有色冶金概论-锡冶金PPT课件
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有色金属冶金技术讲座ppt有色金属冶金技术基础知识讲座36691
金属
加工处理
（1）化学冶金:
（2）物理冶金：
3.有色冶金的任务：把要提取的金属从成分复杂的矿物集合体中 分离出来，得到粗金属产品（粗炼），再将粗金属进行提纯得到 合格的精炼金属产品（精炼）。
4.冶金过程：应用各种化学方法或物理化学方法使原料中的主要 金属与其他金属或非金属元素化合物分开，以获得纯度较高的金 属。 （1）炼前处理 （2）粗炼 （3）精炼
b.置换法、负电金属
正电金属。如
CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
c.水解法、金属盐类
氢氧化物(碱性
盐类)
如
NaAlO2+2H2O=Al(OH)3 +NaOH
d.化学沉积法、金属化合物
金属难溶盐。如
Ag2SO4+NaCl=2AgCl+Na2SO4
三、几种常用的冶金炉
1.竖炉：用于矿物原料的焙烧、锻烧及熔炼等方面。如炼 Cu、Pb、Sn、 Ni、Sb的鼓风炉、Sb、Hg焙烧炉、炼Mg 工业的竖式氯化炉等。
①还原熔炼、金属氧化物（焙砂、烧结块）→还原气氛 熔炼→粗金属。
SnO2+CO=SnO+CO2 SnO+CO=Sn+CO2
②氧化熔炼、利用某些元素易氧化的特性，除去合金中的 杂质。 2FeS+3O2=2FeO+SO2
③造锍熔炼、如氧化镍矿炼镍锍 FeO+CaS=FeS+CaO
3NiO+3CaS=Ni3S2+3CaO+½S2 3NiO+3FeS=Ni3S2+3FeO+½S2 ④沉淀熔炼（置换熔炼）、如炼锑 Sb2S3+Fe=2Sb+3FeS
冶金概论[1]
![冶金概论[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/1ba1e6b4b14e852458fb57d1.png)
结构钢 工具钢
特殊性能钢
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冶金概论[1]
（3）铁合金：
铁与一种或几种元素组成的中间合金，用于炼钢脱氧及合金化
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冶金概论[1]
2)钢铁副产品
(1)炉渣 炉料冶炼过程中不能进到金属中的S-化物,O-化物
等形成的熔融体,主要成分: CaO,MgO,SiO2, Al2O3,MnO,FeO, P2O5, CaS 等。
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冶金概论[1]
3）我国能源使用情况
据资料统计,我国的能源开采回收率 只有32%, 能源加工、转换和储存的 效率为70.3%, 终端能源利用率平均为 42%, 这表示所生产能源中得到利用 的只占29%。
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冶金概论[1]
4）我国单位产值能耗
据资料统计，我国每百万美元的单位 产 值 能 耗 为 1172 吨 油 当 量 ， 远 高 于 日 本（162）、德国（229）、英国（292） 和美国（384）等发达国家的数值，也 远高于世界平均水平（397）。
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冶金概论[1]
中国冶金的辉煌历史
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冶金概论[1]
1.4 现代冶金过程—冶炼过程
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冶金概论[1]
现代冶金过程—轧钢过程
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冶金概论[1]
1.5 钢铁产品及副产品
1)钢铁冶炼产品
（1）生铁：
炼钢生铁[Si]≤1.25%
铁与C、Si、Mn、P、S组成的合金，主要由高炉生产
• 矿产资源人均占有量只有世界平均水平的 58%，排世界第53位;
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冶金概论[1]
在13种主要金属原料的地区分布前五位排名上，我 国除锡（占14.8%）和钼（占6.0%）外，其余都榜上 无名。
锡冶金
煤灰状的“灰锡”。 迅速冷去的锡形成粗大的树枝状结晶。锡条弯曲时，由于双晶 作用会发生“锡鸣”。
