第7章 锡及锡合金生产(43)
锡冶炼员工教材
锡冶炼员工教材目录- 4 -第一章锡的资源、性质和用途- 4 -第一节锡的矿物、矿床、矿石及开采品位- 4 -一、锡的矿物- 5 -二、锡的矿床- 5 -三、锡矿的分布- 5 -第二节锡及化合物的性质- 5 -一、锡的性质- 6 -二锡的主要化合物及其性质- 8 -三、锡的用途- 9 -四、锡的生产和消费- 10 -第二章炼锡原料及炼锡方法简介- 10 -第一节炼锡原料- 10 -一、锡精矿- 12 -二、锡中矿- 12 -第二节炼锡方法简介- 12 -一、高温还原熔炼- 13 -二、其它炼锡方法- 14 -第三章锡精矿的炼前处理- 14 -第一节炼前处理的原因- 14 -第二节锡精矿的焙烧- 14 -一、焙烧的方法和目的- 15 -二、焙烧除杂质的原理和影响因素- 16 -三、回转窑焙烧生产工艺- 18 -第四章锡精矿的还原熔炼- 18 -第一节概述- 18 -第二节锡精矿还原熔炼原理- 18 -一、用碳还原金属氧化物的基础理论- 19 -二、锡的氧化物的还原- 20 -三、锡精矿中伴生金属氧化物的还原- 22 -四、锡精矿还原熔炼的机理及影响反应速度的因素- 23 -第三节炼锡炉渣- 23 -一、概述- 23 -二、炼锡炉渣的组成- 26 -三、锡在炉渣中的损失和存在状态- 26 -四、锡炉渣的性质- 28 -五、渣型的选择与配料计算- 30 -第四节锡精矿的反射炉熔炼- 30 -一、概述- 32 -二、反射炉熔炼的入炉物料- 33 -三、反射炉的结构- 35 -四、反射炉熔炼的供热- 36 -五、反射炉操作- 37 -六、反射炉熔炼的技术经济指标- 39 -第五章粗锡的火法精炼- 39 -第一节粗锡精炼的必要性和火法精炼方法简介- 39 -一、粗锡精炼的必要性- 40 -二、粗锡精炼方法简介- 42 -第二节加热熔析和冷却凝析除砷、铁- 42 -一、熔析法及凝析法除砷、铁的原理- 43 -二、熔析法除铁、砷实践- 44 -三、熔析法处理乙粗锡的技术经济指标- 44 -四、凝析法除砷、铁的原理、方法和实践- 47 -第三节粗锡精炼除铜- 47 -一、加硫除铜的原理- 48 -二、加硫除铜的操作、设备和技术条件- 49 -第四节粗锡除铅、铋精炼- 49 -一、结晶分离法除铅、铋原理- 51 -二、结晶分离法除铅、铋实践- 53 -第五节加铝除砷、锑- 53 -一、加铝除砷、锑的必要性- 53 -二、加铝除砷、锑的原理- 53 -三、加铝除砷、锑生产实践- 55 -四、锡的真空精炼- 59 -第六章富渣及低锡物料的处理- 59 -第一节概述- 59 -一、富渣处理方法的演变- 60 -二、富锡中矿的产出和用烟化炉处理的意义- 60 -第二节硫化挥发法回收锡的原理及影响因素- 60 -一、锡及伴生金属在硫化挥发中的行为- 62 -二、影响锡挥发的因素- 66 -第三节硫化挥发的实践- 66 -一、用烟化炉处理富渣和富中矿生产实践- 74 -第七章冶炼副产品的处理- 74 -第一节硬头的处理- 74 -一、硬头的生成和成分- 75 -二、硬头的处理方法- 77 -第二节炭渣和铝渣的处理方法- 77 -一、炭渣和铝渣的成分- 77 -二、处理方法- 78 -第八章粉煤制备及煤气制备- 78 -第一节粉煤制备- 78 -一、技术参数：- 78 -二、球磨机选型- 78 -三、粉煤制备系统- 80 -四、站房的设备布置及安全措施- 80 -第二节煤气制备- 80 -一、两段式煤气发生炉气化工艺的特点- 81 -二、两段炉气化过程（原理）及炉内反应层次- 81 -三、两段式煤气发生炉工艺流程- 83 -第九章炼锡厂的三废治理- 83 -I 第一节三废治理的意义- 84 -第二节布袋收尘器- 84 -一、收尘原理- 85 -二、布袋收尘器的构造- 86 -三、影响布袋收尘效率的因素- 86 -第三节沉降收尘设备- 86 -一、沉降设备的收尘原理- 87 -二、影响烟尘沉降效率的因素- 87 -三、沉降设备的种类- 87 -第四节尾气脱硫系统- 87 -一、概述- 89 -二、尾气脱硫的原理- 89 -三、尾气脱硫的设计参数- 89 -第五节废渣和废水的处理- 89 -一、烟化炉的废渣的处理- 89 -二、污泥渣的处理- 90 -三、污水的处理第一章锡的资源、性质和用途第一节锡的矿物、矿床、矿石及开采品位一、锡的矿物地壳中锡的丰都约为2×10-6，属于含量较低的元素，与其他金属相比，约为铜的1/27，铅的1/6，锌的1/35，属稀有金属。
金属冶炼中的锡冶炼与锡生产
贸易政策与关税
关注各国贸易政策及关税变 化，分析其对国际锡市场的 影响。
竞争格局
分析主要锡生产国和消费国 的市场占有率及竞争状况， 了解行业内的主要参与者及 其竞争优势。
THANKS
感谢观看
通过优化生产工艺和 流程，实现产品的批 量生产和质量控制。
市场营销
制定市场营销策略， 加强品牌推广和渠道 拓展，提高产品市场 占有率。
国际锡市场的动态分析
全球供需状况
分析全球锡资源的分布、开 采和生产情况，以及消费市 场的需求状况，了解全球锡 市场的供需平衡情况。
价格走势
研究锡价的历史走势和影响 因素，预测未来锡价的可能 变化趋势。
05
案例分析
某大型锡冶炼企业的生产流程
配料与熔炼
根据原料成分和生产计划，将 锡精矿与其他必要的配料混合 ，通过高温熔炼产出粗锡。
副产品回收
在生产过程中，对产生的副产 品进行回收和再利用，提高资 源利用率。
锡精矿采购
从国内外矿山采购锡精矿，作 为冶炼的原料。
粗锡精炼
通过电解、除杂等工序，将粗 锡提纯为精锡，以满足不同客 户的需求。
此外，锡还应用于制造餐具、 装饰品、船舶防腐涂料等领域 。
02
锡的冶炼过程
锡矿的开采和选矿
锡矿开采
通过露天挖掘或地下开采的方式 ，将含有锡的矿石从地下提取出 来。
选矿
将开采出来的矿石进行破碎、磨 细和分选，以分离出锡含量较高 的矿物。
锡的富集和熔炼
富集
通过化学或物理方法，将锡含量较低 的矿物富集，提高其锡含量。
电解熔融氧化物
将锡的氧化物熔融后通入 直流电，在阴极上析出金 属锡。
电解熔融盐混合物
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。
第五章锡冶金.
