电炉熔炼锡精矿的生产实践

doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2012.05.005
电炉熔炼锡精矿的生产实践
包稚群1，瞿仁静1，朱良2
（1.昆明冶金研究院，昆明650031；2.昆明冶研新材料股份有限公司，昆明650031）
摘要：采用“两段熔炼法”电炉熔炼锡精矿直接产出弃渣工艺可以缩短流程、降低投入成本、提高经济效益。

详细介绍了生产中的配料、熔炼、操作制度。

获得的主要生产指标：直收率96.3%~98.9%，回收率98.8%~99.5%，渣含锡0.2%~2.9%，吨矿电耗779~1 099 kWh。

关键词：电炉熔炼；锡精矿；生产实践；配料；指标
中图分类号：TF814 文献标识码：A 文章编号：1007-7545（2012）05-0000-00
Plant Practice of Tin Concentrate Electric Smelting Process
BAO Zhi-qun1, QU Ren-jing1, ZHU Liang2
(1. Kunming Metallurgy Research Institute, Kunming 650031, China;
2. Kunming Metallurgy Research Institute and New Material Co. Ltd. Kunming 650031, China) Abstract：Tin concentrate was electric smelted using “two step smelting”process, it could shorten the flow path, reduce input cost and improve economic benefits. The plant practice of dosing, smelting and operating of this process were introduced in detail. The main production index is: tin direct recovery rate of 96.3%~98.9%, total tin recovery rate of 98.8%~99.5%, tin content in slag of 0.2%~2.9%, power consumption of per ton ore of 779~1 099 kWh.
Key words: electric smelting; tin concentrate; plant practice; dosing; index
在还原熔炼锡精矿时，由于锡和铁的氧化物在还原过程中的行为极其相似，当锡完全还原时，大量的铁也会被还原，致使粗锡品位低，并产生大量硬头。

所以有的冶炼厂规定电炉熔炼锡精矿要求含铁小于3%。

还原熔炼一般采用“两段熔炼法”，即锡精矿先在弱还原气氛下控制较低的还原温度，得到较纯的粗锡和含锡较高的富渣（Sn 5%~15%），然后将富渣在更高的温度和更强的还原气氛下再还原，产出硬头和含锡较低的贫渣(Sn 3%~5%)。

也可采用富渣进烟化炉硫化挥发得到含锡小于0.3%的弃渣。

对于不具备硫化挥发烟化炉的中小型冶炼厂来说，通过熔炼直接产出弃渣的方法，一方面缩短流程，另一方面可以降低投入成本，提高经济效益。

通过生产实践，控制配料、熔炼制度、操作制度等，采用电炉熔炼高品位锡精矿（含铁可以在3%~5%）直接产出含锡0.3%~1%的弃渣，且回收率、直收率、电耗、甲锡品位等各项指标都令人满意。

1 原料成分及熔炼设备
锡精矿主要来自广西及周边矿点，主要成分(%)：Sn 67.6~71.9、As 0.2~0.5、S 1.1~2.1、Fe 1.1~5.5、SiO2 0.5~1.8、CaO 0.2~6.2、H2O 6.2~8.0。

熔炼设备为圆形三相电弧电阻炉，直径2.3 m，功率900 kV A。

2 配料的基本原则
2.1还原剂量的控制
还原剂为无烟煤，其用量应保证炉料的充分还原，熔炼过程中电极能稳定地插入渣层，其用量按下式计算：2SnO2+3C=2Sn+2CO+CO2
在实际生产中，还原剂用量在计算值基础上上浮5%~10%，同时还要根据无烟煤含碳量和电炉产物的状况来判断还原程度，从而调整配入的还原剂量。

还原剂量过低容易消耗石墨电极，一方面造成电极损耗大，另一方面会使电极粗细不均，不易配电。

2.2渣型选择
对电炉熔炼来说，炉渣的黏度尤为重要。

因为炉内的传热主要靠炉渣的对流作用来完成，所以对炉渣的熔点、黏度、密度、表面张力、导电性等都有一定的要求。

生产上用控制炉渣的硅酸度来实现炉渣黏度的控制。

硅酸度为炉渣中SiO2含氧量与炉渣中FeO、CaO、MgO、Al2O3等含氧量的比值。

作者简介：包稚群（1970-），女，云南昆明人，工程师.
通常情况下，一般厂家电炉熔炼低铁物料采用的渣型为：SiO2 25%~35%，CaO 15%~36%，FeO 3%~7%，渣含锡3%~5%，硅酸度1.5~2.0。