锡的展性好，可制成0.04mm的锡箔，延性差，不能拉丝。
6.1.2.化学性质 锡有+2和+4两种价态，+4价化合物是稳定化合物，+2价 化合物能够氧化成+4价化合物。
常温时锡在空气中稳定，故锡用于镀锡钢板。锡不与水反 应，可用于制造纯水的冷凝器。
6.2.4.1.5 加铝除砷、锑 利用铝和砷、锑生成高熔点化合物AlAs，AlSb，此种化合物 不溶于锡液，且密度小，上浮在锡液表面。铝不与锡反应， 且在锡中能充分溶解。可通过搅拌使锡液中残余铝氧化造渣 除去。 AlAs遇水容易产生剧毒的AsH3气体： AlAs+3H2O=Al(OH)3+AsH3
6.2.4.2 粗锡的电解精炼 通常粗锡采用火法精炼，火法适合处理含锡高，杂质量低的 粗锡。如果粗锡杂质含量高，需进行电解精炼。一般含杂质 铋、锑和贵金属金银等多的粗锡，多采用电解精炼。 6.2.4.2.1 电解精炼的工艺特点 同火法精炼相比，作业流程短，可在一次作业中将大部分杂 质除去，产出高纯锡；电解过程只产生阳极泥，杂质进入阳 极泥，锡的回收率高。 该法的缺点为产品在生产过程中滞留时间长，锡产品周转速 度慢，积压多。因此，投资费用高。发展受到限制。 6.2.4.2.1 电解精炼的工艺特点 酸性电解和碱性电解。
6.2.4.1.2 凝析法除铁 将熔析法除铁后的锡液降温，控制温度493~572K，铁由于 溶解度减小而成固体析出，锡液中残留的砷也会析出。 工业上主要主要采用吹气法、加粉煤或锯木屑的方法。为了 加强分离效果，还采用了离心过滤机。
6.2.4.1.3 加硫除铜： 根据铜对硫的亲和力大于锡的特性，加入硫生成不溶于锡液 的高熔点硫化亚铜，硫化亚铜比锡轻，浮于表面成为铜渣而 除去。
第八次课锡冶金
第八次课锡冶金
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2020/12/11
第八次课锡冶金
•第 一 章 •锡的一般知识
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第八次课锡冶金
• • 锡是人类最早生产和使用的金属之一，始终与人类技术进步相关联。
• 我国锡矿资源十分丰富，是世界上锡矿探明储量最多的国家。 •
我国的锡矿在地区分布上极不均衡，主要集中分布在云南南部、广西 东北部和西北部。
• 二硫化锡（SnS2）
•SnS+2O2 =SnO2＋SO2
•
二硫化锡为金黄色片状三方晶体，俗称“金箔”， 一般采用干
法制备，例如在500～600℃加热金属锡、元素硫和氯化铵的混合物即可
获得二硫化锡。 仅在低温下稳定，高于520 ℃即分解。
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第八次课锡冶金
•3、锡的氯化物
四氯化锡(SnCl4)
•2、化学性质
锡有+2和+4两种化合价。锡的+2价化合物不稳定，容易被氧化成 稳定的＋4价化合物。
锡在常温下与水、水蒸气和二氧化碳被均无作用。但在610℃以上 时，锡与二氧化碳反应生成二氧化锡。
锡的标准电极电位（Sn2+/Sn）为-0.136V，但由于氢在金属锡上的 超电压较高，所以锡与稀的无机酸作用缓慢，而与许多有机酸是 实际上没有作用。
•
SnO2容易被CO和H2等还原。
•2SnO ↔ Sn + SnO2
•SnO2(s) + Sn = 2SnO(g)
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第八次课锡冶金
•2、锡的硫化物
硫化亚锡(SnS)
•
硫化亚锡密度5.08、熔点880℃、沸点1230 ℃ 。其重要的性质是
其挥发性，硫化亚锡高温下不易分解。
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2020/12/11
第八次课锡冶金
•第 一 章 •锡的一般知识
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第八次课锡冶金
• • 锡是人类最早生产和使用的金属之一，始终与人类技术进步相关联。
• 我国锡矿资源十分丰富，是世界上锡矿探明储量最多的国家。 •
我国的锡矿在地区分布上极不均衡，主要集中分布在云南南部、广西 东北部和西北部。
• 二硫化锡（SnS2）
•SnS+2O2 =SnO2＋SO2
•
二硫化锡为金黄色片状三方晶体，俗称“金箔”， 一般采用干
法制备，例如在500～600℃加热金属锡、元素硫和氯化铵的混合物即可
获得二硫化锡。 仅在低温下稳定，高于520 ℃即分解。
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第八次课锡冶金
•3、锡的氯化物
四氯化锡(SnCl4)