化亚铜浮渣，锡中含铜量即能达到要求。
④结晶法除铅铋。
基本原理为液态含铅粗锡温度降至略低于液相线时，开
始析出含锡高的结晶体，然后将结晶体缓慢移向温度较高处， 使它部分熔化，再降温结晶，晶体得以提纯，液体流向温度 略低的地方，又部分结晶，提高液体的含铅量，如此反复， 即可除去锡中的铅。同时,铅在液相中富集,当液相温度接近
砷和一部分锑。往料中添加少量食盐，可使部分铅
生成氯化铅挥发。焙烧还能使锡精矿中铁的化合物
转化成四氧化三铁，便于用磁选法选出。但此法不
能彻底除去杂质。
②将锡精矿再磨细,用多种选矿方法综合精选,以得到 较纯的锡精矿。如用浮选法分离铅、砷和锑矿物，
用磁选法分离铁矿物和黑钨矿，用重选法分离石英。
③用盐酸浸出锡精矿，其中大部分铁、铅、砷、锑、
氧化锡按下式还原成金属锡：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2SnO2＋3C─→2Sn＋2CO＋CO2
氧化铁等杂质的熔剂熔化成炉渣，原料中的锡约有
82％还原成金属，10％进入炉渣,8％进入烟尘。
熔炼中部分氧化铁被还原成金属铁,并与锡生成合金,
称为硬头。所产炉渣含锡 8～10％，称为富渣。此
渣经再次还原熔炼，渣含锡可降到约3％,称为两段
最有工业价值。
锡的矿床分为脉锡矿床和砂锡矿床两大类。
目前开采的脉锡矿最低品位为0.15~0.2％，砂锡矿的最低品
位为0.008~0.01%。
锡矿石照例要预先经过选矿。提供冶炼的锡精矿按品位分为 三种类型，第一类是高品位锡精矿，含锡大于70%；第二类 是中等品位锡精矿，含锡40～50%；第三类是低品位锡精矿
为固体渣，使粗锡初步提纯。
②凝析除砷、铁。
向锡精炼锅中的粗锡液面喷水，降温到略高于232℃,加
《金属材料与热处理》教材习题答案：第七章 有色金属及硬质合金
《金属材料与热处理》教材习题答案第七章有色金属及硬质合金1.纯铜的性能有何特点？纯铜的牌号如何表示？答：铜的密度为8.96 ×103 kg/m3，熔点为1083℃，其导电性和导热性仅次于金和银，是最常用的导电、导热材料。
它的塑性非常好，易于冷、热压力加工，在大气及淡水中有良好的抗蚀性能，但纯铜在含有二氧化碳的潮湿空气中表面会产生绿色铜膜，称为铜绿。
纯铜强度低，虽然冷加工变形可提高其强度，但塑性显著降低，不能制作受力的结构件。
按化学成分不同可分为工业纯铜和无氧铜两类，我国工业纯铜有三个牌号：即一号铜（99.95%Cu）、二号铜（99.90%Cu），三号铜（99.7%Cu），其代号分另为T1、T2、T3；无氧铜，其含氧量极低，不大于0.003%，其代号有TU1、TU2，“U”是“无”字汉语拼音字首。
2.铜合金有哪几类？它们是根据什么来区分的？答：常用的铜合金有黄铜、青铜、白铜三大类。
黄铜是以锌为主加合金元素的铜合金，白铜是以镍为主加合金元素的铜合金，除了黄铜和白铜外，所有的铜基合金都称为青铜。
按主加元素种类的不同，青铜又可分为锡青铜、铝青铜、硅青铜和铍青铜等。
3.锌的含量对黄铜的性能有何影响？答：锌含量在32％以下时，随锌含量的增加，黄铜的强度和塑性不断提高，当锌含量达到30％一32％时，黄铜的塑性最好。
当锌含量超过39％以后，强度继续升高，但塑性迅速下降。
当锌含量大于45％以后，强度也开始急剧下降，所以工业上所用的黄铜Zn含量一般不超过47％。
4.青铜按生产方式分为哪两类？它们的牌号如何表示？答：按生产方式也可分为压力加工青铜和铸造青铜两类。
压力加工青铜的代号由“Q”＋主加元素的元素符号及含量＋其他加人元素的含量组成，如QSn4一3。
铸造青铜的牌号表示方法由“ZCu”+主加元素符号+主加元素含量+其他加入元素的元素符号及含量组成。
如ZCuSn5Pb5Zn5等。
5.含锡量对锡青铜的性能有何影响？答：锡含量较小时，随着锡含量的增加，青铜的强度和塑性增加，当锡含量超过5%~6%时，其塑性急剧下降，强度仍然高。
稀土金属及其合金的制取
电解过程中的总反应式可以表示如下：
RE Cl3 = RE +3/2Cl2
（7-6）
13
在稀土氯化物和碱金属氯化物混合熔体电解中，研究钼 阴极电流密度和电位（相对于氯参比电极）关系的极化曲 线时，可以看出整个阴极过程要比上述情况复杂得多，大 致可以分成如下三个阶段：
（1）较稀土金属平衡电位更正的区间，即阴极电位是在1.0到-2.6伏，阴极电流密度为10-4～10-2A/cm2（通常叫做 残余电流）范围内，电位较正的那些阳离子会在阴极上析 出，例如：
11
二、稀土氯化物熔盐电解的电极过程
根据电解质能够发生电离的原理，由RECl3—KCl组成的电
解质，在熔融状态下也会发生电离作用，化合物离解为能 自由运动的阳离子和阴离子。
氯化稀土将按如下方式离解：
RECl3 = RE+3+3Cl-
氯化钾将按如下方式离解：
（7-1）
KCl = K++ Cl-
4
