碱渣火法冶炼提取粗锡工艺分析
第九章 粗金属的火法精炼
第九章 粗金属的火法精炼
残存银的摩尔数是：
x Ag
1.44 × 10 −3 = = 3.0 × 10 − 4 4.789
2.4 × 10 −3 = 0.0156 (3 × 10 − 4 ) 2 (2.3) 2 (11) 3
与纯 Ag，Zn，接触的熔体铅中锌的平衡摩尔分数可计算求得：
x Zn = 3
第九章 粗金属的火法精炼
溶解度差别， 是以平衡分配系数 K0 来衡量的， 平衡分配系数定义为杂质在固相中的 浓度 CS 对杂质在液相中的浓度 Cl 之比值。因此，对示意图来说，
K0 =
C S CB = <1 C l CA
K0 值愈小，杂质在乎衡溶液中的溶解度差别就愈大，结晶过程中除去杂质的程度就 愈高，亦即区域精炼的效果就愈好。K。<1，这是金属进行区域精炼的一种通常情况。 在此情况下，杂质的存在使熔体的凝固点降低。如果固相线与液相线越靠近，分配系数 就越接近于 1，此时区域精炼就不能进行。
第九章 粗金属的火法精炼
氧化精炼的基本反应以下式表示： （MeO）+[ Me']=( Me'O)+(Me) (3) 用氧化精炼法除去金属杂质的过程也可以通过研究下例平衡关系来考察：
Kc=
aMe ⋅ aMe'O aMe' ⋅ aMeO
(9-5)
由式(9-5)可知，为得到良好的精炼效果，希望有小的γMe′O 和 xMe′O 值及大的γMe′ 与 KC 值。炉渣的形成及其及时放出，可使 xMe′O 值降低。如铜氧化精炼时添加 SiO2 以 除铅或添加苏打、石灰以除砷、锑及锡等都可使γMe′O 值减小． 炼钢过程是一个典型的氧化精炼过程。
第九章 粗金属的火法精炼
锡的冶炼与合金化技术
将锡粉末与其他金属粉末混合，通过压制和烧结 制备锡基合金。
03 电解法
利用电解原理，在电解液中电解出金属元素，形 成锡基合金。
锡合金的应用领域
电子工业
锡基合金广泛应用于 电子元件、集成电路 封装、连接器等领域 ，因其具有良好的导 电性和导热性。
化工行业
由于锡基合金具有较 好的耐腐蚀性能，因 此被用于制造化工设 备、管道等。
锡基合金的种类
锡基合金有多种类型，包括锡铅、锡铜、锡银、锡金等合金，每种合金具有不同的物理和化学 特性。
锡基合金的特性
锡基合金具有良好的导电性、导热性、延展性和可塑性，同时具有较低的熔点和良好的抗腐蚀 性能，广泛应用于电子、化工、机械等领域。
锡合金的制备方法
01 熔炼法
将锡与其他金属元素混合，在高温下进行熔炼， 形成锡基合金。
锡矿的选矿
01 破碎与磨碎
将原矿破碎至适当粒度，以便进行后续的选矿作 业。
02 重力选矿
利用锡矿石与脉石的密度差异进行重力分选，常 用方法有跳汰和溜槽选矿。
03 浮选
通过使用特定的捕收剂和抑制剂，使锡石与其他 矿物分离，再进行回收。
锡的火法冶炼
锡精矿的准备
将原矿破碎、磨碎后进行 多段选矿，得到锡精矿。
环保型锡合金的研发
随着环保意识的提高，对环保型锡合金的需求越来越大。需要研究开发低毒、低污染的锡 合金，替代传统的高毒性合金，减少对环境和人体的危害。这需要深入了解合金元素的生 态毒性，优化合金成分和制备工艺。
锡合金的应用领域拓展
随着科技的不断发展，锡合金的应用领域也在不断拓展。需要加强市场调研和产品研发， 积极开拓新的应用领域，推动锡合金产业的发展。同时，也需要关注相关领域的发展动态 ，加强与相关行业的合作与交流。
碱渣火法冶炼提取粗锡工艺
每 合 波 产 途 年 适 动 利 径 产 的 较 润 已
铅 精 出 来 艺工 原 大，问 空，势是 经
进… 行， 研【 究】奄 就安徽华铂公司精铅生产过程中产如大量碱渣，造成资源回收不彻底，经济效益低等问题量，处进行料综因合在回 收提取金属锡的火法工艺
， 摸 索出 了一 套用 电炉 进行 火法 冶炼 粗锈 的工 艺 ，使产 出品位 在 ６５％ ７５％的租 锡 ，回收 率超较过 ７理０采％ 此 必