•2、化学性质
锡有+2和+4两种化合价。锡的+2价化合物不稳定，容易被氧化成 稳定的＋4价化合物。
锡在常温下与水、水蒸气和二氧化碳被均无作用。但在610℃以上 时，锡与二氧化碳反应生成二氧化锡。
锡的标准电极电位（Sn2+/Sn）为-0.136V，但由于氢在金属锡上的 超电压较高，所以锡与稀的无机酸作用缓慢，而与许多有机酸是 实际上没有作用。
•
SnO2容易被CO和H2等还原。
•2SnO ↔ Sn + SnO2
•SnO2(s) + Sn = 2SnO(g)
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第八次课锡冶金
•2、锡的硫化物
硫化亚锡(SnS)
•
硫化亚锡密度5.08、熔点880℃、沸点1230 ℃ 。其重要的性质是
其挥发性，硫化亚锡高温下不易分解。
有色金属冶金技术基础知识讲座25页PPT
有色金属冶金技术基础知识讲座
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
有色金属冶金基础理论(PPT 102页)
16
（2）电解质体系的活度系数计算方法 ① 电解质活度aB与离子平均活度a±
浸出介质一般为电解质体系，盐类化合物电离为 离子。
MZ+nXZ-n==ZMn++ZXnZ+n,Z-n分别代表氧离子和阴离子数目 溶质MZ+nXZ-n的活度
a±Z=a+Z+×a-Z-；Z=Z++Z同样活度系数表示为
r±=(r+Z+×r-Z-)1/Z 用mol浓度单位表示活度
Sb3+
Sb3+ （无变化）
Fe3+
Fe2+ （还原）
S2-
S0 （氧化）
③ 细菌作用下的黄铜矿氧化浸出反应
CuFeS2+4O2====CuSO4+FeSO4
S2- S+6 （氧化); O0
O2- (还原）
8
（4）有络合物生成的化学溶解反应 金属元素在发生上述反应的同时生成络合
物进入溶液。如红土矿还原焙烧产物的氨 浸出反应： Ni(s)+NH3+CO2+1/2O2=Ni(NH3)n2++CO32Co(s)+NH3+CO2+1/2O2=Co(NH3)n2++CO32上述中Ni(NH3)n2+络合物n代表的是Ni的配位 数。
15
又知： ⊿GoT= -nRTlnK 即，K越大，反应趋势越强。
在浸出的实践中，体系是复杂的，经常偏离拉 乌尔定律（正偏差r>1；负偏差r<1) ，此时活度系 数难求出，有时用表观平衡常数KC判定浸出反应 发生的可能性与反应限度。
Kc=[D]d/ [B]b K=aDd/×aBb =rDd×[D]d/ rBb×[B]b =KC rDd/ rBb
（2）电解质体系的活度系数计算方法 ① 电解质活度aB与离子平均活度a±
浸出介质一般为电解质体系，盐类化合物电离为 离子。
MZ+nXZ-n==ZMn++ZXnZ+n,Z-n分别代表氧离子和阴离子数目 溶质MZ+nXZ-n的活度
a±Z=a+Z+×a-Z-；Z=Z++Z同样活度系数表示为
r±=(r+Z+×r-Z-)1/Z 用mol浓度单位表示活度
Sb3+
Sb3+ （无变化）
Fe3+
Fe2+ （还原）
S2-
S0 （氧化）
③ 细菌作用下的黄铜矿氧化浸出反应
CuFeS2+4O2====CuSO4+FeSO4
S2- S+6 （氧化); O0
O2- (还原）
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（4）有络合物生成的化学溶解反应 金属元素在发生上述反应的同时生成络合
物进入溶液。如红土矿还原焙烧产物的氨 浸出反应： Ni(s)+NH3+CO2+1/2O2=Ni(NH3)n2++CO32Co(s)+NH3+CO2+1/2O2=Co(NH3)n2++CO32上述中Ni(NH3)n2+络合物n代表的是Ni的配位 数。
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又知： ⊿GoT= -nRTlnK 即，K越大，反应趋势越强。
在浸出的实践中，体系是复杂的，经常偏离拉 乌尔定律（正偏差r>1；负偏差r<1) ，此时活度系 数难求出，有时用表观平衡常数KC判定浸出反应 发生的可能性与反应限度。
Kc=[D]d/ [B]b K=aDd/×aBb =rDd×[D]d/ rBb×[B]b =KC rDd/ rBb
有色金属冶金课件
某锌矿的湿法冶炼技术改造
总结词
通过将原有的火法冶炼技术改造为湿法冶炼技术，有 效提高了锌的回收率和生产效率，降低了生产成本。
详细描述
该锌矿原有的冶炼技术为火法冶炼，但存在一些问题， 如锌的回收率不高、生产效率低下等。为了解决这些 问题，我们对冶炼技术进行了改造，将其变为湿法冶 炼。具体措施包括：采用新型高效的浸出和萃取设备 和技术、优化湿法冶炼工艺参数、采用新型高效的耐 腐蚀材料等。经过改造后，锌的回收率得到了显著提 高，生产效率也得到了较大提升，同时生产成本得到 了有效降低。
