一种在含锡物料冶炼过程中有效降低铜渣中锡含量的方法技术

本发明专利技术涉及一种在含锡物料冶炼过程中有效降低铜渣中锡含量的方法,是在高温熔融的粗锡浇铸粗锡锭和粗锡锭精炼重熔除铜渣的过程置于相对密闭空间；所述相对密闭空间充满惰性气体；本发明专利技术通过抑制金属锡的氧化过程，从而减少了二氧化锡的产生，使锡铜渣中的二氧化锡含量减少，进而达到有效提高锡直收率的目的。进而达到有效提高锡直收率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种在含锡物料冶炼过程中有效降低铜渣中锡含量的方法


[0001]本专利技术涉及一种在含锡物料冶炼过程中有效降低铜渣中锡含量的方法。
技术背景
[0002]锡金属呈银白色，具有可塑性好、熔点低、抗疲劳、耐腐蚀、无毒性等优点。故所以，锡在国防建设和国民经济的各个领域均有广泛的应用。随着经济的不断发展，锡的市场需求与日俱增与品味高、伴生金属少的锡矿极为稀少之间产生了巨大的矛盾。在这种矛盾强烈刺激之下，市场方向从一味追求高品位的锡矿转而追求低品位的有色金属伴生矿和各种废旧电子垃圾、废锡回收等城市矿山方面转变。但是，在绝大部分各种含锡的低品位伴生矿中，含大量的硫、铜、铅、镍等其他物质，而且绝大部分锡伴生矿都有不同含量的铜或者铜的化合物存在。而且，在城市矿山回收回来的各种废锡原料中同样含有大量的铜等重金属。虽然经过各种方法分选这些矿物和回收来的废锡原料，但仍然会有大量的其他金属夹杂其中，尤其是铜这种有害金属夹杂其中。为了去除铜这种有害金属，提高金属锡的纯度，各大冶炼厂在冶炼锡的过程中除去其他杂质之后，在最后增加除铜这种杂质的工艺。该工艺叫做粗锡火法除铜工艺。就是在锡金属熔融的高温状态下在锡锅中加入一定比例的硫磺充分搅拌，让硫磺与液态金属锡内部的铜发生充分的反应，进而生成硫化亚铜或者硫化铜，并伴随着一些铁、钙、硅等轻质物质慢慢的在液态金属锡顶部漂浮。以达到纯度很高的锡金属。而这种在液态金属锡顶部漂浮的物质被业内称为铜渣。在锡的冶炼除其他的杂质过程中，铜是一个富集的过程，故所以在铜渣中含有极高的铜和铜的化合物。而铜或者铜的化合物是有毒的，被国家强制定性为危险固体废物。与此同时，铜渣中除了含有高品位的铜，同时含有5
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10%的锡。这就造成铜渣非常尴尬的局面。铜渣被国家定为危险固体废物，搬运、处置都受到非常严格的管控，需要国家颁发危险固体废物处置证，更别谈随意丢弃。但是如果将铜渣留在各大冶炼厂内部的话，很多冶炼厂也没危险固体废物处置证”和相关资质，更别谈如何将铜渣里面的锡提出来或者分离铜渣的铜和锡。
[0003]正因为铜渣在冶炼厂的尴尬，近年来包括中国最大的锡业公司、各大科研院所和社会各界的人士对铜渣展开了系统性的研究。以下是对这些技术研究做大概的论述。
[0004]技术一、隔膜电解法。该方法是将粗锡除铜渣装入化纤袋做阳极，阴极为精锡在氟硅酸体系中进行电解，电解时，锡、铅在阳极氧化电化溶解，而后在阴极洗出锡和铅，铜、锑、镍等。因为电极电位比锡铅呈正电性，电解时不发生溶解而留在阳极泥中，阳极泥经过焙烧、硫酸浸出，得到硫酸铜产品。这种方法是目前采用较多的处理方式，但是该方法存在电流效率低、锡直收率低、成本高的问题。
[0005]技术二、浮选法。该方法的主要原理是利用粗锡除铜渣中的铜的硫化物具有疏水性，而粗锡除铜渣中的金属锡和氧化亚锡具有亲水性特点，在添加浮选药剂的条件下，进行浮选，分别选出含铜的浮游相和含锡的尾矿，实现了铜和锡的分离。浮选法存在生产劳动环境差，浮选作业废水处理成本高，工序流程长等问题。
[0006]技术三、采用粗锡除铜渣单独氧化焙烧工艺处理，该方法是将粗锡除铜渣单独氧
化焙烧。铜氧化为氧化铜，经过酸性浸出过滤后得到硫酸铜和含锡的浸出渣。该方法具有操作简单、锡回收率高的特点，但是由于粗锡除铜渣中含有较多的金属锡，其软化点低，该方法在焙烧的过程中，容易黏结窑壁，即结窑，铜的氧化效果差，影响生产的正常进行，存在铜的直收率低，酸性浸出渣含铜偏高等问题。
[0007]技术四、采用重新回炉法。该方法原理就是将粗锡除铜渣重新回到冶炼工艺的起始阶段。也就是将粗锡除铜渣在冶炼工艺中重新走一遍流程。优点是无需做工艺，也不用担心危废问题。缺点是，铜渣在工艺系统中反复的循环，那么在系统中积累的铜渣会越来越多，对冶炼企业造成不可估量的隐患。
[0008]以上四种技术在粗锡除铜渣的处理方面应用比较普遍。虽然，有些最新的技术，但是都是在这几种技术中两两组合或者稍微在某些方面进行了改进。但是，总体来说这些技术都存在环境污染、工艺不成熟导致锡或者铜的直收率低的问题。
[0009]针对粗锡除铜后的铜渣进行了金属元素分析得知，该铜渣里面含锡65%
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70%、铜15%
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20%、和其他元素，由此得知铜渣里面的主要成分是锡和铜。然后进一步对铜渣里面的锡和铜的成分分别进行了物相分析。锡物相分析结果得知，锡以部分二氧化锡的形式存在。铜物相分析结果得知，铜以大部分硫化物铜的形式存在、还有少部分金属铜和其他铜合金。由物相分析数据得出如下结论：铜渣里面存在二氧化锡和硫化亚铜占比非常高，二者很容易就混合在一起，要将这二者分离非常困难。那么，如何降低二氧化锡的含量我们要从冶炼厂的流程中说起。首先，冶炼厂买过来的锡精矿（大约含锡40%），这些锡精矿里面锡的主要成分为二氧化锡和硫化锡。然后，经过冶炼厂的还原流程和脱硫流程，将锡精矿中的二氧化锡还原成金属锡和将锡精矿脱硫成为金属锡。按照理论分析、工艺要求和实际流程的数据来看，锡精矿完全可以在还原流程中将二氧化锡100%的还原成金属锡。经过锡的氧化性实验分析，金属锡在常温下基本不发生氧化，而在高温下金属锡的表面会发生表面氧化，在金属锡的表面生成一层薄薄的且致密氧化膜，而这层氧化膜隔绝了空气中的氧气，强行停止了氧化过程。而这层薄薄的氧化膜的主要成分就是二氧化锡。
[0010]经过分析，导致锡或者铜的直收率低的问题出在了如下两个环节当中：环节一、浇铸粗锡锭工艺流程。在还原炉内，已经将二氧化锡100%的还原成了金属态锡。然后，高温熔融状态下的金属锡从电炉中抽取而出并在空气中浇筑在锡锭模具中，最终形成锡锭的过程。该过程在从还原炉到浇铸的过程中因为温度高，会产生金属锡的氧化，而且浇铸过程时一个动态的过程，虽然高温状态下锡会氧化生成致密的保护膜二氧化锡，但是这个动态的过程会对金属锡造成搅动进而破坏二氧化锡的保护膜，增加金属锡接触空气中氧气的机会和表面积，导致一定量的金属锡氧化。环节二、粗锡除铜渣工艺流程。该流程将浇铸好后的粗锡锭投入除铜锅内，加热重熔。待锡锭完全融化成液态锡之后用搅拌机对液态锡进行大量搅拌，搅拌过程中不断的添加一定量的硫磺和锯末，保证锡液里面的铜与硫磺发生反应生产硫化铜，然后漂浮在锡液的顶部，达到除铜的目的。而在该过程中熔融状态的金属锡是高温状态，容易形成二氧化锡保护膜。但是，在该过程中需要搅拌该搅拌过程是剧烈的，会破坏掉所有产生的二氧化锡保护膜，而且搅动剧烈，会在熔池中还会形成一个大漩涡，大漩涡的产生会带入大量的空气到液态锡内部，会造成一定量比例的金属锡被氧化，生成一定量的二氧化锡，漂浮在锡液的顶部。最后随着铜渣一起被打捞出来。

