1.5)：1，不仅可以使脱硫焙烧产物中的ZnO和铁氧化物被充分还原，进而实现锌和铁的分离，并进一步提高锌和铁的回收率，还能提高原料的利用率。
根据本实用新型的具体实施例，步骤(3)中，第二还原焙烧处理在惰性气氛或弱还原气氛条件下进行，第二还原焙烧处理的温度为1150-1250摄氏度，焙烧时间为20-40分钟。本实用新型中通过采用上述第二还原焙烧处理处理的条件，不仅可以有效避免含碳物质的燃烧，使含碳物质尽可能多的用于铁氧化物和锌氧化物的还原，还能使铁氧化物和锌氧化物在上述还原焙烧条件下被充分还原为单质，同时金属锌在上述焙烧温度下充分挥发，由此，可以进一步提高锌和铁的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，步骤(3)中，第二还原焙烧处理可以优选在N2、Ar等惰性气体气氛或者CO体积浓度为1500-3000ppm的弱还原性气氛下进行。本实用新型中通过在上述气氛下进行第二还原焙烧处理，可以进一步使含碳物质作为还原剂使用，进而能够进一步提高第二还原焙烧处理的效率以及锌和铁的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，发明人发现，含锡锌铁矿中的少量锌在第一还原焙烧处理过程中会被还原挥发，使回收的含锡烟尘中含有少量的锌。本实用新型中通过对含锡烟尘进行浸出处理，可以有效除去含锡烟尘中的锌，进而得到纯净的锡氧化物。
根据本实用新型的具体实施例，步骤(5)中，可以采用硫酸溶液和/或NH3-NH4C1溶液对含锡烟尘进行浸出处理，使含锡烟尘中的锌氧化物生成可溶性的ZnSO4或者[Zn(NH3)4]2+离子，从而可以除去含锡烟尘中的少量锌，进而得到纯净的锡氧化物。
根据本实用新型的具体实施例，浸出处理的液固质量比可以为(4-5)：1。本实用新型中通过控制浸出处理的液固质量比为(4-5)：1，不仅可以使含锡烟尘中的锌被充分浸出，还能进一步提高浸出处理的效率。
根据本实用新型的具体实施例，步骤(6)中，添加剂可以为石灰石、石英砂等。本实用新型中通过熔分处理过程中加入上述添加剂，可以改善熔渣的流动性，由此，可以进一步提高对锡氧化物进行熔炼处理的效率。
根据本实用新型的具体实施例，步骤(6)中，锡氧化物、含碳物质和添加剂的质量比可以为100：(15-30)：(5-15)。发明人发现，当含碳物质的加入量过少时，在熔炼处理过程中不能使锡氧化物充分还原，进而影响锡的回收率，而当含碳物质的加入量过多时，并不能进一步提高锡的回收率，还会造成原料浪费；而当添加剂的加入量过少时，无法充分还原锡氧化物，当添加剂的加入量过多时，有过多残留在还原后物料中，造成物料浪费。由此，本实用新型中通过控制锡氧化物、含碳物质和添加剂的质量比为100：(15-30)：(5-15)，不仅可以进一步提高对锡氧化物进行熔炼处理的效率，还可以使锡氧化物被充分还原，并显著提高锡的回收率以及粗锡产品的品位。
根据本实用新型的具体实施例，步骤(6)中，熔炼处理可以在1280-1400摄氏度的温度下进行1.5-2小时完成。由此，可以使锡氧化物在熔炼处理过程中被充分还原，进而进一步提高锡的回收率。
根据本实用新型的具体实施例，通过采用本实用新型上述实施例的处理含锡锌铁矿的方法，可以使制备得到的粗锡中锡的含量达到98％以上。
根据本实用新型的具体实施例，步骤(7)中，可以采用酸性电解液对粗锡进行电解精炼处理，电解精炼处理的电流密度可以为100-150A/m2，槽电压可以为0.2-0.4V。本实用新型中通过控制上述电解精炼处理，可以使粗锡中的锡金属在阳极溶解到电解液中，同时Sn2+离子在阴极还原生成金属，进而使锡与杂质分离，得到纯度高达99.5％以上金属锡。
实施例1
含锡锌铁精矿中TFe含量为63.51％，FeO含量为26.54％，Sn为含量0.25％，Zn含量为0.21％，S含量为0.18％。