ｔｌｎ ｆｕｍ ａｃｅ－ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ａ ｇｒａｄｅ ｏｆ ｃｒｕｄｅ ｔｉｎ ｉｎ ６５％ ～７５％ Ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅ ｏｆ ｍ ｏｒｅ ｔｈａｎ ７０ ％
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表 ２ 锡 渣含 锡 统计 表
Ｔａｂ ２ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｔａｂｌｅ ｏｆ ｔｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｔｉｎ ｓｌａ
２．１锡渣 还原 熔炼 基本 原理 锡 渣还 原 熔炼 基 本原 理 是 ：在 高温 条 件 下（１ １００～１４００ ℃１，
加入 还 原剂 ，在熔炼 过程 中锡 的氧 化 物和 某些 杂质（如铅 、锑 、砷 等）的 氧化物 在还 原剂 的作用 下被 还原 成粗 锡 ，具体 反应 为 ：
表 １ 碱 渣含 锡 统计 表
２火法熔炼提锡
碱渣 在进 行 火法 熔炼 之 前首 先要 进 行初 步处 理 ，本 公司通 过 对碱 渣进 行湿 法 的 中和 与浸 出工 序使 锡 以锡 酸钠 的形 式溶 解剑 溶 液 当 中， 然后 通过 压 滤 形成 固 体锡 渣（滤饼 ），此 时 锡 渣 已经含 锡 较高（见表 ２）。但 是锡渣 中锡仍 为氧 化态 且碱 性较 犬，需要 进 行还 原熔 炼 。
粗锡火法精炼流程及原理
粗锡火法精炼流程及原理The process of crude tin fire refining involves several main steps, including desulfurization, oxidation, and reduction. 粗锡火法精炼的过程大致分为除硫、氧化和还原几个主要步骤。
First, the crude tin is heated in a reverberatory furnace to drive off the sulfur, a process known as desulfurization. 首先，将粗锡放入反射炉中加热，驱赶硫磺的过程被称为除硫。
During this process, the sulfur in the tin combines with the oxygen in the air to form sulfur dioxide gas, which is then released from the furnace. 在这个过程中，锡中的硫与空气中的氧结合成二氧化硫气体，然后释放出炉外。
Next, the oxidized tin is then heated in the presence of a reducing agent, such as carbon or charcoal, to remove the remaining impurities and achieve the desired purity level. 紧接着，被氧化的锡在还原剂的作用下（如碳或木炭）加热，以除去余下的杂质，达到期望的纯度水平。
Finally, the purified tin is cast into molds to form ingots or other desired shapes for further processing and use. 最后，经过精炼的锡被铸造成锭或其他所需形状，以便进行进一步的加工和应用。
粗锡火法精炼流程及原理
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1. 熔炼。
