[發明專利]一種直流礦熱電爐還原熔煉含錫物料中錫的工藝

在審

• 申請號: 202010164079.7
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN113388744A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 萬希立;曾云;孔德紅;楊技泉;肖宇;劉志偉
• 申請（專利權）人: 云南乘風有色金屬股份有限公司
• 主分類號: C22B25/02
• 分類號: C22B25/02;C22B4/04;C22B5/02
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本發明的目的在于提供一種直流礦熱電爐還原熔煉含錫物料中錫的工藝，包括過程技術條件的控制、進料制度、起弧放電、熔化物料期、還原熔煉期、放錫、造渣（貧化)期、放渣工藝步驟，本發明對含錫物料采用直流電源供電制度進行礦熱電爐還原熔煉，降低了含錫物料還原熔煉粗錫的電能單耗和電極單耗，使得含錫物料在電爐還原熔煉過程中電能利用率提高、電極消耗減少，工藝生產成本降低。

技術領域

本發明涉及化學、冶金技術領域，具體涉及一種直流礦熱電爐還原熔煉含錫物料中錫的工藝。

背景技術

當前，國內外的錫冶煉企業中，金屬錫的粗煉工序工藝主要為澳斯麥特爐沉沒式富氧頂吹熔池熔煉和交流（電?。┑V熱電爐還原熔煉兩種，交流（電?。┑V熱電爐還原熔煉產出粗錫的工藝是國內外錫冶煉企業廣泛使用的工藝之一，工藝原理：利用電能轉變成熱能進行還原熔煉產出粗錫的過程，將10kV高壓調壓至90~150V交流電輸入電爐，通過埋弧操作使三相電流通過碳素石墨電極產生弧光，轉化的熱量加熱熔化爐料形成熔池，并持續保持熱量輸入，物料在熔池中進行還原熔煉反應，產出粗錫，三相交流電爐在使用過程中，需要對短網進行無功補償，自然功率因數低，物料噸處理電耗較高；交流電產生感應電動勢形成渦流，造成渦流損耗；交流電通過電極產生趨膚效應，電流集中在電極側表面而增加電極側面損耗量，導致單體廢電極質量較大；交流電爐埋弧熔煉過程起弧熔化物料方式為電極沿料層自下而上提升，常發生塌料爐況；交流電的周期性使得電弧起弧具有波動性，弧光穩定性較差，增加電氣過程控制的難度，且瞬間功率波動造成運行噪聲大；以上主要技術條件中能源及耗材單耗高使得該工藝過程生產成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直流礦熱電爐還原熔煉含錫物料中錫的工藝，本發明對含錫物料采用直流電源供電制度進行礦熱電爐還原熔煉，降低了含錫物料還原熔煉粗錫的電能單耗和電極單耗，使得含錫物料在電爐還原熔煉過程中電能利用率提高、電極消耗減少，工藝生產成本降低。

本發明采用以下技術方案，包括以下幾個步驟：

A、過程技術條件的控制

a）.直流電源輸入控制:10kV高壓進線接入高壓控制開關柜，經直流變壓器變電，接入直流電源柜，通過電抗器、直流傳感器后接入礦熱電爐電極，形成直流電流回路，直流電壓與電流信號通過直流傳感器反饋至控制室，綜合爐況升降電極高度調節直流電壓與電流輸入狀態；

b）.物料技術條件控制：含錫物料水分控制＜3%，還原劑（無煙煤）配比控制8-18%，硅酸度1.0-3.0；

c）.爐腔氣氛壓力保持微負壓控制：微負壓控制設備為調頻高壓引風機，熔煉溫度控制1050-1450℃；

B、進料制度：含錫物料經皮帶電子秤計重后通過螺旋給料機批次投入電爐，使物料料層逐漸覆蓋熔池表面；

C、起弧放電：將碳素石墨電極插入料層，采用高壓低電流供電起弧，埋弧熔煉，直流電爐埋弧熔煉起弧化料方式為電極自上而下下降，區別于交流電爐，將前一爐作產生的熱熔渣預留三分之一在爐膛內，作為新投入物料的熔化介質，直流電弧在熱熔渣區域有更快的化料速度；

D、熔化物料期：控制直流電壓檔位128-209V，直流電流0-12000A，采用高壓低電流供電，根據直流電流輸入反饋控制調節電極插入物料深淺，保證埋弧熔煉所需功率輸入，使物料獲得融化所需熱能，爐溫控制900-1100℃；

E、還原熔煉期：視物料硅酸度配料情況，高熔點渣型熔煉需提高電流，也可適時降低電壓檔位，保證還原熔煉溫度所需溫度條件1050-1450℃，金屬錫被還原且經重力沉降渣金分離沉入爐底，物料熔化與還原過程可視為同時進行，過程占爐作周期75%；

F、放錫：爐底錫液放出得到粗錫；

G、重復上述B、C、D、F、E工藝步驟，采用多次放錫一次放渣還原熔煉模式；

H、造渣（貧化）期：經多次重復上述工藝步驟，爐膛內積聚大量低品位熔渣（含錫品位10-20%），需要在較高的熱制度1350-1450℃下進行熔渣貧化，過程占爐作周期20%；