3、电解质粘度 电解质粘度对稀土电解工艺技术有着不可忽视的影
响。粘度大，金属液滴同电解质难分离，阳极气体逸 出受到的阻力大，难排出。也不利于电解渣泥的沉降， 还会阻碍电解质的循环和离子扩散，因而影响电解的 传热、传质过程。在900℃时，PrCl3和NdCl3的粘度分 别为11.90厘泊和40.80厘泊。而CaCl2和KCl在800℃分 别为4.49和1.08厘泊，NaCl在816℃为11.49厘泊。可见 稀土氯化物比碱金属和碱土金属氯化物的粘度要大得 多。在讨论稀土熔盐电解时，常提到电解质粘度变化 的问题，可惜较少见到有关稀土电解质粘度及其对电 解影响的资料。某些熔融氯化物的粘度见表7-2。它们 显然比常见碱金属和碱土金属氯化物的粘度大。工业 生产混合稀土金属的RECl3-KCl-CaCl2体系比RECl3-KCl体 系的粘度更大一些。
锡的基本性质
第1章绪论锡矿资源的分类与锡矿的基本知识1.1.1锡的地球化学知识地壳岩石圈中锡的丰度为2×10-6，属于含量较低的元素，与其他金属的丰度相比，约为钢的1/27，铅的1/6，锌的1/35，故将锡称为稀有金属。
锡的原子半径为0.15nm，在自然界中常见的价态为+2价和+4价，其离子半径分别为0.093nm和0.069nm。
由于离子半径、电负性的相似，离子Sn2+可与Cn2+、In2+、Fe2+等呈类似同像置换；离子Sn4+可与Fe3+、Sn3+、In3+、Nb5+、Ta5+、Ti4+等呈类质同像置换。
锡常赋存于钛酸盐和钽酸盐的类质同像混合物中或铌、钽以类似质同形式存在于锡石中。
锡矿床与酸性岩浆岩的关系密切，具有明显的专属性。
于锡矿生成物有关的含锡花岗岩岩石成分长具有高硅、高钾钠、贫钙镁、富氟的特点。
1.1.2锡的矿物目前世界上已知的系矿物有50多种，可以分为自然元素、金属互化物、硫化物、氧化物（锡石）、氢氧化物、硅酸盐（硅锡矿）、硫锡酸盐（黄锡矿）、硼酸盐等几类。
在地壳岩石圈中的系矿物主要是以锡石状态存在，常见矿物还有黝锡矿，辉锑锡铅矿、硫锡矿、硫锡银矿、圆柱锡矿、硼钙锡矿、马来亚石、钽锡矿等十余种，其他的锡矿很少，只有地质学和矿物学的意义。
锡的工业矿物很少，以现有选冶技术条件，有工业价值的锡矿物仅有锡石和黝锡矿，且以锡石为主。
纯锡石（SnO2）含锡78.8%，但由于天然锡石中常含有铁、锰、铟、钽、铌、钨、镓、锗、钒、铍和钪等元素，其中以铁最多，所以天然锡石的含锡量仅为70%~77%。
纯锡石无色透明的，天然锡石因含杂质元素的不同而使其颜色不同，一般常见为褐色和棕色。
锡石的莫氏硬度位6~7,性脆。
密度6.8~7.0g/cm3。
锡石矿床在成因上与酸性岩浆岩，尤其是与华港呀有密切的关系。
在各类型锡矿床均有锡石产出，其中以锡石石英脉和热液锡石硫化物矿床最具有工业价值。
原生锡石矿经风化破坏后，常形成砂锡矿。
锡丝的制造工艺和过程介绍
锡丝的制造工艺和过程介绍传统锡丝的制造工艺大致如下：合金熔合，铸造，挤压，拉丝，缠绕和包装。
在此生产过程中，每个环节都更为重要。
每个过程都应该有一个质量控制点，下面简要介绍这些过程的相关条件。
（1）“合金熔合”和“浇铸”“合金熔合”是指去除杂质并以一定比例的金属制造所需合金的冶炼过程。
在实际操作中，此过程通常在融合完成的同时开始“浇铸”。
“浇铸”是指将熔融合金倒入通常为圆柱形的成型模具中，因此有人将这种半成品称为“锡圆柱”。
“锡圆柱”的的长短、粗细视压机入口情况而定，以能够较方便地放入挤压机进行挤压为准。
在这里，将“熔合和“浇铸”放在一起，此两阶段过程所需的设备并不复杂。
主要设备包括：熔炉，铸造模具，成型模具，温度传感器等。
锡铅合金熔合的制备程序和注意事项：1.生产锡铅焊料合金时，应先放入铅，然后将锡置于350℃下，混合中间合金并搅拌均匀，以去除炉渣质量。
实验室分析合格后，可作为铸锭备用。
2.当温度升至指定温度时，开始搅拌，搅拌速度应均匀。
为确保没有死角，最好在熔炉底靠近部约10-20cm的地方安装导流片。
3.根据炉子的大小，每搅拌10-20分钟，应将其调整到相反的方向进行搅拌；4.搅拌约40分钟后，停止搅拌并将炉子保持在内部温度下，让炉子中的合金静置；5.静置20分钟后，再次开始搅拌，每次大约10分钟，正向和反向各一次；6.完成上述搅拌和静置后，降低搅拌速度，操作员开始铸造锡罐。
此时，应严格遵守不同品牌的铸造液温度。
炉内的金属液体必须均匀搅拌，以防止化学成分的分离。
7.在准备需要交换品种的锡合金时，必须使用工具清洁炉中的锡渣，以防止残留的材料混入下一批合金中，从而影响其合金成分。
8.当熔炉中有熔融金属时，如果要添加其他冷金属锭，则必须先将其干燥，然后再添加，以防止高温熔化而溅起的冷水对人体造成伤害；。
焊接工艺(锡焊)
手工焊接中最常见的是管状松香芯焊锡 丝。这种焊锡丝将焊锡制成管状，其轴向芯 内是优质松香添加一定的活化剂组成的。
