國家職業(yè)技能鑒定教材-錫火法精煉工(冶煉工)培訓(xùn)教材合編本

1、1國家職業(yè)技能鑒定教材錫火法（精煉）冶煉工部分錫火法（精煉）冶煉工部分第一部分基礎(chǔ)知識2、重有色金屬冶金原理基礎(chǔ)知識2.5、粗錫的火法精煉基礎(chǔ)知識一、精煉的必要性錫精礦還原熔煉產(chǎn)出的粗錫含有許多雜質(zhì)，即使是從富錫精礦煉出來的錫其純度通常也不能滿足工業(yè)上的要求。為了達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)牌號的精錫，總要進行錫的精煉。在多數(shù)情況下，精煉還能從錫中回收各種有價金屬，如銦、砷、鉍、銅等，這樣就可以提高金屬的綜合利用率及降低精煉的成本。粗錫中常見的雜質(zhì)有鐵、砷

2、、銻、銅、鉛、鉍。二、粗錫的一般成分及精錫標(biāo)準(zhǔn)各冶煉廠生產(chǎn)的粗錫成分波動范圍大，這主要取決于錫精礦的成分、精礦煉前處理作業(yè)及處理的工藝流程等。一般，直接還原熔煉高品位錫精礦（Sn65%~70%）得到的粗錫含錫在98%以上，直接熔煉含錫45%~55%品位的錫精礦或焙砂得到的粗錫含錫在90%以上，而熔煉含錫品位40%左右的錫精礦或熔煉各類錫精煉渣得到的粗錫含錫在80%~90%。有超標(biāo)性的粗錫一般成分如表1—1表1—1粗錫的一般成分單位：%化

3、學(xué)成分%編號SnFeAsPbBiSbCu199.790.00890.0100.0120.00250.0050.002299.830.01440.01830.0310.00300.0100.025394.681.251.071.190.051.220.20496.470.6150.881.350.020.690.32579.993.113.829.070.2950.0961.29681.543.253.339.140.1840.0941.

4、077我國某廠粗錫成分大致如表1—1所列。表１－2我國某廠粗錫化學(xué)成分單位：％SnPbAsSbCuBiFe反射爐粗錫90～950.9～2.51.89～0.680.9~1.50.2~0.30.03~0.060.6~1.2保溫爐粗錫87~921.4~1.63.0~5.04~91.2~1.70.03~0.061.5~2.5電爐粗錫88~922.5~3.51.3~1.71.0~1.50.1~0.40.03~0.061.0~1.5短窯粗錫90~9

5、21.5~2.02.5~4.01.0~1.51.5~130.03~0.060.5~1.0熔析爐粗錫90~921.5~2.01.5~2.51.0~1.50.3~0.60.03~0.060.5~1.0真空爐粗錫88~934~60.5~2.0國家對精錫產(chǎn)品質(zhì)量有嚴(yán)格要求，錫錠的化學(xué)成分，應(yīng)符合表1—2的標(biāo)準(zhǔn)要求的規(guī)3的工廠則只用熔析爐作業(yè)，云南錫業(yè)公司則采用懸臂式離心機完成乙錫的熔析作業(yè)，精煉渣的處理回收錫和把雜質(zhì)開路等錫精煉輔助流程，各工廠

6、采用不同的工藝和裝備，真空蒸餾開路鉛是普遍采用的工藝，雜質(zhì)銅的開路有采用硫渣電解、硫渣浮選、硫渣焙燒——浸出和硫渣于鋁渣混合熔煉——配制錫基軸承合金等多種工藝，雜質(zhì)銻的開路方法多采取把鋁渣熔煉后的粗錫生產(chǎn)錫基軸承合金。加鋁除砷、銻在火法精煉流程中的順序有兩種情況：第一種是放在結(jié)晶除鉛、鉍之前，第二種是放在結(jié)晶除鉛、鉍后，具體采取哪種順序，應(yīng)依據(jù)原料粗錫含銻和鉛的高低程度而定，粗錫含銻高時，應(yīng)采取第一種順序，砷、銻脫除達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，有利于連

7、續(xù)結(jié)晶機內(nèi)金屬晶體結(jié)晶好，晶體粒度大，粘度較小，晶體和液體的分離條件得到改善，有利于除鉛、鉍。同時在加鋁除砷、銻后，除殘余鋁如果操作不仔細(xì)，殘留下來的鋁也會在結(jié)晶機內(nèi)槽中繼續(xù)氧化造渣而除去。兩者對除砷、銻的效果相同，但對整個流程來講各有利弊。但是，由于結(jié)晶除Pb、Bi過程中，銻在晶體中富集，精煉鍋除銻的程度要求低于產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)含量；第二種除As、Sb的順序布置更適合于粗錫含鉛高含銻低情況，銻含量低，對結(jié)晶機作業(yè)影響不大，加鋁除銻只需達(dá)到

8、精錫標(biāo)準(zhǔn)即可，同時，除As、Sb產(chǎn)出的鋁渣不含鉛，有利于組織錫軸承合金的生產(chǎn)，更好地解決雜質(zhì)銻的開路問題。兩種除As、Sb的順序，操作方法相同，效果沒有什么區(qū)別。本書以加鋁除砷、銻在結(jié)晶、熔析除鉛、鉍之前的流程工藝進行講述。四、熔析、凝析法除鐵、砷原理錫精礦經(jīng)還原熔煉得到的粗錫，以及處理中間返回品：乙錫、炭、硫渣等產(chǎn)出的粗錫含鐵含砷都很高。熔析法、凝析法除鐵、砷的理論是根據(jù)鐵、砷等雜質(zhì)在錫液中與錫生成的高熔點金屬間化合物在錫液中的溶解度

9、隨溫度升高而增大。將含鐵、砷高的固體粗錫（包括生產(chǎn)中的乙錫），加熱到錫的熔點以上，高熔點金屬間化合物仍保持固體狀態(tài)，而錫熔化成液體，分開固體和液體，從而使錫和鐵、砷分離；相反，凝析法是將含鐵、砷較低的已熔成液體粗錫（稱為甲粗錫）降溫，由于溶解度降低，鐵、砷及其化合物結(jié)晶為固體析出，分離出固體后，得到較純的液體錫，達(dá)到錫與鐵、砷分離。在粗錫升溫熔析過程中，固體渣（熔析渣）含錫逐漸降低，而含鐵逐漸升高；熔析出的錫液隨溫度升高，含鐵量上升。表

10、1—3是鐵在錫液中的溶解度。表1—3不同溫度下鐵在錫液中的溶解度溫度℃232300400500600700800900鐵在錫液中的溶解度%0.0010.00460.0240.0820.220.81.62.8粗錫中鐵、砷同時存在，對熔析除鐵砷有利，因為鐵對砷的親和力大，生成兩個化合物Fe2As（熔點931℃）和FeAs（熔點1031℃），還有ε相（Fe3As2）包晶化合物。粗錫中存在許多雜質(zhì)，相互生成一些難熔化合物，表1—4列出可能存在的

11、化合物，這些化合物在乙粗錫熔析時大部分留在固體渣（熔析渣）中，因此，韌性時，也附帶除去一些別的雜質(zhì)，如硫、銻、銅等。表1－4可能存在于粗錫中的化合物及其熔點化合物SnAsSn3As2Fe2AsFeAsCu3AsFeSCuSFeSb2Cu2SbFeSnFeSn2熔點℃605596919103083010901135729分解586分解745~8001110錫含量低于93%，含As、Fe較高的甲粗錫，一般先需要在精煉鍋中在350~550℃溫