(1)在CO体积浓度20％的气氛下对含锡锌铁矿进行第一还原焙烧处理，焙烧温度为950℃，焙烧时间为30min，铁矿中的锡和少量锌被还原挥发，得到脱锡焙烧产物和含锡烟尘；
(2)将脱锡焙烧产物在空气气氛下进行氧化焙烧处理，得到脱硫焙烧产物，其中焙烧温度为600℃，焙烧时间为30min，且在此过程中硫元素以气态形式挥发，通过烟气回收，用于制酸；
(3)将脱硫焙烧产物与固定碳含量82.66％的无烟煤按照质量比为100：30(无烟煤中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值约为1.2)进行混合成型后，在N2惰性气体下进行第二还原焙烧处理，得到还原焙烧产物，其中，焙烧温度为1150℃，焙烧时间为40min，且在此过程中氧化锌还原并挥发，回收烟气可获得Zn品位为56.87％的氧化锌粉尘；
(4)采用磨矿磁选工艺对还原焙烧产物进行渣铁分离处理，获得金属铁粉和尾渣，其中金属铁粉的铁品位为90.05％，铁的回收率为88.79％；
(5)采用浓度20％的硫酸溶液对含锡烟尘进行浸出处理，得到含锌浸出液和纯净的锡氧化物，其中，硫酸溶液与含锡烟尘的液固比为4:1，酸浸温度为55℃，时间为1.2小时；
(6)将锡氧化物、焦炭、石英砂和石灰石按照100:15:2:3的质量比均匀混合并在1280℃下熔炼处理2h，获得锡纯度为98.24％的粗锡产物；
(7)在酸性电解液中对粗锡产物进行电解精炼，控制一定的电流密度(100-150A/m2)及槽电压(0.2-0.4V)，获得纯度为99.59％的金属锡。
实施例2
含锡锌铁精矿中TFe含量为65.23％，FeO含量为26.54％，Sn含量为0.36％，Zn含量为0.27％，S含量为0.23％。
(1)在CO体积浓度30％的气氛下对含锡锌铁矿进行第一还原焙烧处理，焙烧温度为1050℃，焙烧时间为23min，铁矿中的锡和少量锌被还原挥发，得到脱锡焙烧产物和含锡烟尘；
(2)将脱锡焙烧产物在氧气浓度为25体积％的气氛下进行氧化焙烧处理，得到脱硫焙烧产物，其中焙烧温度为700℃，焙烧时间为22min，且在此过程中硫元素以气态形式挥发，通过烟气回收，用于制酸；
(3)将脱硫焙烧产物与固定碳含量75.67％的无烟煤按照质量比为100：37(无烟煤中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值约为1.35)进行混合成型后，在CO体积浓度为1500ppm的气氛下进行第二还原焙烧处理，得到还原焙烧产物，其中，焙烧温度为1200℃，焙烧时间为30min，且在此过程中氧化锌还原并挥发，回收烟气可获得Zn品位为55.62％的氧化锌粉尘；
(4)采用熔分工艺对还原焙烧产物进行渣铁分离处理，获得金属铁块和尾渣，其中金属铁粉的铁品位为95.42％，铁的回收率为93.77％；
(5)采用浓度30％的NH3+NH4Cl复合溶液对含锡烟尘进行浸出处理，得到含锌浸出液和纯净的锡氧化物，其中，NH3+NH4Cl复合溶液与含锡烟尘的液固比为5:1，浸出处理温度为60℃，时间为1.0小时；
(6)将锡氧化物与还原煤、石英砂和石灰石按照100:20:5:7的质量比均匀混合并在1340℃下熔炼处理1.75h，获得锡纯度为98.31％的粗锡产物；
(7)在酸性电解液中对粗锡产物进行电解精炼，控制一定的电流密度(100-150A/m2)及槽电压(0.2-0.4V)，获得纯度为99.60％的金属锡。
实施例3
含锡锌铁精矿中TFe含量为65.70％，Sn含量为0.28％，Zn含量为0.17％，S含量为0.09％。
(1)在CO体积浓度40％的气氛下对含锡锌铁矿进行第一还原焙烧处理，焙烧温度为1100℃，焙烧时间为15min，铁矿中的锡和少量锌被还原挥发，得到脱锡焙烧产物和含锡烟尘；