铝冶金化学反应：铝冶金主要涉及的 化学反应包括氧化还原反应、沉淀反 应和电化学反应。其中，氧化还原反 应是铝土矿中的氧化铝与碳反应生成 氧化铝和二氧化碳的过程；沉淀反应 是氧化铝与碳酸钠反应生成氢氧化铝 和碳酸钠的过程；电化学反应则是将 铝离子还原为金属铝的过程。
铝冶金物理过程：铝冶金物理过程包 括矿石破碎、磨细、浮选、熔炼、电 解等步骤。其中，矿石破碎是将大块 矿石破碎成小块，便于后续处理；磨 细是将矿石细磨成粉末，提高反应效 率；浮选是将矿石中的有用成分与杂 质分离；熔炼是将矿石中的氧化铝和 碳在高温下反应生成液态的氧化铝； 电解则是将液态的氧化铝在电流的作 用下还原为金属铝。
有色金属冶金课件
• 有色金属冶金概述 • 铜冶金
• 有色金属冶金的挑战与前景 • 有色金属冶金案例分析
目录
PART 01
有色金属冶金概述
定义与分类
定义
有色金属冶金是指通过一系列物理和 化学过程，从矿石或精矿中提取和纯 化有色金属及其化合物的过程。
分类
根据提取的金属种类，有色金属冶金 可分为轻金属冶金、重金属冶金、稀 土金属冶金等。
THANKS
第八次课锡冶金
焙烧的另一个目的，是将物料烧结变成烧结块。但现时很少在 鼓风炉中熔炼锡精矿，因此，这种焙烧形式很少采用。
1、锡精矿焙烧的理论基础
（一）锡精矿中硫、砷、锑等硫化物的热离解
锡精矿中各种硫化物受热时将发生热离解，其主要反应如下：
FeS2(s)＝FeS(s) + 1/2S2 2CuFeS2(s)＝Cu2S(s) + 2FeS(s) + 1/2S2 CuS(s)＝Cu2S(s) + 1/2S2 4FeAsS(s)＝4FeS(s) + As4 FeAs2(s)＝4FeAs(s) + 1/4As4
•
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.1920.10.1903:5903:59:5203:59:52Oc t-20
•
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月19日 星期一3时59分 52秒M onday, October 19, 2020
•
相信相信得力量。20.10.192020年10月 19日星 期一3时59分52秒20.10.19
锡精矿还原熔炼一般是采用固体碳质燃料作为还பைடு நூலகம்剂， 还原过程从表面上看似乎是下面简单的固相反应：
实际是由下面两个连续的气一固反应 所组成：
开始还原温 度 TA=630℃
2、还原动力学
3、 伴生金属及其还原
第三类杂质是比锡容易还原的氧化物，它们包括铜、铅、铋、 砷、锑和银等。这些金属的氧化物在艾林汉图中位于SnO2（或 SnO)曲线之上，在还原熔炼的温度范围内，它们的标准生成自由 焓比SnO2（或SnO）大，所以在二氧化锡还原之前就已大量被还 原成金属而进入熔融粗锡中。
锡锭的化学成分
品号 代号 Sn/%
1、锡精矿焙烧的理论基础
（一）锡精矿中硫、砷、锑等硫化物的热离解
锡精矿中各种硫化物受热时将发生热离解，其主要反应如下：
FeS2(s)＝FeS(s) + 1/2S2 2CuFeS2(s)＝Cu2S(s) + 2FeS(s) + 1/2S2 CuS(s)＝Cu2S(s) + 1/2S2 4FeAsS(s)＝4FeS(s) + As4 FeAs2(s)＝4FeAs(s) + 1/4As4
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.1920.10.1903:5903:59:5203:59:52Oc t-20
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月19日 星期一3时59分 52秒M onday, October 19, 2020
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相信相信得力量。20.10.192020年10月 19日星 期一3时59分52秒20.10.19
锡精矿还原熔炼一般是采用固体碳质燃料作为还பைடு நூலகம்剂， 还原过程从表面上看似乎是下面简单的固相反应：
实际是由下面两个连续的气一固反应 所组成：
开始还原温 度 TA=630℃
2、还原动力学
3、 伴生金属及其还原
第三类杂质是比锡容易还原的氧化物，它们包括铜、铅、铋、 砷、锑和银等。这些金属的氧化物在艾林汉图中位于SnO2（或 SnO)曲线之上，在还原熔炼的温度范围内，它们的标准生成自由 焓比SnO2（或SnO）大，所以在二氧化锡还原之前就已大量被还 原成金属而进入熔融粗锡中。