7
6.1 焊接的基本知识
4．清洗剂 在完成焊接操作后，要对焊点进行清洗，
避免焊点周围的杂质腐蚀焊点。 常用的清洗剂有： 无水乙醇（无水酒精） 航空洗涤汽油 三氯三氟乙烷
元器件（SMC和SMD），印制电路板上没有通 孔插装元器件。
（2）混合安装： 指在同一块印制电路板上，既装有贴片
元器件，又装有通孔插装的传统元器件。目 前，使用较多的安装方式还是混合安装法。
41
6.3 自动焊接技术
3．表面安装技术的工艺流程 （1）安装印制电路板 （2）点胶 （3）贴装SMT元器件 （4）烘干 （5）焊接 （6）清洗 （7）检测
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6.3 自动焊接技术
2．波峰焊接机的组成 波峰焊接机通常由下列部分组成： 波峰发生器 印制电路板夹送系统 焊剂喷涂系统 印制电路板预热和电气控制系统 锡缸以及冷却系统。
32
6.3 自动焊接技术
3．波峰焊接的工艺流程 （1）焊前准备 （2）元器件插装 （3）喷涂焊剂 （4）预热 （5）波峰焊接 （6）冷却 （7）清洗
6.2.3 焊点的质量分析 1．对焊点的质量要求 电气接触良好 机械强度可靠 外形美观
22
6.2 手工焊接的工艺要求及质量 分析技术
2．焊点的常见缺陷及原因分析 虚焊（假焊） 拉尖 桥接 球焊 印制板铜箔起翘、焊盘脱落 导线焊接不当
23
6.2 手工焊接的工艺要求及质量 分析技术
常见焊接缺陷的图片
方便。 成本低，无污染，无公害。 缺点：压接点的接触电阻大，因而压接
锡及锡锭---精品管理资料
锡锭详细资料目录1. 性状 (3)2。
锡的化合物及其应用 (3)3。
锡锭国家标准——GB/T 728－1998 (4)3。
1 范围 (4)3。
2 引用标准 (4)3。
3 定义 (5)3.4 订货合同内容 (5)3。
5 要求 (5)3.6 试验方法 (6)3.7 检验规则 (6)3。
7。
1 检查与验收 (6)3.7。
2 仲裁取样方法 (6)3。
7。
3 检验结果判定 (7)3.8 标志、包装、运输、贮存 (7)4. 我国锡生产工艺 (7)4。
1 两段熔炼法。
(8)4。
2 还原熔炼-烟化挥发法 (9)4.3 烟化富集-还原熔炼法 (9)5. 锡及锡制品产品结构 (10)6。
锡产品在行业中的应用 (11)1。
性状●银白色金属，质软，有良好延展性.熔点232℃,密度7.29g/cm3.无毒●锡是一种银白色而又柔软的金属，它与铅、锌很相似，但看上去要更亮一些。
它的硬度比较低，用小刀就能切开它。
它具有良好的延展性,特别是在温度100℃时,能展成极薄的锡箔,厚度可以薄到0。
04毫米以下.●锡也是一种低熔点的金属，它的熔点只有232℃，因此，只要用蜡烛火焰就能把它熔化成像水银一样的流动性很好的液体。
●纯锡有一种奇特的性能:当锡棒和锡板弯曲时,会发出一种特别的仿佛是哭泣声的爆裂声。
这种声音是由晶体之间发出的摩擦引起的。
当晶体变形时，就会产生这样的摩擦。
奇怪的是,如果换用锡的合金，在变形时，却不会发出这种哭声。
因此,人们常常根据锡的这一特性来鉴别一块金属究竟是不是锡。
●锡在常温下富有展性。
特别是在100℃时，它的展性非常好，可以展成极薄的锡箔.平常，人们便用锡箔包装香烟、糖果，以防受潮（近年来，我国已逐渐用铝箔代替锡箔。
铝箔与锡箔很易分辨-—锡箔比铝箔光亮得多).不过,锡的延性却很差，一拉就断，不能拉成细丝。
●温度下降到-13.2℃以下，它竟会逐渐变成煤灰般松散的粉末.特别是在-33℃或有红盐(SnCl4·2NH4Cl）的酒精溶液存在时，这种变化的速度大大加快.一把好端端的锡壶，会“自动"变成一堆粉末。
锡的冶炼与合金制备
利用锡矿石与其他矿物的密度差异，通过水流的冲刷和筛选，将锡与其他矿物分离。
浮选法
通过使用特定的化学药剂，使锡与其他矿物表面的物理化学性质产生差异，再利用空气泡沫将锡矿物浮到表面。
锡的冶炼过程
火法冶炼
将锡矿石在高炉中加热至高温，通过还原反应得到粗锡。
电解法
利用电解原理，将粗锡溶解在熔融的盐中，通过电解得到纯锡。
THANKS
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需求将持续增长。
化工和医药行业
02
锡在化工和医药行业中的应用不断扩大，如稳定剂、催化剂和
药物成分等。
食品包装和容器
03
锡在食品包装和容器制造中具有防腐、保鲜和无毒等优点，市
场需求稳定。
锡的资源保护与可持续发展
1 2
合理开采
加强锡矿资源的合理开采，避免过度开采和资源 浪费。
提高回收利用率
鼓励和支持锡的回收利用，降低对原生资源的依 赖。
锡锌合金
以锡和锌为主要成分的合金， 具有良好的抗蠕变性能和耐腐 蚀性能。
锡铋合金
以锡和铋为主要成分的合金， 具有较低的熔点和良好的导热
性能。
