有色冶金概论-锡冶金PPT课件

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。
是炼锡的主要矿物。锡矿石经选矿可得品位为30~60%的锡精矿。
➢6.3 炼锡原料及方法
✓6.3.3 炼锡方法 现代炼锡的方法主要是还原熔炼法(火法)。火法炼锡的生产
一般包括炼前处理、还原熔炼、炼渣和精炼四个主要过程。
锡还原熔炼的特点是分两段进行，第一段是熔炼精矿，在 比较弱的还原气氛和适当的温度条件下还原产出比较纯的粗锡 (含Fe<1%)，同时得到富含锡的炉渣，称为富渣，这是一次熔 炼；第二段熔炼富渣，在高温、强还原条件下加入石灰石等熔 剂还原产出硬头（铁和锡的合金）和贫渣，又称二次熔炼，得 到的硬头返回一次熔炼。这就是传统的两段熔炼法。
锡有三种同素异形体：灰锡(-锡)、白锡(-锡)和脆锡(-锡)。
从白锡转变为灰锡需要过冷至-30℃。一旦开始转变，即伴随有膨胀、 麻点、分裂产生，这种现象称为“锡疫”。
✓6.2.1.2 锡的化学性质
锡有+2和+4两种化合价，+2价不稳定，容易被氧化成稳定的+4 价。
常温下锡在空气中稳定，在常温下对许多气体和弱酸或弱碱的 耐腐蚀能力较强。温度高于150℃时，锡能与空气作用生成SnO和 SnO2，在赤热的高温下，锡迅速氧化挥发。
✓6.2.2 锡的用途
锡以制造马口铁（镀锡钢板）为主，占其消耗量40％左右；其 次为焊料，占其消耗量30％左右；再次是制造各种合金如青铜、黄 铜和巴比特合金等；第四种用途是镀锡和生产各种含锡化合物。
➢6.3 炼锡原料及方法
✓6.3.1 炼锡原料 有工业价值的锡矿物为锡石(SnO2)和黝锡矿加热精矿，此时发 生除硫、砷、锑的反应。
除硫是在氧化气氛条件下进行，除砷、锑必需采用氧化还 原焙烧。
➢6.3 炼锡原料及方法
(2)还原熔炼也称一次熔炼，主要目的是使锡的氧化物还原 成粗锡，同时控制铁的高价氧化物还原成FeO，并与脉石成分造 渣。因此，采取较弱的还原气氛和控制适当的温度条件下还原产 出比较纯的粗锡（含Fe＜1%），同时得到富含锡的炉渣，称为 富渣(含锡10%以上)，必需进一步熔炼。
➢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。
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。
➢6.2 锡的性质、用途
✓6.2.1 锡的性质 ❖6.2.1.1 锡的物理性质
锡的原子序数为50，属第Ⅳ主族的元素，原子量为118.7，熔点 232℃，沸点2270℃。
锡是银白色的金属，新浇铸的锡锭表面常常生成金黄色的氧化 物膜。锡相对较软，具有良好的展性，可制成0.04mm的锡箔，但延 性很差，不能拉丝。锡条弯曲时，由于塑性变形引起孪晶作用而发 出断裂般响声，称为“锡鸣”。
有色冶金概论
——锡冶金
昆明理工大学冶金与能源工程学院
➢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。
炉渣的熔炼已逐渐被烟化炉挥发所取代。
✓6.3.3 炼锡方法
➢6.3 炼锡原料及方法
(1)炼前处理是为了除去对冶炼有害的硫、砷、锑、铅、铋、 钨、铁等杂质，同时达到综合回收各有价金属的目的。炼前处理 的方法有精选、焙烧、酸浸等作业，工业上用的最多的是焙烧法。 焙烧设备主要有沸腾焙烧炉、多膛炉和回转窑，焙烧温度为 800～950℃。
SnO2 + 2CO = Sn + 2CO2
还原熔炼通常使用碳质还原剂。根据精矿中脉石成分不同， 采用石灰石（或石灰）或石英作为熔剂以造渣。
➢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。
富渣的处理称为炼渣，也称二次熔炼，即将富渣加CaO 后在强还原条件下再熔炼，产出弃渣和硬头(铁锡合金)，硬头 返回第一段熔炼以回收其中的锡。这就是两段熔炼法。
➢6.3 炼锡原料及方法
（3）炉渣熔炼
弃渣和硬头采用烟化炉硫化挥发法处理，其原理主要是根 据硫化亚锡的很大的蒸气压力，在液态炉渣中吹入粉煤空气混 合物和加硫化剂(黄铁矿)，由于发生化学作用并强烈搅拌，使锡 成为硫化亚锡挥发，部分锡成氧化亚锡挥发，最后都以SnO2烟 尘形式被收集，烟尘返回一次熔炼。
锡在常温下与水、水蒸气和二氧化锡碳均无作用。但在610℃以 上时，锡与二氧化碳反应生成二氧化锡。
锡与碱性氧化物反应后可以形成锡酸盐。锡很容易与铁结合， 可以用来钢的防腐层。
碱溶液与锡反应生成锡酸盐和氢。 强酸与锡反应生成二价锡盐和氢，但硝酸与锡反应生成偏锡酸， 同时放出NH3、NO、NO2等。锡盐容易水解，也易被氧化。 锡 在 加 热 时 与 氯 生 成 SnCl2 和 SnCl4 ， 与 硫 生 成 SnS 、 SnS2 和 Sn2S3等化合物。