我厂经过长期实践，采用渣型SiO2 35%~45%，CaO 15%~25%，FeO 5%~15%，硅酸度1.8~2.5，能控制炉渣含锡在1%以下，最大不超过3%，大部分炉渣可以作为弃渣。

这样的酸性渣有一定的黏度，但不影响放渣操作，且炉时、电耗等也未受到影响，处理一炉矿（9~10 t）炉时14~16 h。

3 熔炼制度
3.1进料
采用多次进料的作业制度：第一批占整炉料的1/2（约4~5 t），然后根据熔化、配电情况，每隔1~2 h加1 t 左右，整炉料约8 h加完。

进料应掌握好时机，少量、多次、均匀。

控制好进料时机，对炉料的熔化至关重要，才能有效地降低炉时、电耗。

针对炉料水分较高的特点，为防止冷料骤然进入引起喷料，可以事先把料吊至炉顶堆放烘干，加料时人为逐步撬料使其下滑。

控制不喷料，对于提高回收率、直收率是一个有效的途径。

3.2放锡、放渣
采用一次放锡、放渣的操作，可以极大地减轻劳动强度，且通过实践，熔炼效果并不差。

当炉料全部熔化造渣完毕，渣面无剧烈气泡产生，工作电流稳定于3~4 kA，经探渣流动性好，即可放渣、放锡。

3.3供电制度
应当控制好电极插入渣层的深度。

实践表明，电极插入深度为渣层的1/2，实行半埋弧熔炼，使用中压120~150 V，尽量保持三相电流为2~3 kA，可取得好的效果。

实践证实，2~3 kA的电流可以达到如下熔炼效果：1）不会延长炉时，大约14 h可熔炼一炉（9 t左右含锡物料）；
2）不会或较少发生猛烈喷爆现象，减少金属损失；
3）电极插入不太深，对炉体下部的金属搅动不厉害，有利于金属与渣的分离。

炉体上部的温度相应也高，对处理结壳也较容易些；
4）较少出现电流波动太大现象，使配电工容易操作。

4 主要熔炼指标比较
几个厂的主要熔炼指标见表1。

表1 熔炼主要指标
Table 1 the main index of smelting
厂别直收率
/%
回收率
/%
产渣率
/%
渣含锡
/%
甲锡品位
/%
乙锡品位
/%
乙锡比
/%
吨矿电耗
/kWh
1厂94.0~95.5 98.9~99.3 20~22 3~5 98.0~99.5 88~92 30~35 1 000~1 200 2厂90~95 20~27 3~5 92~98 13~30 850~1427 我厂96.3~98.9 98.8~99.5 10.7~13.9 0.2~2.9 93.8~98.9 62.9~85.3 10.9~12.6 779~1 099
从表1可看出，在配料、熔炼制度、操作制度合理的情况下，即使达到较低的渣含锡，也能保证较高的甲锡品位、较低的乙锡比、较低的电耗，各项指标都较理想。

我厂未投资建造烟化炉作后继硫化挥发处理工艺，产出的炉渣含锡1.5%即可作为弃渣，部分含锡较高的炉渣可作为洗炉渣来用，熔炼精矿时不会产出硬头，熔炼熔析渣产出少量硬头，硬头率约2.5%~3%，为防止铁及杂质的富集可考虑外售，整个熔炼流程通畅。

5 结论
对于杂质含量不是很高的锡精矿（含As<0.5%，Fe<5.5%），采用合理的配料、熔炼、操作制度，可以直接产出弃渣并获得较好的生产指标，缩短了生产流程，降低了投入成本。

参考文献
[1] 孙倬. 重有色金属冶炼设计手册（锡锑汞贵金属卷）[M]. 北京：冶金工业出版社，1995.
[2] 黄位森. 锡[M]. 北京：冶金工业出版社，2001.
[3] 郭昌华. 锡冶炼[M]. 北京：中国有色金属工业总公司职工教育教材编审办公室，1981.。