锡合金的制备方法
熔炼法
将锡和其他金属元素混合，在高温下进行熔 炼，形成锡合金。
电解法
通过电解熔融的金属盐类，将金属元素沉积 在阴极上，形成锡合金。
粉末冶金法
将金属粉末混合后进行压制、烧结等工艺处 理，制备出锡合金。
2024-01-05
锡的冶炼与合金制备
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目录
• 锡的冶炼 • 锡合金制备 • 锡的回收与再生 • 锡的未来发展与挑战
01
锡的冶炼
锡矿的开采
露天开采
适用于地表的锡矿，通过剥离表土和 岩石，将矿石运出进行后续处理。
有色冶金概论-锡冶金
6.1 概述
我国炼锡厂大多采用“锡精矿还原熔炼 - 粗锡火法精炼 - 焊 锡电解或真空蒸馏-锡炉渣烟化处理”的工艺流程，使用的还原 熔炼设备主要是反射炉、电炉、回转短窑熔炼技术、卡尔多炉 和澳斯麦特炉，其中澳斯麦特炉最有广泛的工业应用前景。我 国锡冶炼工艺的特点是适于处理中等品位的锡精矿，并采用烟 化炉处理富锡炉渣以取代传统的二段熔炼法。 我国锡冶炼技术在很多方面居于世界先进水平：烟化炉硫 化挥法直接处理富锡炉渣已被世界各国炼锡厂广泛采用 ；以电 热连续结晶机脱除粗锡中的铅和铋，继之用真空蒸馏炉处理结 晶机的副产品粗焊锡，成为我国锡火法精炼的特色之一。电热 连续结晶机已成为锡火法精炼系统的标准设备，被誉为20世纪 锡冶金工业最重大的发明之一。
6.3 炼锡原料及方法
(2)还原熔炼
锡精矿还原熔炼所用的设备主要为奥斯麦特炉、反射炉、电 炉。电炉温度高，还原气氛强，既适于还原难熔精矿，又适于 炼渣，特别适宜于处理含铁比较少的锡精矿。 在锡的还原熔炼过程中，铁的还原是不可避免的。高温时， 铁在锡中的溶解度大，随着温度的下降，铁便从锡液中析出， 析出的块状晶体称为硬头。 在一定的还原条件下，还原出的铁（或加入的含铁物料） 可以作为锡的还原剂，因此精矿熔炼加入硬头和精炼浮渣等含 铁物料配料是合理的，但这个还原作用受到粗锡允许含铁量的 限制。粗锡含铁越低，炉渣含锡（SnO）越高。
6.3 炼锡方法
云锡Ausmelt熔炼工艺流程
6.3 炼锡原料及方法
(2)还原熔炼
SnO2被还原成金属锡，要经过SnO的阶段，SnO是易挥发 的化合物，不可避免的会有锡与SnO的挥发，而且还原生成的 金属锡在氧化气氛下也会生成SnO挥发，降低锡的直收率。
SnO是弱碱性物质，能与酸性氧化物如 SiO2 形成低熔点炉 渣，降低锡的直收率。
精选焊接工艺锡膏的介绍
行业样例：PCB&LCM焊接
热压焊
回流焊
主要客户：冠捷，华为，富士通，比亚迪，中兴，格力
裝板
涂敷焊剂
预热
焊接
热风刀
冷却
卸板
预热开始
与焊料接触
达到润湿
与焊料脱离
焊料开始凝固
凝固结束
预热时间
润湿时间
停留/焊接時間
冷却時間
工艺时间
波峰焊工艺曲线解析
波峰焊
主要作用： 挥发助焊剂中的溶剂，使助焊剂呈膠粘狀。液态的助焊剂内有大量溶剂，主要是无水酒精，如直接进入锡缸，在高溫下会急据的挥发，产生气体使焊料飞溅，在焊点內形成气孔，影响焊接品质。 活化助焊劑，增加助焊能力。在室溫下焊剂还原氧化膜的作用是很缓慢的，必須通過加热使助焊剂活性提高，起到加速清除氧化膜的作用
锡膏优点1.回流焊后残留物极少，具有极高的表面绝缘阻抗。2.连续印刷性及落锡性好，在长时间印刷后仍能与开始印刷时效果一致，不会产生微小锡球和塌落，贴片元件不会偏移3.印刷时具有优异的脱膜性,可适用于0.5mm到0.3mm的细间距器件贴装4.溶剂挥发慢，可长时间印刷而不会影响锡膏的印刷粘度5.具有极佳的焊接性能，可在不同部位表现出适当的润湿性，焊后残留物腐蚀性小6.产品储存稳定性好，可在5℃-15℃温度下保存，有效期可长达7个月7.回流焊时产生的锡球极少，有效的改善短路的发生。焊后焊点光泽良好，强度高，导电性能优异8.适用的回流焊方式：对流式、传导式、红外线、气相式、热风式、镭射式
第七章 二元相图及其合金的凝固
果。会几种典型Fe-C合金的冷却过程分析。熟练杠杆定律 在Fe-C合金中的应用。 • 组织组成物及相组成物。
重点与难点
重点： • 1 组元、相、组织、组织组成物、铁素体、奥氏体、珠光
体、莱氏体 、渗碳体等基本概念； • 2 多相平衡成分确定的公切线方法； • 3 掌握分析相图的基本方法； • 4 熟记铁碳相图，弄清重要温度与成分点、重要线意义；
7.2.1 固溶体的自由能-成分曲线
固溶体的自由能为
G xAA xBB xAxB RTxA ln xA xB ln xb
G
Hm
TSm
式中，xA和xB分别表示A，B组元的摩尔分数；uAº和uBº分 别表示A，B组元在T(K)温度时的摩尔自由能；R是气体常
• 当Ω ＜0,由(7.4)式可知,A-B对的能量低于A-A和B-B对的 平 均能量,所以固溶体的A,B组元互相吸引，形成短程有序分 布，在极端情况下会形成长程有序，此时ΔHm＜0。