锡锭的化学成分
品号 代号 Sn/%
有色冶金概论锌冶金课件
锌是重要的有色金属之一，广泛应用 于镀锌、合金制造、电池材料等领域 。其中，镀锌是锌最主要的用途，可 保护钢铁等金属免受腐蚀。
锌矿资源分布
全球锌矿资源丰富，主要分布在北美洲、欧洲、亚洲和非洲等地。中国的锌矿资 源也相当丰富，主要分布在云南、内蒙古、甘肃、辽宁、安徽等地。
锌矿类型主要包括闪锌矿、菱锌矿和异极矿等。
锌冶金的现状与前景
现状
目前，锌冶金主要采用火法和湿法两种工艺。火法工艺流程短，但能耗高、污染大；湿法工艺能耗低、产品质量 好，但流程长、成本高。随着环保要求的提高和技术的进步，湿法工艺在锌冶金中的应用逐渐增多。
前景
随着全球经济和科技的不断发展，锌的需求量将继续增长。未来，锌冶金技术将更加注重环保、节能和高效，例 如采用生物技术、电化学技术等新兴技术进行锌的提取和精炼。同时，寻找新的锌矿资源和提高锌矿采选效率也 是未来的重要发展方向。
锌电积技术
锌冶金过程控制技术
利用电解原理，将锌从溶液中电沉积出来 ，具有节能、减排的优点。
采用自动化、智能化技术，对锌冶金过程 进行实时监测与控制，提高生产效率和产 品质量。
锌冶金的新工艺
锌焙烧-浸出-电积工艺
将含锌物料进行焙烧、浸出处理，再通过电积得到金属锌 ，具有工艺流程短、能耗低的优势。
生物浸出-电积工艺
生态工业园区建设
建设生态工业园区，实现锌冶金企业之间的资源 共享、废弃物交换和协同处置，推动产业绿色发 展。
05 锌冶金的新技术与新工艺
锌冶金的新技术
锌湿法冶金技术
锌火法冶金技术
采用溶剂萃取、离子交换等手段，从含锌 物料中提取锌，具有高效、环保的优点。
通过高温熔炼含锌物料，利用锌与其他元 素的密度差异进行分离，具有资源利用率 高、生产成本低的特点。
锌矿资源分布
全球锌矿资源丰富，主要分布在北美洲、欧洲、亚洲和非洲等地。中国的锌矿资 源也相当丰富，主要分布在云南、内蒙古、甘肃、辽宁、安徽等地。
锌矿类型主要包括闪锌矿、菱锌矿和异极矿等。
锌冶金的现状与前景
现状
目前，锌冶金主要采用火法和湿法两种工艺。火法工艺流程短，但能耗高、污染大；湿法工艺能耗低、产品质量 好，但流程长、成本高。随着环保要求的提高和技术的进步，湿法工艺在锌冶金中的应用逐渐增多。
前景
随着全球经济和科技的不断发展，锌的需求量将继续增长。未来，锌冶金技术将更加注重环保、节能和高效，例 如采用生物技术、电化学技术等新兴技术进行锌的提取和精炼。同时，寻找新的锌矿资源和提高锌矿采选效率也 是未来的重要发展方向。
锌电积技术
锌冶金过程控制技术
利用电解原理，将锌从溶液中电沉积出来 ，具有节能、减排的优点。
采用自动化、智能化技术，对锌冶金过程 进行实时监测与控制，提高生产效率和产 品质量。
锌冶金的新工艺
锌焙烧-浸出-电积工艺
将含锌物料进行焙烧、浸出处理，再通过电积得到金属锌 ，具有工艺流程短、能耗低的优势。
生物浸出-电积工艺
生态工业园区建设
建设生态工业园区，实现锌冶金企业之间的资源 共享、废弃物交换和协同处置，推动产业绿色发 展。
05 锌冶金的新技术与新工艺
锌冶金的新技术
锌湿法冶金技术
锌火法冶金技术
采用溶剂萃取、离子交换等手段，从含锌 物料中提取锌，具有高效、环保的优点。
通过高温熔炼含锌物料，利用锌与其他元 素的密度差异进行分离，具有资源利用率 高、生产成本低的特点。
第八次课锡冶金(1)
第八次课锡冶金(1)
二、锡精矿的焙烧处理
锡精矿焙烧的目的:
主要除去砷、硫和锑。因为熔炼时硫会生成SnS而挥发，降低了 锡的直收率。砷、锑在熔炼时大部分进入粗锡，精炼除砷、锑产出 含锡高的浮渣。
焙烧的另一个目的，是将物料烧结变成烧结块。但现时很少在 鼓风炉中熔炼锡精矿，因此，这种焙烧形式很少采用。
锡精矿中的硫、砷、锑允许含量范围，有的资料指 出：富锡精矿不大于0.45％，贫锡精矿不大于0.8％，其 中砷和硫分别超过0.3％时，进行焙烧认为是合理的。
2696575 0.6
19938 0.53
14
190
290370 2624557
第2八5次2课锡冶金(1) 28134
（二）锡精矿中硫、砷、锑等硫化物的氧化
在有空气存在的条件下，所有硫化物或硫化物热离解的 产物都将被氧化，其反应为：
1/2S2＋O2＝SO2 2FeS(s)＋7/2O2＝Fe2O3(s)+2SO2 Cu2S(s)＋3/2O2＝Cu2O(s)+SO2
备，例如在500～600℃加热金属锡、元素硫和氯化铵的混合物即可获得 二硫化锡。 仅在低温下稳定，高于520 ℃即分解。
第八次课锡冶金(1)
3、锡的氯化物
四氯化锡(SnCl4) 四氯化锡常温为无色液体，容易挥发，易溶于水，也易被其他更负
