真空爐處理高銻粗錫的生產實踐

廖理

【摘 要】文章介紹了廣西來賓華錫冶煉有限公司采用真空爐處理高銻粗錫并分離高銻粗錫中錫、銻的工藝特點、工藝指標和生產實踐，通過雜質銻的開路，避免雜質銻在系統(tǒng)中惡性循環(huán)，減少錫火法精煉過程產出的鋁渣，減輕精煉渣返回奧斯麥特還原熔煉的壓力，起到降低生產成本的作用。

【關鍵詞】真空爐；高銻粗錫；銻的開路

【中圖分類號】TQ111.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）05-0157-03

0 前言

廣西來賓華錫冶煉有限公司自2011年從云南鼎邦公司引進新型豎式真空爐投入使用后，不斷在自身的生產工藝特點上探索利用真空爐實現(xiàn)雜質銻的開路，經(jīng)過多次對錫流程工藝的更改，逐步找到適合自身原料、工藝特點的雜質銻開路流程。此流程首先將錫精煉除砷、銻產出的鋁渣集中返回奧斯麥特爐敷麥特還原熔煉，使雜質銻富集而得到高銻粗錫，再將高銻粗錫送到真空爐崗位采用真空爐蒸餾高銻粗錫的生產工藝，通過利用在真空狀態(tài)下錫、銻的沸點不同，通過多次蒸餾使雜質銻逐步富集，最終得到含錫低于1.5%、含銻達到41%左右的鉛銻合金，期間產出的低銻粗錫返回精煉流程用于生產精錫，鉛銻合金送至鉛銻冶煉廠回收金屬鉛、銻。該生產工藝有利于減少金屬錫的損失，同時減少了雜質銻在錫系統(tǒng)的循環(huán)，從而實現(xiàn)在錫系統(tǒng)中將雜質銻開路的目的，為雜質銻的開路提供了新途徑。廣西來賓華錫冶煉有限公司采用此工藝后每年可實現(xiàn)雜質銻開路約40 t，為降低錫精煉鋁粒消耗、減少錫精煉鋁渣的產出起到了重要作用。

1 工藝特點和生產實踐

1.1 工藝特點

針對傳統(tǒng)錫冶煉流程中產出的大量精煉渣在返回奧斯麥特爐還原熔煉時產出的高銻粗錫，采用真空蒸餾法分離錫、銻，將高銻粗錫在真空狀態(tài)下加熱到銻的沸點以上、錫的沸點以下，使粗錫中的金屬銻與粗錫中的鉛呈氣態(tài)揮發(fā)，在真空爐冷凝罩上冷凝為液態(tài)鉛、銻合金收集后從下鉛管排出；而金屬錫不揮發(fā)，最終流入蒸發(fā)底盤從下錫管排出，達到將雜質銻從流程中實現(xiàn)開路的目的。將下錫管流出的低銻粗錫再返回錫精煉傳統(tǒng)流程后，在加鋁除砷、銻作業(yè)中可以大幅降低精煉除雜所需的鋁粒消耗，減少精煉渣的返回處理。

1.2 工藝流程簡介

在廣西來賓華錫冶煉有限公司，處理高銻粗錫需通過3次真空蒸餾處理（如圖1所示），真空爐一次處理原料為高銻粗錫，下錫管產出的粗錫含銻約0.5%，下鉛管產物中仍含有平均48.73%的錫，必須經(jīng)過二次蒸餾處理回收，同進使雜質銻進一步富集；經(jīng)過二次蒸餾后，下錫管產物含雜質銻為0.95%，對傳統(tǒng)錫精煉流程除雜鋁粒消耗有一定影響，但影響有限，因此在廣西來賓華錫冶煉公司仍將其返回用于錫精煉；三次蒸餾處理原料為二次蒸餾下鉛管產物，第三次蒸餾后在下鉛管得到含銻41.4%、含錫低于1.5%的最終產品：鉛銻合金，下錫管產物含錫為58.77%、含銻為22.13%，返回用于高銻粗錫的制備。

1.3 高銻粗錫的生產工藝指標與生產實踐

1.3.1 一次蒸餾生產實踐

真空度：5～10 Pa；蒸發(fā)盤溫度：1 250～1 350 ℃；處理量：14～16 t/d；原料主要成分見表1；產物主要成分見表2。

從化驗數(shù)據(jù)中可知：通過一次蒸餾后，真空爐產出的粗錫含錫平均達到了99.36%，含銻平均為0.50%，從錫含量、雜質銻的含量上看，其質量優(yōu)于公司奧斯麥特爐產出粗錫（Sn96%、Sb0.87%），粗錫的質量得到提純。該粗錫進入傳統(tǒng)火法精煉流程后，對降低精煉除雜時鋁粒消耗是有利的。一次蒸餾使高銻粗錫中的雜質銻得到進一步富集，得到的下鉛管產物含銻由處理前的3.65%提高到19.27%（見表3）。