(2)将脱锡焙烧产物在氧气浓度为30体积％的气氛下进行氧化焙烧处理，得到脱硫焙烧产物，其中焙烧温度为800℃，焙烧时间为15min，且在此过程中硫元素以气态形式挥发，通过烟气回收，用于制酸；
(3)将脱硫焙烧产物与固定碳含量79.05％的无烟煤按照质量比为100：40(无烟煤中碳的摩尔数与含锡锌铁矿中锌和铁的总摩尔数的比值约为1.5)进行混合成型后，在CO体积浓度为3000ppm的气氛下进行第二还原焙烧处理，得到还原焙烧产物，其中，焙烧温度为1250℃，焙烧时间为20min，且在此过程中氧化锌还原并挥发，回收烟气可获得Zn品位为50.34％的氧化锌粉尘；
(4)采用熔分工艺对还原焙烧产物进行渣铁分离处理，获得金属铁块和尾渣，其中金属铁粉的铁品位为94.97％，铁的回收率为95.06％；
(5)采用浓度30％的硫酸溶液对含锡烟尘进行浸出处理，得到含锌浸出液和纯净的锡氧化物，其中，硫酸溶液与含锡烟尘的液固比为4.5:1，浸出处理温度为50℃，时间为1.5小时；
(6)将锡氧化物与生物质炭、石英砂和石灰石按照100:30:7:8的质量比均匀混合并在1400℃下熔炼处理1.5h，获得锡纯度为98.67％的粗锡产物；
(7)在酸性电解液中对粗锡产物进行电解精炼，控制一定的电流密度(100-150A/m2)及槽电压(0.2-0.4V)，获得纯度为99.69％的金属锡。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种处理含锡锌铁矿的系统，其特征在于，包括：
第一还原焙烧装置，所述第一还原焙烧装置具有含锡锌铁矿入口、脱锡焙烧产物出口和含锡烟尘出口；
氧化焙烧装置，所述氧化焙烧装置具有脱锡焙烧产物入口、脱硫焙烧产物出口和含硫烟气出口，所述脱锡焙烧产物入口与所述脱锡焙烧产物出口相连；
第二还原焙烧装置，所述第二还原焙烧装置具有脱硫焙烧产物入口、第一含碳物质入口、还原焙烧产物出口和氧化锌粉尘出口，所述脱硫焙烧产物入口与所述脱硫焙烧产物出口相连；
渣铁分离装置，所述渣铁分离装置具有还原焙烧产物入口、金属铁出口和尾渣出口，所述还原焙烧产物入口与所述还原焙烧产物出口相连；
浸出装置，所述浸出装置具有含锡烟尘入口、浸出原液入口、含锌浸出液出口和锡氧化物出口，所述含锡烟尘入口与所述含锡烟尘出口相连；
熔炼装置，所述熔炼装置具有锡氧化物入口、第二含碳物质入口、添加剂入口和粗锡产物出口，所述锡氧化物入口与所述锡氧化物出口相连；
精炼装置，所述精炼装置具有粗锡产物入口、电解原液入口、金属锡出口和电解废液出口，所述粗锡产物入口与所述粗锡产物出口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括破碎装置，所述破碎装置与所述第一还原焙烧装置的含锡锌铁矿入口相连。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一还原焙烧装置为转底炉或回转窑。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氧化焙烧装置为隧道窑、回转窑、转底炉或旋转床。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二还原焙烧装置为转底炉、马弗炉或回转窑。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述渣铁分离装置为磨矿-磁选装置或熔分装置。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述熔炼装置为矿热炉或电炉。
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