电性的金属所置换。在溶液中可结晶出含不同结晶水的无色透明结晶： SnCl4·3H2O、 SnCl4·4H2O、SnCl4·5H2O和SnCl4·8(9)H2O。 氯化亚锡（SnCl2）
第八次课锡冶金(1)
氧化物硫酸化标准自由焓与温度的关系
由金属氧化物生成硫酸盐、砷酸 盐和锑酸盐的标准自由焓与温度的关 系可见：它们是放热反应，随温度的 升高盐的热稳定下降，或热离解的趋 势增大；恒定温度条件下，pSO2（或 pAs4O6或pSb4O6）和pO2增大，生成盐的 趋势增大，这些盐不具挥发性；反之， 这些盐将分解为氧化物。
二、锡精矿的焙烧处理
锡精矿焙烧的目的:
主要除去砷、硫和锑。因为熔炼时硫会生成SnS而挥发，降低了 锡的直收率。砷、锑在熔炼时大部分进入粗锡，精炼除砷、锑产出 含锡高的浮渣。
焙烧的另一个目的，是将物料烧结变成烧结块。但现时很少在 鼓风炉中熔炼锡精矿，因此，这种焙烧形式很少采用。
锡精矿中的硫、砷、锑允许含量范围，有的资料指 出：富锡精矿不大于0.45％，贫锡精矿不大于0.8％，其 中砷和硫分别超过0.3％时，进行焙烧认为是合理的。
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第2八5次2课锡冶金(1) 28134
（二）锡精矿中硫、砷、锑等硫化物的氧化
在有空气存在的条件下，所有硫化物或硫化物热离解的 产物都将被氧化，其反应为：
1/2S2＋O2＝SO2 2FeS(s)＋7/2O2＝Fe2O3(s)+2SO2 Cu2S(s)＋3/2O2＝Cu2O(s)+SO2
备，例如在500～600℃加热金属锡、元素硫和氯化铵的混合物即可获得 二硫化锡。 仅在低温下稳定，高于520 ℃即分解。
第八次课锡冶金(1)
3、锡的氯化物
四氯化锡(SnCl4) 四氯化锡常温为无色液体，容易挥发，易溶于水，也易被其他更负
电性的金属所置换。在溶液中可结晶出含不同结晶水的无色透明结晶： SnCl4·3H2O、 SnCl4·4H2O、SnCl4·5H2O和SnCl4·8(9)H2O。 氯化亚锡（SnCl2）
第八次课锡冶金(1)
氧化物硫酸化标准自由焓与温度的关系
由金属氧化物生成硫酸盐、砷酸 盐和锑酸盐的标准自由焓与温度的关 系可见：它们是放热反应，随温度的 升高盐的热稳定下降，或热离解的趋 势增大；恒定温度条件下，pSO2（或 pAs4O6或pSb4O6）和pO2增大，生成盐的 趋势增大，这些盐不具挥发性；反之， 这些盐将分解为氧化物。
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在锡的还原熔炼过程中，铁的还原是不可避免的。高温时， 铁在锡中的溶解度大，随着温度的下降，铁便从锡液中析出， 析出的块状晶体称为硬头。
在一定的还原条件下，还原出的铁（或加入的含铁物料） 可以作为锡的还原剂，因此精矿熔炼加入硬头和精炼浮渣等含 铁物料配料是合理的，但这个还原作用受到粗锡允许含铁量的 限制。粗锡含铁越低，炉渣含锡（SnO）越高。
是炼锡的主要矿物。锡矿石经选矿可得品位为30~60%的锡精矿。
➢6.3 炼锡原料及方法
✓6.3.3 炼锡方法 现代炼锡的方法主要是还原熔炼法(火法)。火法炼锡的生产
一般包括炼前处理、还原熔炼、炼渣和精炼四个主要过程。
锡还原熔炼的特点是分两段进行，第一段是熔炼精矿，在 比较弱的还原气氛和适当的温度条件下还原产出比较纯的粗锡 (含Fe<1%)，同时得到富含锡的炉渣，称为富渣，这是一次熔 炼；第二段熔炼富渣，在高温、强还原条件下加入石灰石等熔 剂还原产出硬头（铁和锡的合金）和贫渣，又称二次熔炼，得 到的硬头返回一次熔炼。这就是传统的两段熔炼法。
锡有三种同素异形体：灰锡(-锡)、白锡(-锡)和脆锡(-锡)。
从白锡转变为灰锡需要过冷至-30℃。一旦开始转变，即伴随有膨胀、 麻点、分裂产生，这种现象称为“锡疫”。
✓6.2.1.2 锡的化学性质
锡有+2和+4两种化合价，+2价不稳定，容易被氧化成稳定的+4 价。
常温下锡在空气中稳定，在常温下对许多气体和弱酸或弱碱的 耐腐蚀能力较强。温度高于150℃时，锡能与空气作用生成SnO和 SnO2，在赤热的高温下，锡迅速氧化挥发。
✓6.2.2 锡的用途
锡以制造马口铁（镀锡钢板）为主，占其消耗量40％左右；其 次为焊料，占其消耗量30％左右；再次是制造各种合金如青铜、黄 铜和巴比特合金等；第四种用途是镀锡和生产各种含锡化合物。
➢6.3 炼锡原料及方法
✓6.3.1 炼锡原料 有工业价值的锡矿物为锡石(SnO2)和黝锡矿加热精矿，此时发 生除硫、砷、锑的反应。
除硫是在氧化气氛条件下进行，除砷、锑必需采用氧化还 原焙烧。
➢6.3 炼锡原料及方法