1.3.2 二次蒸餾生產實踐

真空度：5～10 Pa；蒸發(fā)盤溫度：1 250～1 350 ℃；處理量：9～11 t/d；產物主要成分見表4、表5。

通過二次蒸餾，產出的粗錫含錫平均為98.03%，含銻平均為0.95%，粗錫含錫較奧斯麥特爐產出的粗錫高，粗錫含銻稍高于奧斯麥特爐產出粗錫，該粗錫在精煉流程處理時在鋁粒的消耗上與處理奧斯麥特爐產粗錫消耗的鋁?；境制?。二次蒸餾后，下鉛管合金產物平均含Sn由48.73%降低至16%、雜質銻富集到23.8%，為最終實現(xiàn)錫和銻的分離、減少金屬錫的損失提供有利條件。

1.3.3 三次蒸餾生產實踐

真空度：5～10 Pa；蒸發(fā)盤溫度：1 150～1 250 ℃；處理量：7～9 t/d；產物主要成分見表6、表7。

經(jīng)過第三次蒸餾，得到的三次粗錫含Sn平均為58.77%、含Sb為22.13%、含鉛14.23%，在真空爐生產中發(fā)現(xiàn)該粗錫直接再次入真空爐處理，極易引起真空爐下料管堵塞，而經(jīng)過三次蒸餾后，三次粗錫產出量為最初高銻粗錫投入量的5%～7%，產出量少，因此在廣西來賓華錫冶煉有限公司的生產實踐中采取返回高銻粗錫制備工序。三次蒸餾后，在下鉛管得到鉛銻合金含Sn平均為0.67%，達到公司工藝要求（≤1.5%），含Sb平均41.40%，產出量為最初高銻粗錫投入量的8%?，F(xiàn)廣西來賓華錫冶煉有限公司每月產出高銻粗錫約100 t，通過采用真空蒸餾分離錫、銻工藝，每月可為系統(tǒng)實現(xiàn)3 t雜質銻開路、減少除銻所用鋁粒1.5～1.8 t。

2 真空爐處理高銻粗錫工藝待解決的問題

從廣西來賓華錫冶煉有限公司利用真空爐處理高銻粗錫的生產來看，雖然在錫、銻分離上取得非常好的實際效果，但是仍存在一些待解決的問題，主要如下。

（1）石墨件損耗高，且價格昂貴。新型真空爐較傳統(tǒng)老式真空爐相比，有處理量大、爐內溫度高、適合處理復雜原料等優(yōu)勢，但新型真空爐對石墨件要求更高，體現(xiàn)在以下方面：高溫狀態(tài)下，作為真空爐核心的石墨發(fā)熱體易出現(xiàn)裂縫而損壞；一旦出現(xiàn)漏氣、真空爐下降時，石墨蒸發(fā)盤、發(fā)熱體在高溫下與氧接觸損耗。

（2）下料管易堵塞。由于真空爐下鉛管、下錫管設計存在一些缺陷，在斷料、下鉛管中物料含銻高于50%以上時，容易造成下料堵塞而使爐內短路死爐，降低了真空爐的開機效率；此外，在實踐中發(fā)現(xiàn)高銻粗錫含鐵量的升高易造成下錫管堵塞，由于真空爐化料系統(tǒng)、進料系統(tǒng)及出料系統(tǒng)均為鋼材質，高溫原料、產出物料與其接觸后均會使鐵溶解，特別是在真空爐三次蒸餾時原料含鐵最高可達到0.2%～0.3%，雜質鐵與不揮發(fā)物從下錫管中流中，在降溫過程中，鐵的析出形成高熔點合金，易導致下錫管堵塞。

（3）下錫管易損壞。由于真空爐下錫管采用石墨內襯、鋼管外殼，冷卻方式為水冷，在生產實踐中發(fā)現(xiàn)下錫管中流量比較小時，不揮發(fā)物在下錫管內壁向下流動可能出現(xiàn)不均勻，而使下錫管溫度也出現(xiàn)不均勻，下錫管受溫度差影響容易發(fā)生彎曲、石墨內襯斷裂；下錫管外殼為鋼材料，在高溫狀態(tài)下與金屬錫直接接觸易受錫液腐蝕而漏氣；下錫管與冷卻水接觸面氧化腐蝕而漏氣。

（4）漏氣時維修工作量大。真空爐必須在真空狀態(tài)下工作，出現(xiàn)輕微漏氣時，如果缺乏精確的檢測手段，人工檢查很難察覺，必須對真空爐所有密封系統(tǒng)進行檢查，重復進行拆爐、裝爐操作，尤其是進行電極密封件檢查時，需完全拆除電極后才能操作。

3 結語

廣西來賓華錫冶煉有限公司自采用真空爐處理高銻粗錫以來，在減少鋁粒消耗、降低精煉渣產出等已起到促進作用，顯示了真空爐在分離錫、銻上的優(yōu)勢。

參 考 文 獻

[1]黃位森.錫[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000.

[2]來賓華錫冶煉有限公司.質量月報[N].2017-01-04.

[3]來賓華錫冶煉有限公司.有色金屬工業(yè)企業(yè)統(tǒng)計報表[Z].2017.

[責任編輯：陳澤琦]