[發(fā)明專利]一種錫的低溫熔鹽清潔冶金方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010600469.0
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102102154A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐謨堂;楊建廣;唐朝波;何靜;陳永明;楊聲海;葉龍剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C22B25/02
• 分類號: C22B25/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及一種錫的低溫熔鹽清潔冶金方法，屬有色金屬冶金領(lǐng)域。

[背景技術(shù)]

錫精礦按錫品位高低可分為三種類型：高品位精礦(Sn＞60％)；錫中礦(Sn：30～60％)；低品位精礦(Sn＜30％)。現(xiàn)有的錫冶煉方法分火法和濕法；濕法煉錫工藝包括SnO2還原為金屬錫-酸浸-電積法、SnO2還原為金屬錫-酸浸-鋁屑置換法、SnO2還原為SnO穩(wěn)定在玻璃體中-酸浸-電積法以及硫化鈉+氫氧化鈉溶液高壓浸出-電積法等，上述濕法煉錫工藝均存在投資大、成本高，尤其是產(chǎn)生大量廢渣和廢水，危害環(huán)境等缺點。目前未見濕法煉錫工藝有規(guī)模化生產(chǎn)的報道。現(xiàn)行錫冶煉主要采用火法煉錫工藝，根據(jù)錫精礦含錫品位的高低，分別采用三種冶煉工藝：(1)處理含鐵低的高品位錫精礦，用傳統(tǒng)的“兩段熔煉法”；(2)處理含鐵較高、含錫中等品位的錫精礦，用“還原熔煉-硫化揮發(fā)法”；(3)處理低品位錫中礦，用“硫化揮發(fā)-還原熔煉法”。

火法冶煉錫工藝存在兩大問題：

(1)熔煉溫度高、能耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重。從熱力學(xué)上說，還原SnO₂并不困難，在800～1000℃的溫度下，平衡氣相中CO含量為20％時，SnO₂即被還原成金屬錫，鐵仍以Fe₃O₄或FeO存在。但為了造熔融渣，實際煉錫溫度為1150～1400℃。為維持如此高溫，須消耗大量優(yōu)質(zhì)煤或重油；在此高溫下，與錫伴生的Cu、Pb、Bi、As、Sb及Ag等均被還原進(jìn)入粗錫，As和Pb還大量揮發(fā)，造成廠區(qū)周邊空氣、土地及水源的嚴(yán)重污染。

(2)錫鐵分離困難，流程長、生產(chǎn)成本高。由于錫和鐵的氧化物及它們的硅酸鹽的熱力學(xué)性質(zhì)接近，鐵與錫易形成合金，所以大量的鐵和錫一起還原進(jìn)入粗錫及硬頭，SnO也大量隨FeO造渣，造成爐渣含錫高，錫-鐵分離困難。尤其是近年來隨著原礦品位逐年降低，錫礦石中的鐵含量越來越高，目前，鐵在錫冶煉過程中的循環(huán)已成為兩段煉錫法的沉重負(fù)擔(dān)。

[發(fā)明內(nèi)容]

本發(fā)明的目的在于提供一種低碳、清潔、高效的煉錫方法---低溫熔鹽清潔錫冶金方法。該方法大幅降低錫冶煉溫度，避免重金屬對環(huán)境的污染；一步煉出粗錫，大幅提高錫冶煉直收率，徹底解決錫-鐵分離難題，簡化煉錫流程、降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：將錫精礦或含錫物料在700～950℃的溫度下，惰性熔鹽中進(jìn)行還原熔煉，一步煉制得到粗錫；還原熔煉過程中采用粉煤或焦炭粉作還原劑；熔煉結(jié)束后的熔鹽經(jīng)與固態(tài)物渣分離后以熱態(tài)形式返回熔煉過程。

所述惰性熔鹽為碳酸鈉、氯化鈉、氫氧化鈉中的一種或兩種或三者的組合，組合熔鹽中氫氧化鈉含量為1％～10％。

惰性熔鹽用量為錫精礦或含錫物料重量的1～6倍，粉煤或焦炭粉用量為錫精礦或含錫物料重量的5～20％。

對于含硫的錫精礦或含錫物料，通過加入對硫的親合力比錫更強的金屬的氧化物作固硫劑。固硫劑的用量為與含硫的錫精礦或含錫物料中的金屬硫化物反應(yīng)的理論摩爾量的0.8～1.5倍。

熔煉結(jié)束后，采用澄清或過濾的方式分離惰性熔鹽。

所述的澄清分離惰性熔鹽是指在溫度700～950℃，緩慢傾瀉出上部澄清熔鹽；所述的過濾分離惰性熔鹽是指在溫度700～950℃，用-200目的不銹鋼網(wǎng)過濾熔鹽。

固態(tài)物渣上還粘結(jié)的熔鹽需經(jīng)濕法處理再生回用，浸除熔鹽后的固態(tài)物進(jìn)一步處理回收有價元素。

所述固態(tài)物渣上還粘結(jié)有的熔鹽則需經(jīng)過濕法處理，即將粘結(jié)有熔鹽的固態(tài)物渣在溫度10～100℃下水浸，水浸液固體積質(zhì)量比為1～8∶1，得到浸出渣和浸出液；水洗滌浸出渣3～5次，至pH＝7～8，從而得到浸除熔鹽后的固態(tài)物。浸出液則可通過繼續(xù)沉淀出碳酸氫鈉并可返回至熔煉處，其沉淀條件是：溫度10-95℃，CO2體積用量為理論量的1.05-2倍，反應(yīng)終點pH值為3～8。

本發(fā)明的方法，將錫精礦或含錫物料于低溫惰性熔鹽中進(jìn)行還原熔煉，一步煉制粗錫。熔煉過程中，用一種或幾種熔點較低的鈉鹽作為熔劑，粉煤或焦炭粉作還原劑，如果錫精礦或含錫物料含硫，則用對硫的親合力比錫更強的金屬的氧化物作固硫劑。熔煉結(jié)束后，大部分熔鹽與固態(tài)物分離后以熱態(tài)返回熔煉過程，被固態(tài)物粘結(jié)的少部分熔鹽經(jīng)濕法處理再生回用，浸除熔鹽后的固態(tài)物進(jìn)一步處理回收有價元素。

本發(fā)明的工藝過程原理和技術(shù)條件詳述如下：

1.工藝過程原理