(2)还原熔炼也称一次熔炼，主要目的是使锡的氧化物还原 成粗锡，同时控制铁的高价氧化物还原成FeO，并与脉石成分造 渣。因此，采取较弱的还原气氛和控制适当的温度条件下还原产 出比较纯的粗锡（含Fe＜1%），同时得到富含锡的炉渣，称为 富渣(含锡10%以上)，必需进一步熔炼。
➢6.3 炼锡方法
云锡Ausmelt熔炼工艺流程
➢6.3 炼锡原料及方法
(2)还原熔炼
SnO2被还原成金属锡，要经过SnO的阶段，SnO是易挥发 的化合物，不可避免的会有锡与SnO的挥发，而且还原生成的 金属锡在氧化气氛下也会生成SnO挥发，降低锡的直收率。
SnO是弱碱性物质，能与酸性氧化物如SiO2形成低熔点炉 渣，降低锡的直收率。
我国锡冶炼技术在很多方面居于世界先进水平：烟化炉硫 化挥法直接处理富锡炉渣已被世界各国炼锡厂广泛采用；以电 热连续结晶机脱除粗锡中的铅和铋，继之用真空蒸馏炉处理结 晶机的副产品粗焊锡，成为我国锡火法精炼的特色之一。电热 连续结晶机已成为锡火法精炼系统的标准设备，被誉为20世纪 锡冶金工业最重大的发明之一。
➢6.2 锡的性质、用途
✓6.2.1 锡的性质 ❖6.2.1.1 锡的物理性质
锡的原子序数为50，属第Ⅳ主族的元素，原子量为118.7，熔点 232℃，沸点2270℃。
锡是银白色的金属，新浇铸的锡锭表面常常生成金黄色的氧化 物膜。锡相对较软，具有良好的展性，可制成0.04mm的锡箔，但延 性很差，不能拉丝。锡条弯曲时，由于塑性变形引起孪晶作用而发 出断裂般响声，称为“锡鸣”。
有色冶金概论
——锡冶金
昆明理工大学冶金与能源工程学院
➢6.1 概述
我国炼锡厂大多采用“锡精矿还原熔炼-粗锡火法精炼-焊锡 电解或真空蒸馏-锡炉渣烟化处理”的工艺流程，使用的还原熔 炼设备主要是反射炉、电炉、回转短窑熔炼技术、卡尔多炉和 澳斯麦特炉，其中澳斯麦特炉最有广泛的工业应用前景。我国 锡冶炼工艺的特点是适于处理中等品位的锡精矿，并采用烟化 炉处理富锡炉渣以取代传统的二段熔炼法。
炉渣的熔炼已逐渐被烟化炉挥发所取代。
✓6.3.3 炼锡方法
➢6.3 炼锡原料及方法
(1)炼前处理是为了除去对冶炼有害的硫、砷、锑、铅、铋、 钨、铁等杂质，同时达到综合回收各有价金属的目的。炼前处理 的方法有精选、焙烧、酸浸等作业，工业上用的最多的是焙烧法。 焙烧设备主要有沸腾焙烧炉、多膛炉和回转窑，焙烧温度为 800～950℃。
SnO2 + 2CO = Sn + 2CO2
还原熔炼通常使用碳质还原剂。根据精矿中脉石成分不同， 采用石灰石（或石灰）或石英作为熔剂以造渣。
➢6.3 炼锡原料及方法
(2)还原熔炼
锡精矿还原熔炼所用的设备主要为奥斯麦特炉、反射炉、电 炉。电炉温度高，还原气氛强，既适于还原难熔精矿，又适于炼 渣，特别适宜于处理含铁比较少的锡精矿。
富渣的处理称为炼渣，也称二次熔炼，即将富渣加CaO 后在强还原条件下再熔炼，产出弃渣和硬头(铁锡合金)，硬头 返回第一段熔炼以回收其中的锡。这就是两段熔炼法。
➢6.3 炼锡原料及方法
（3）炉渣熔炼
弃渣和硬头采用烟化炉硫化挥发法处理，其原理主要是根 据硫化亚锡的很大的蒸气压力，在液态炉渣中吹入粉煤空气混 合物和加硫化剂(黄铁矿)，由于发生化学作用并强烈搅拌，使锡 成为硫化亚锡挥发，部分锡成氧化亚锡挥发，最后都以SnO2烟 尘形式被收集，烟尘返回一次熔炼。
锡在常温下与水、水蒸气和二氧化锡碳均无作用。但在610℃以 上时，锡与二氧化碳反应生成二氧化锡。
锡与碱性氧化物反应后可以形成锡酸盐。锡很容易与铁结合， 可以用来钢的防腐层。
碱溶液与锡反应生成锡酸盐和氢。 强酸与锡反应生成二价锡盐和氢，但硝酸与锡反应生成偏锡酸， 同时放出NH3、NO、NO2等。锡盐容易水解，也易被氧化。 锡 在 加 热 时 与 氯 生 成 SnCl2 和 SnCl4 ， 与 硫 生 成 SnS 、 SnS2 和 Sn2S3等化合物。
在一定的还原条件下，还原出的铁（或加入的含铁物料） 可以作为锡的还原剂，因此精矿熔炼加入硬头和精炼浮渣等含 铁物料配料是合理的，但这个还原作用受到粗锡允许含铁量的 限制。粗锡含铁越低，炉渣含锡（SnO）越高。
是炼锡的主要矿物。锡矿石经选矿可得品位为30~60%的锡精矿。
➢6.3 炼锡原料及方法
✓6.3.3 炼锡方法 现代炼锡的方法主要是还原熔炼法(火法)。火法炼锡的生产
一般包括炼前处理、还原熔炼、炼渣和精炼四个主要过程。
锡还原熔炼的特点是分两段进行，第一段是熔炼精矿，在 比较弱的还原气氛和适当的温度条件下还原产出比较纯的粗锡 (含Fe<1%)，同时得到富含锡的炉渣，称为富渣，这是一次熔 炼；第二段熔炼富渣，在高温、强还原条件下加入石灰石等熔 剂还原产出硬头（铁和锡的合金）和贫渣，又称二次熔炼，得 到的硬头返回一次熔炼。这就是传统的两段熔炼法。
锡有三种同素异形体：灰锡(-锡)、白锡(-锡)和脆锡(-锡)。