• 当Ω ＝0，A-B对的能量等于A-A和B-B对的平均能量，组 元的配置是随机的，这种固溶体称为理想固溶体，此时 ΔHm ＝0。
• 当Ω ＞0，A-B对的能量高于A-A和B-B对的平均能量，意 味着 A-B对结合不稳定，A,B组元倾向于分别聚集起来， 形成偏聚状态，此时ΔHm ＞0。
锡的生产工艺及技术配方
锡的生产工艺及技术配方锡是一种常见的金属材料，广泛用于金属制品的生产和加工过程中。
下面将详细介绍锡的生产工艺及技术配方。
一、锡的生产工艺：1. 原材料采购：锡的原料主要是锡石和废锡制品。
锡石是锡的主要矿石，一般含锡量在30%左右。
废锡制品是指生产过程中产生的废弃锡制品，通过回收再利用可以降低成本。
2. 精炼炉熔炼：将锡石和废锡制品放入精炼炉中，经过高温加热熔化。
在炉内加入冶炼剂，通过还原反应将锡石中的杂质如铅、铜等除去，得到纯度较高的锡液。
3. 液态净化：将熔融的锡液倒入净化槽中，通过定向流动和过滤，去除锡液中的氧化物、杂质和颗粒等。
净化后的锡液纯度更高。
4. 冷却凝固：将净化后的锡液倒入凝固模具中，通过冷却凝固成型。
锡液在凝固过程中会逐渐固化，形成锡锭。
5. 锡锭加工：将锡锭送入锻造厂进行加工。
主要工艺包括锻造、轧制、拉伸等。
通过不同的加工方法可以得到不同形状和规格的锡制品。
6. 精加工：对锡制品进行精细加工。
包括切割、冲压、焊接、涂装等。
通过精加工可以将锡制品加工成最终产品。
7. 检验包装：对成品进行质量检验，包括外观、尺寸、性能等指标。
合格后进行包装，并贴上产品标识。
二、锡的技术配方：锡的技术配方有以下几个关键要素：1. 原材料：控制锡石和废锡制品的比例和质量，以及冶炼剂的配比和使用量。
2. 熔炼温度：控制锡石和废锡制品的熔化温度，一般在232-260摄氏度之间。
3. 净化剂：选择合适的净化剂，可以加快净化过程，提高锡液的纯度。
常用的净化剂有气泡剂、气体氧化剂和纯化剂等。
4. 凝固速度：控制凝固模具的温度和冷却速度，可以影响锡锭的晶粒大小和组织结构。
5. 加工温度：锡锭加工时需要控制加工温度，不同温度可以得到不同的机械性能和成形性能。
6. 加工方法：锡锭的加工方法有多种选择，需要根据产品需求和工艺要求进行选择，包括锻造、轧制、拉伸、冲压等。
7. 涂装剂：对锡制品进行涂装可以提高其表面光滑度和抗腐蚀性能。
锡铜合金生产工艺流程
锡铜合金生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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锡在常温下与水、水蒸气和二氧化碳均无作用。 锡在常温下与水、水蒸气和二氧化碳均无作用。但在 610℃以上时，锡与二氧化碳反应生成二氧化锡： ℃以上时，锡与二氧化碳反应生成二氧化锡： Sn＋2CO2 → SnO2＋2CO ＋ 在650℃以上时，锡能分解水蒸气： ℃以上时，锡能分解水蒸气： Sn＋2H2O(气) → SnO2＋2H2 ＋ 气 常温下锡与卤素， 常温下锡与卤素，特别是与氟和氯作用生成相应的卤 化物。加热时，锡与硫、 化物。加热时，锡与硫、硫化氢或二氧化硫作用生成硫化 物。 锡的标准电极电位(Sn ＋ ， 锡的标准电极电位 2＋／Sn)为－0.136V，由于氢在 为 金属锡上的超电位较高，所以锡与稀的无机酸作用缓慢， 金属锡上的超电位较高，所以锡与稀的无机酸作用缓慢， 而与许多有机酸实际上不起作用。 而与许多有机酸实际上不起作用。
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2. 生产锡箔 金属锡有良好的展性，可加工成很薄的锡 金属锡有良好的展性， 加工方法采用冷轧，逐渐将锡板轧为厚度可达0.004mm 箔，加工方法采用冷轧，逐渐将锡板轧为厚度可达 的锡箔。锡箔主要用于一些高级干式电容器中， 的锡箔。锡箔主要用于一些高级干式电容器中，锡箔之间用 纸质绝缘层隔开。少量用于包装巧克力和乳制品。 纸质绝缘层隔开。少量用于包装巧克力和乳制品。 3. 玻璃工业 英国皮尔金藤公司首次在工业上将液态金 属锡应用于平板玻璃的生产过程中。其工艺为： 属锡应用于平板玻璃的生产过程中。其工艺为： 1000℃以上 ℃ 的熔融玻璃直接倾注到锡熔池的光滑表面上， 的熔融玻璃直接倾注到锡熔池的光滑表面上，采用含有一定 氢的氮气保护熔池免受氧化。熔融玻璃浮在液体锡表面， 氢的氮气保护熔池免受氧化。熔融玻璃浮在液体锡表面，凝 固成型的玻璃非常平整。 固成型的玻璃非常平整。 4. 其他用途 在蒸馏装置中处理高纯水时，使用纯锡作 在蒸馏装置中处理高纯水时， 衬里材料；制成软管用于配药； 衬里材料；制成软管用于配药；高纯锡广泛用于制造半导体 和超导合金， 和超导合金，等。