技术实现思路

[0011]本专利技术主要是针对含锡物料冶炼过程中产生锡铜渣中含锡高，导致锡直收率低的技术问题，提出一种在含锡物料冶炼过程中有效降低铜渣中锡含量的方法。通过抑制金属锡的氧化过程，从而减少了二氧化锡的产生，使锡铜渣中的二氧化锡含量减少，进而达到有效提高锡直收率的目的。
[0012]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在含锡物料冶炼过程中有效降低铜渣中锡含量的方法，其特征是：高温熔融的粗锡浇铸粗锡锭和粗锡锭精炼重熔除铜渣的过程置于相对密闭空间；所述相对密闭空间充满惰性气体。2.根据权利要求1所述的一种在含锡物料冶炼过程中有效提高锡的直收率的方法，其特征还在于：所述的含锡物料包括锡精矿、粗锡和回收的各种含锡废原料。3.根据权利要求1所述的一种在含锡物料冶炼过程中有效降低铜渣中锡含量的方法，其特征还在于：所述惰性气体为非活性气体、或稀有气体、或它们之间的混合。4.根据权利要求1所述的一种在含锡物料冶炼过程中有效降低铜渣中锡含量的方法，其特征还在于：所述惰性气体充填在相对密闭空...

【专利技术属性】
技术研发人员：何冰，
申请(专利权)人：郴州飞驰环保科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：