从白锡转变为灰锡需要过冷至-30℃。一旦开始转变，即伴随有膨胀、 麻点、分裂产生，这种现象称为“锡疫”。
✓6.2.1.2 锡的化学性质
锡有+2和+4两种化合价，+2价不稳定，容易被氧化成稳定的+4 价。
常温下锡在空气中稳定，在常温下对许多气体和弱酸或弱碱的 耐腐蚀能力较强。温度高于150℃时，锡能与空气作用生成SnO和 SnO2，在赤热的高温下，锡迅速氧化挥发。
✓6.2.2 锡的用途
锡以制造马口铁（镀锡钢板）为主，占其消耗量40％左右；其 次为焊料，占其消耗量30％左右；再次是制造各种合金如青铜、黄 铜和巴比特合金等；第四种用途是镀锡和生产各种含锡化合物。
➢6.3 炼锡原料及方法
✓6.3.1 炼锡原料 有工业价值的锡矿物为锡石(SnO2)和黝锡矿加热精矿，此时发 生除硫、砷、锑的反应。
除硫是在氧化气氛条件下进行，除砷、锑必需采用氧化还 原焙烧。
➢6.3 炼锡原料及方法
(2)还原熔炼也称一次熔炼，主要目的是使锡的氧化物还原 成粗锡，同时控制铁的高价氧化物还原成FeO，并与脉石成分造 渣。因此，采取较弱的还原气氛和控制适当的温度条件下还原产 出比较纯的粗锡（含Fe＜1%），同时得到富含锡的炉渣，称为 富渣(含锡10%以上)，必需进一步熔炼。
➢6.3 炼锡方法
云锡Ausmelt熔炼工艺流程
➢6.3 炼锡原料及方法
(2)还原熔炼
SnO2被还原成金属锡，要经过SnO的阶段，SnO是易挥发 的化合物，不可避免的会有锡与SnO的挥发，而且还原生成的 金属锡在氧化气氛下也会生成SnO挥发，降低锡的直收率。
SnO是弱碱性物质，能与酸性氧化物如SiO2形成低熔点炉 渣，降低锡的直收率。
我国锡冶炼技术在很多方面居于世界先进水平：烟化炉硫 化挥法直接处理富锡炉渣已被世界各国炼锡厂广泛采用；以电 热连续结晶机脱除粗锡中的铅和铋，继之用真空蒸馏炉处理结 晶机的副产品粗焊锡，成为我国锡火法精炼的特色之一。电热 连续结晶机已成为锡火法精炼系统的标准设备，被誉为20世纪 锡冶金工业最重大的发明之一。
➢6.2 锡的性质、用途
✓6.2.1 锡的性质 ❖6.2.1.1 锡的物理性质
锡的原子序数为50，属第Ⅳ主族的元素，原子量为118.7，熔点 232℃，沸点2270℃。
锡是银白色的金属，新浇铸的锡锭表面常常生成金黄色的氧化 物膜。锡相对较软，具有良好的展性，可制成0.04mm的锡箔，但延 性很差，不能拉丝。锡条弯曲时，由于塑性变形引起孪晶作用而发 出断裂般响声，称为“锡鸣”。
有色冶金概论
——锡冶金
昆明理工大学冶金与能源工程学院
➢6.1 概述
我国炼锡厂大多采用“锡精矿还原熔炼-粗锡火法精炼-焊锡 电解或真空蒸馏-锡炉渣烟化处理”的工艺流程，使用的还原熔 炼设备主要是反射炉、电炉、回转短窑熔炼技术、卡尔多炉和 澳斯麦特炉，其中澳斯麦特炉最有广泛的工业应用前景。我国 锡冶炼工艺的特点是适于处理中等品位的锡精矿，并采用烟化 炉处理富锡炉渣以取代传统的二段熔炼法。
炉渣的熔炼已逐渐被烟化炉挥发所取代。
✓6.3.3 炼锡方法
➢6.3 炼锡原料及方法
(1)炼前处理是为了除去对冶炼有害的硫、砷、锑、铅、铋、 钨、铁等杂质，同时达到综合回收各有价金属的目的。炼前处理 的方法有精选、焙烧、酸浸等作业，工业上用的最多的是焙烧法。 焙烧设备主要有沸腾焙烧炉、多膛炉和回转窑，焙烧温度为 800～950℃。
SnO2 + 2CO = Sn + 2CO2
还原熔炼通常使用碳质还原剂。根据精矿中脉石成分不同， 采用石灰石（或石灰）或石英作为熔剂以造渣。
➢6.3 炼锡原料及方法
(2)还原熔炼
锡精矿还原熔炼所用的设备主要为奥斯麦特炉、反射炉、电 炉。电炉温度高，还原气氛强，既适于还原难熔精矿，又适于炼 渣，特别适宜于处理含铁比较少的锡精矿。
富渣的处理称为炼渣，也称二次熔炼，即将富渣加CaO 后在强还原条件下再熔炼，产出弃渣和硬头(铁锡合金)，硬头 返回第一段熔炼以回收其中的锡。这就是两段熔炼法。
➢6.3 炼锡原料及方法
（3）炉渣熔炼
弃渣和硬头采用烟化炉硫化挥发法处理，其原理主要是根 据硫化亚锡的很大的蒸气压力，在液态炉渣中吹入粉煤空气混 合物和加硫化剂(黄铁矿)，由于发生化学作用并强烈搅拌，使锡 成为硫化亚锡挥发，部分锡成氧化亚锡挥发，最后都以SnO2烟 尘形式被收集，烟尘返回一次熔炼。
锡在常温下与水、水蒸气和二氧化锡碳均无作用。但在610℃以 上时，锡与二氧化碳反应生成二氧化锡。
锡与碱性氧化物反应后可以形成锡酸盐。锡很容易与铁结合， 可以用来钢的防腐层。
碱溶液与锡反应生成锡酸盐和氢。 强酸与锡反应生成二价锡盐和氢，但硝酸与锡反应生成偏锡酸， 同时放出NH3、NO、NO2等。锡盐容易水解，也易被氧化。 锡 在 加 热 时 与 氯 生 成 SnCl2 和 SnCl4 ， 与 硫 生 成 SnS 、 SnS2 和 Sn2S3等化合物。