将粗锡原料装入熔炼炉并熔化。
加入助熔剂（如石灰石）以去除杂质。
提取锡
加过量的NaOH溶解了Sn+2NaOH+H2O=Na2SnO3+2H2(g)酸化溶液2HCl+Na2SnO3=H2SnO3+2NaCl过滤溶液,得H2SnO3加热H2SnO3=SnO2+H2OH2还原:SnO2+2H2=Sn+2H2O铅锡合金真空蒸馏除铅铋(removal of lead and bismuth from lead-tin alloy by vacuum distillation)利用在同一温度下铅、铋和锡的蒸气压差别，在减压条件下控制合适的蒸馏温度从铅锡合金中分离铅、铋的过程，为锡火法精炼流程的一步作业。
铅锡合金为粗锡结晶机除铅铋的副产品，又称粗焊锡，含铅高达30％～32％。
此合金经真空蒸馏处理分别得到的粗铅和粗锡，再进一步精炼成精铅和精锡。
在中国，此过程常和粗锡结晶机除铅铋相互结合，形成中国锡精炼的一大特点。
从20世纪50年代起，中国炼锡厂都采用盐酸电解法分离铅锡合金中的铅和锡。
这种方法流程长，金属回收率低，成本高，对环境有污染。
1957年昆明工学院和云南锡业公司等开始用真空蒸馏法进行分离铅和锡的试验，60年代各炼锡厂进行了工业试验，1977年获得成功。
先后制成了内热式多级连续真空蒸馏炉，自导电热式真空蒸馏炉和多级塔式真空蒸馏炉等三种类型的蒸馏设备，为中国炼锡厂广泛采用，取代了原来的盐酸电解法。
铅锡合金真空蒸馏除铅铋的原理和粗锡真空蒸馏除铅铋的基本相同，多采用内热式多级连续真空蒸馏炉(见图)。
这种蒸馏炉的生产能力为5～10t/d，功率100～150kW，工作电压18～20V，工作电流2700～3000A，工作温度1373～1473K，工作压力10Pa左右，产出的粗锡含锡96％～97％、含铅小于3％，粗铅含锡小于0.4％，电耗500～700kW•h/t。
作业时，原料合金由进料管连续进入顶层蒸发盘，液体逐层向下溢流，最后从排锡管经密封装置排出。
从合金中蒸发出的铅蒸气在冷凝罩凝结成液体，从排铅管经密封装置排出。
再生铅精炼碱渣中锡的富集研究
56.98
1.7
0.6
64
3.46
0.6
0.02
51.9
1.72
0.6
70
2.88
0.6
0.02
55．2
1.86
浸出率/% Sn 93.1 95.2 93.6 94.4
[收稿日期] 2019-11-12 [作者简介] 吴国庆(1966-)，男，河南省济源市人，大专，主要研究方向为有色金属生产管理、有色冶金新工艺技术装备开发。
浸出率/% Sn 68.4 66.7 70.1 67.9
3 再生铅精炼碱渣浸出过程铅、锑的浸出行为
分析
由表 2、3、4 可知，析出铅精炼碱渣的浸出液含铅高，浸出 液中铅浓度达到 7 g/L 左右；火法精炼碱渣的浸出液中含锑 1.7 g/L 左右，但铅含量较低，约为 0.02 g/L；库存碱渣在浸出液中含锑 0.7 g/L 左右，但铅含量也较低，约为 0.02 g/L。
Keywords: recycled lead；alkali residue；tin
再生铅对废旧铅酸电池资源的综合利用主要是进行铅及塑料 外壳的循环利用，废旧铅酸电池中的锑、锡、铜等未在再生铅行 业得到综合利用；废旧铅酸电池中的锑、锡、铜做为铅再生过程 中的杂质在精炼过程中被除去，每次除去一种或几种杂质，锡主 要在再生铅碱性精炼工段被除去；因此再生铅行业锡主要集中在 电解精炼析出铅碱性精炼渣、火法精炼铅碱性精炼渣中，且含量 较高，具有较高的回收价值；再生铅行业内由于缺少成熟的处理 工艺，再生铅冶炼企业将铅精炼过程产出的此类危险废物外卖给 有资质的处理企业，这种操作方法对再生铅企业经济效益产生一 定的影响，同时加大了危险废物管理难度及潜在的环境风险。因 此本研究主要探讨铅酸电池中有价金属锡的富集，以期解决目前 再生铅企业存在的困境。