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（1）锡的相变 ） 锡有三种同素异形体， 锡 灰锡）、 ）、β-锡 白锡） 锡有三种同素异形体，α-锡（灰锡）、 锡（ 白锡） ），其转变温度如下 和γ-锡（脆锡），其转变温度如下： 锡 脆锡），其转变温度如下：
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（α-锡） 锡
（β-锡） 锡
（γ-锡） 锡
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13.2℃ ℃ 161℃ ℃ 在常温下锡为银白色的β-锡 有展性， 在常温下锡为银白色的 锡，密度 7.28 g/cm3 ，有展性， 其组织为正立方晶体结构 。 其组织为正立方晶体结构 正立方 β锡在 锡在13.2℃以下会转变为 锡，在－40℃左右相变速度 锡在 ℃以下会转变为α-锡 ℃ 其非金属性很强， 最快。灰锡为金刚石型晶体结构 金刚石 最快。灰锡为金刚石型晶体结构 ，呈粉状 ，其非金属性很强， 密度5.765 g/cm3 ，故相变时体积会增加27％左右。 密度 故相变时体积会增加 ％左右。 β锡在 ℃以上会转变为 锡，脆锡为斜方晶体结构 ， 锡在161℃以上会转变为γ-锡 脆锡为斜方 斜方晶体结构 锡在 呈块状，易碎， 相变时体积会增加。 呈块状，易碎，密度 6.55 g/cm3 ，相变时体积会增加。
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图8.1 镀锡表面产生的金属须
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锡晶须生长的原因：主要从电镀层上开始生长， 锡晶须生长的原因：主要从电镀层上开始生长，其中 铜或黄铜上的亮锡镀层最敏感。 铜或黄铜上的亮锡镀层最敏感。由于镀层材料与衬底材料
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不同，会产生较高的内应力，又由于晶格失配使应力上升， 不同，会产生较高的内应力，又由于晶格失配使应力上升， 锡原子会转移到发状结晶中而形成直线状晶须。 锡原子会转移到发状结晶中而形成直线状晶须。 晶须生长的条件：晶须生长速度与环境条件有关， 晶须生长的条件：晶须生长速度与环境条件有关，温度 升高和潮湿环境有利于晶须的生长。 升高和潮湿环境有利于晶须的生长。有时晶须可以在几天 内长出。 内长出。 晶须的危害：可以诱发电子线路出现跳火、短路和燥音。 晶须的危害：可以诱发电子线路出现跳火、短路和燥音。 晶须会造成意外的后果，特别是在微型电路中， 晶须会造成意外的后果，特别是在微型电路中，应随时提 防晶须的干扰。 防晶须的干扰。 防止方法：不用电镀而改用热浸锡层； 防止方法：不用电镀而改用热浸锡层；不用纯锡改用 锡铅合金镀层；适当增加电镀层的厚度。 锡铅合金镀层；适当增加电镀层的厚度。
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在热的浓硫酸中，锡按下式反应生成硫酸锡： 在热的浓硫酸中，锡按下式反应生成硫酸锡：
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Sn＋4H2SO4 → Sn(SO4)2＋2SO2＋4H2O ＋ 加热时，锡与浓盐酸作用生成 和氯锡酸(H 加热时，锡与浓盐酸作用生成SnCl2和氯锡酸 2SnCl4 和HSnCl3)，如通入氯气，锡可全部变成 ，如通入氯气，锡可全部变成SnCl4。 锡与浓硝酸反应生成偏锡酸(H 并放出NH 锡与浓硝酸反应生成偏锡酸 2SnO3)并放出 3、NO 并放出 和NO2等气体。 等气体。 锡与氢氧化钠、氢氧化钾、 锡与氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾稀溶液发 尤其是加热和有少量氧化剂存在时)生成锡酸盐或 生反应 (尤其是加热和有少量氧化剂存在时 生成锡酸盐或 尤其是加热和有少量氧化剂存在时 亚锡酸盐。 亚锡酸盐。 锡不与饱和氨水作用，但能与稀氨水反应， 锡不与饱和氨水作用，但能与稀氨水反应，反应程度 值相近的其它碱液差不多。 与PH值相近的其它碱液差不多。某些胺也能与锡起作用。 值相近的其它碱液差不多 某些胺也能与锡起作用。
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（3）锡的金属间化合物 ）锡的金属间化合物IMC 电子钎料，尤其是其中的锡会与基体金属（如铜、 电子钎料，尤其是其中的锡会与基体金属（如铜、金、