碱渣火法冶炼提取粗锡工艺分析
碱渣火法冶炼提取粗锡工艺分析摘要：锡是一种较为贵重的有色金属，在粗铅的生产精炼过程中使用加碱精炼，会将铅液中的大量锡当成杂质流入到冶炼渣中，如果能够采取合适的工艺对冶炼渣进行提取，那么就可能为公司提供一种新的创收途径，本文对碱渣火法冶炼提取粗锡工艺进行了分析。
关键词：碱渣火法；冶炼工艺；粗锡提取1 引言在粗铅的生产精炼过程中采用加碱精炼的方式，能够将铅液当中的锡、锑等杂质元素进行去除，从而会产生大量的碱渣（精炼渣），因此这些碱渣中含有一定量的锡，若能将碱渣中的锡进行提取产出金属锡，就能够为企业提供一种新的创收途径，进一步提升企业经济效益。
由于公司每年产出精铅量较大，与之同时也产出大量碱渣，但是之前没有合适的工艺来处理这些碱渣，造成碱渣大量堆存。
加之近期铅价波动较大，原料采购成本和生产加工成本升高，进一步压缩了生产利润空间，因此对废渣进行综合回收，提取有价金属增加创效途径已经是势在必行。
环保锡渣在进行火法熔炼之前首先要进行初步处理，某回收公司通过对锡渣进行湿法的中和与浸出回收工序使锡以锡酸钠的形式溶解到溶液当中，然后通过压滤形成固体锡渣（滤饼），此时锡渣已经含锡较高。
但是锡渣中锡仍为氧化态且碱性较大，需要进行还原熔炼。
2 火法熔炼提锡碱渣在进行火法熔炼之前首先要进行初步处理，本公司通过对碱渣进行湿法的中和与浸出工序使锡以锡酸钠的形式溶解到溶液当中，然后通过压滤形成固体锡渣（滤饼），此时锡渣已经含锡较高。
但是锡渣中锡仍为氧化态且碱性较大，需要进行还原熔炼。
2.1 锡渣还原熔炼基本原理锡渣还原熔炼基本原理是：在高温条件下（1100~1400 ℃），加入还原剂，在熔炼过程中锡的氧化物和某些杂质（如铅、锑、砷等）的氧化物在还原剂的作用下被还原成粗锡，具体反应为：2C+O2=2COSnO2+CO=SnO+CO2MeO+CO=Me+CO2而难还原的氧化物（如钙、硅）与熔剂（石灰石、石英等）形成炉渣，粗锡和炉渣彼此不溶解且比重不同而分层。
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碱渣火法冶炼提取粗锡工艺分析
摘要：锡是一种较为贵重的有色金属，在粗铅的生产精炼过程中使用加碱精炼，会将铅液中的大量锡当成杂质流入到冶炼渣中，如果能够采取合适的工艺对冶炼
渣进行提取，那么就可能为公司提供一种新的创收途径，本文对碱渣火法冶炼提
取粗锡工艺进行了分析。
关键词：碱渣火法；冶炼工艺；粗锡提取
1 引言
在粗铅的生产精炼过程中采用加碱精炼的方式，能够将铅液当中的锡、锑等
杂质元素进行去除，从而会产生大量的碱渣（精炼渣），因此这些碱渣中含有一
定量的锡，若能将碱渣中的锡进行提取产出金属锡，就能够为企业提供一种新的
创收途径，进一步提升企业经济效益。
由于公司每年产出精铅量较大，与之同时也产出大量碱渣，但是之前没有合
适的工艺来处理这些碱渣，造成碱渣大量堆存。
加之近期铅价波动较大，原料采
购成本和生产加工成本升高，进一步压缩了生产利润空间，因此对废渣进行综合
回收，提取有价金属增加创效途径已经是势在必行。
环保锡渣在进行火法熔炼之前首先要进行初步处理，某回收公司通过对锡渣
进行湿法的中和与浸出回收工序使锡以锡酸钠的形式溶解到溶液当中，然后通过
压滤形成固体锡渣（滤饼），此时锡渣已经含锡较高。
但是锡渣中锡仍为氧化态
且碱性较大，需要进行还原熔炼。
2 火法熔炼提锡
碱渣在进行火法熔炼之前首先要进行初步处理，本公司通过对碱渣进行湿法
的中和与浸出工序使锡以锡酸钠的形式溶解到溶液当中，然后通过压滤形成固体
锡渣（滤饼），此时锡渣已经含锡较高。
但是锡渣中锡仍为氧化态且碱性较大，
需要进行还原熔炼。
2.1 锡渣还原熔炼基本原理
锡渣还原熔炼基本原理是：在高温条件下（1100~1400 ℃），加入还原剂，
在熔炼过程中锡的氧化物和某些杂质（如铅、锑、砷等）的氧化物在还原剂的作
用下被还原成粗锡，具体反应为：
2C+O2=2CO
SnO2+CO=SnO+CO2
MeO+CO=Me+CO2
而难还原的氧化物（如钙、硅）与熔剂（石灰石、石英等）形成炉渣，粗锡
和炉渣彼此不溶解且比重不同而分层。
2.2 熔炼设备
本公司采用双螺旋桨叶干燥机对压滤后的锡渣滤饼进行干燥，经过干燥后的
物料含水在5 %左右；熔炼设备为中频炉（1 吨），中频炉内放置有石墨碳化硅坩埚，加热时坩埚内温度能达到1600 ℃；同时配备测温仪（最大量程2000 ℃）一台，随时监测炉内熔液温度。
2.3 冶炼工艺
2.3.1 工艺流程
对含水较高的原料锡渣先进行干燥，然后经过配加辅料混匀后加入中频炉进
行加热熔炼，达到放渣条件后将熔液放入渣包，待凝固冷却后从渣包翻出除去上
层浮渣就得到粗锡。
为了保证生产安全，每次加料不能加入过多，以免造成熔液
外溢烧坏中频炉炉体，同时回收公司在熔炼过程中要多次测量熔液温度，做好温
度监控。
工艺流程如图1 所示。
图1 火法熔炼工艺流程图
为了保证生产安全，每次加料不能加入过多，以免造成熔液外溢烧坏中频炉
炉体，同时在熔炼过程中要多次测量熔液温度，做好温度监控。
2.3.2 熔炼工艺要点
2.3.2.1 配料
由于经过前道工序处理过的物料锡渣成分比较单一稳定（见表2），因此，
熔炼前只需要配加还原剂焦炭和造渣剂石英，针对
1 t 中频炉容量，其具体配料结构见表2。
表1 原料化学成分
表2 1 t 中频炉配料结构
2.3.2.2 操作要点
在熔炼过程中加料操作要分批次进行，在前一批次物料即将完全熔化的时候
进行下一批次的物料加入，加料过程中要对物料进行适当的搅拌和翻动，这样有
利于物料的快速熔化，熔炼过程中产出的烟灰仍可以在配料时少量配加当中；炉
内有熔液出现时要经常对液体进行测温操作，掌握炉内温度，以免超出坩埚极限
温度使坩埚破损造成漏料事故；为了有效利用热能和营造物料的还原气氛还应该
在熔炼过程中加盖炉盖。
在放料前应将渣包刷膜并烘干，防止放料时发生喷溅。
熔炼末期放料的标准为：炉内物料完全熔化且搅动时无粘渣附着，熔体液位高度
距坩埚上口20~30CM，熔液表面流动性好。
为了有效利用热能和营造物料的还原
气氛还应该在熔炼过程中加盖炉盖，主要工艺参数见表3。
表3 熔炼过程主要工艺参数
在放料前应将渣包刷膜并烘干，防止放料时发生喷溅。
熔炼末期放料的标准为：炉内物料完全熔化且搅动时无粘渣附着，熔体液位高度距坩埚上口20~30 cm，熔液表面流动性好。
3 熔炼效果
3.1 技术效果
经此方法生产出的粗锡平均品位已经达到70 %（见表4），且渣含锡在1 %
以下，注意尽量降低放料时由于喷溅造成的渣含锡的机械夹杂损失。
表4 粗锡品位统计表
此种熔炼方法锡的直收率在70 %以上，按照表5 工艺参数执行每炉能产150
kg 左右粗锡，除去坩埚更换和设备维护时间每月能产出同等品位粗锡20 吨左右。
3.2 经济效益
由于碱渣属于精铅冶炼过程中的废弃物，且锡在原料采购成本中属于不计价
元素，几乎可等同于零原料成本的物料，因此按照现有设备和产能条件下每月能
为公司创造进200 万元的产值。
若进一步改进设备提高产能，该生产工艺将成为
公司创效的重要途径。
4 结语
通过该生产工艺的摸索研究，证明了该冶炼方法工艺流程短，配料简单，操
作方便且真正能够从碱渣中提取出金属锡并能产出粗锡的。
同时不仅解决了资源回收不彻底的问题，实现对物料“吃干榨净”的目标，还为公司找到了一条重要的创效途径。
参考文献：
[1]汪秋雨，蔡琥，何强，et al. 分银渣中锡提取工艺[J]. 有色金属（冶炼部分），2016（7）：22-25.
[2]吴洁. 从碱法精炼铅的碱渣中回收锡酸钠[J]. 有色金属（冶炼部分），1966（1）：53.
[3]谈应顺. 锑冶炼中砷碱渣与二氧化硫烟气综合回收清洁工艺探讨[J]. 有色金属科学与工程，2010，26（z1）：97-100.。