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银等）产生强烈的相互作用而形成 银等）产生强烈的相互作用而形成IMC。在钎焊初期，产 。在钎焊初期， 生的IMC对形成钎焊接头有一定好处，如1～3µm厚的 相 对形成钎焊接头有一定好处， ～ 厚的η-相 生的 对形成钎焊接头有一定好处 厚的 （Cu6Sn5）能使接头的机械性能、电气性能良好，而钎焊 能使接头的机械性能、电气性能良好， 后期产生的IMC如ε-相（Cu3Sn）却会使焊点机械性能变脆， 如 相 后期产生的 ）却会使焊点机械性能变脆， 接触电阻增大，导致焊点性能变差。 接触电阻增大，导致焊点性能变差。
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在铜表面电镀的纯锡镀层在低温下长期存放可能会发生相 变，而热浸锡涂层却无此现象。 而热浸锡涂层却无此现象。
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锡的相变现象除了受温度影响以外，还与纯度有很大关系， 锡的相变现象除了受温度影响以外，还与纯度有很大关系， 当添加0.1％～ ％的铋、 等金属后，相变可以完全被抑制， 当添加 ％～0.5％的铋、锑等金属后，相变可以完全被抑制， ％～ 即掺杂可以抑制锡相变的发生。 即掺杂可以抑制锡相变的发生。 （2）锡的晶须现象 ） 晶须是一种头发丝状的晶体，它能从固体金属表面自然生长 晶须是一种头发丝状的晶体， 出来。晶须的直径通常是微米级，长度可达数毫米， 出来。晶须的直径通常是微米级，长度可达数毫米，在电场中会 引起放电现象。许多金属均能生长出晶须，最常见的是锡 引起放电现象。许多金属均能生长出晶须，最常见的是锡、镉、 锑和铟，但很少出现在金、 铅和铁等金属上， 锑和铟，但很少出现在金、银、铅和铁等金属上，即晶须多出现 在相当软和延展性好的金属上，特别是低熔点金属， 在相当软和延展性好的金属上，特别是低熔点金属，其中锡是最 容易长晶须的金属之一。 容易长晶须的金属之一。
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7.1.2 锡的化学特性
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锡的价电子层结构为5S 容易失去两个电子， 锡的价电子层结构为 25P2，容易失去两个电子，此时外层未 形成稳定的电子结构，倾向于再失去5S亚层上的两个电子以形成 形成稳定的电子结构，倾向于再失去 亚层上的两个电子以形成 较稳定的结构，而显＋ 、＋ 、＋4价 锡的＋ 价化合物不稳定 价化合物不稳定， 较稳定的结构，而显＋2、＋ 价。锡的＋2价化合物不稳定，容易 被氧化成＋ 价 被氧化成＋4价。 常温下锡在空气中稳定，这是因为锡表面生成一层致密的氧 常温下锡在空气中稳定，这是因为锡表面生成一层致密的氧 化膜阻止锡的继续氧化 阻止锡的继续氧化。 化膜阻止锡的继续氧化。 锡能抵抗普通有机酸的腐蚀，对人体无害。但强酸、 锡能抵抗普通有机酸的腐蚀，对人体无害。但强酸、强碱对 锡有腐蚀作用，尤其是当有氧存在时更严重。 锡有腐蚀作用，尤其是当有氧存在时更严重。锡在常温下对许多 气体和弱酸、弱碱的耐腐蚀能力较强， 气体和弱酸、弱碱的耐腐蚀能力较强，故在通常环境和受工业污 染的腐蚀性环境中，锡能保持其银白色外观。温度高于150℃时， 染的腐蚀性环境中，锡能保持其银白色外观。温度高于 ℃ 锡能在空气中能生成SnO和SnO2，在赤热的高温下，锡迅速氧化 赤热的高温下 的高温下， 锡能在空气中能生成 和 挥发。 挥发。
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7.2 锡的合金及其化合物
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锡是人类最早生产和使用的金属之一， 锡是人类最早生产和使用的金属之一，而且始终与人类 的科学技术进步相联系。从青铜时代到先进的高科技时代， 的科学技术进步相联系。从青铜时代到先进的高科技时代， 锡的重要性和应用范围不断显现和扩大， 锡的重要性和应用范围不断显现和扩大，成为先进制造技 术中不可缺少的材料。 术中不可缺少的材料。 锡具有其他金属不能同时兼有的一些重要特性， 锡具有其他金属不能同时兼有的一些重要特性，因而 在人类的生产和生活中起着重要的作用。锡的重要特性是： 在人类的生产和生活中起着重要的作用。锡的重要特性是： 熔点低，能与许多金属形成合金，无毒、耐腐蚀， 熔点低，能与许多金属形成合金，无毒、耐腐蚀，具 有良好的延展性以及外表美观， 有良好的延展性以及外表美观，等。
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7.2.1 纯锡的用途