含锡物料富氧侧吹熔炼烟化炉烟化工艺研究

贺毅林

（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410007）

1 概述

锡具有良好的导电性、延展性和较低的熔点，能与大多数金属形成合金等特性，被广泛应用于冶金、电子、电器、化工、建材、机械等行业[1]。

在过去20年间锡精矿主产国产量显著下降，我国锡产业也面临着储量减少的问题，对锡中矿、尾矿、矿渣等原料的利用也日益重要。

我国云南个旧市范围内存在数量巨大的锡工业固废，其中：锡尾矿库存量达2亿多t，每年新增6000余t；冶炼废渣、烟尘存量近10000kt，每年新增4000余t，以尾矿为主的工业固废是个旧市宝贵的二次资源。

1954年苏联首先采用烟化炉硫化挥发处理锡贫渣成功，从此烟化炉硫化挥发回收锡被世界各国炼锡冶炼厂广泛采用。

1972年我国又将烟化炉直接处理富矿中冷料获得成功[2，3]，但直接处理冷料还存在粉煤率高、床能率低、水套磨损快、寿命短等一些缺点。

2 两种冶炼工艺对比

个旧地区采取的冶炼烟化工艺是原料先制块，风干后投入鼓风炉熔化，溶化渣流入电热前床保温，然后流入烟化炉烟化。这一工艺的优点是：炉况稳定，烟化炉处理热渣，烟化效果好，水套寿命长[3]；但这一工艺消耗冶金焦，劳动强度大，单炉处理能力不大，铜及贵金属没有回收。

富氧侧吹采用富氧冶炼，烟气量小，环保效果好，床能率高，单位面积处理量大。铜及贵金属富集到冰铜中，综合回收效果好。整个过程采用自动上料，自动计量，机械化程度高，劳动强度低。

因此，富氧侧吹熔炼是代替鼓风炉熔炼的理想冶炼工艺。

两种冶炼工艺优缺点对比如下：

表1 两种冶炼工艺优缺点对比表

3 工艺流程对比

见工艺流程图。

图1 鼓风炉熔炼烟化工艺流程图

表2 原料主要成分表

图2 富氧侧吹炉熔炼烟化炉烟化工艺流程图

4 富氧侧吹熔炼烟化炉烟化工艺简述

炉渣、难选矿、其它锡料、硫铁矿、石英砂、磁选尾矿、碎煤等物料经抓斗抓入配料仓，按配料比要求分别经圆盘给料机及电子皮带秤计量后，输送至配料胶带运输机，然后经过皮带转运加入富氧侧吹熔炼炉。

富氧侧吹炉缸由耐火材料砌筑而成，炉身由铜水套与钢水套拼接而成。在一层铜水套上设有多个一次风口，用于向熔体渣层鼓入富氧空气。

炉料由上部加料口加入，鼓入的富氧空气强烈搅动上部熔体，加入的炉料熔化并与氧气发生强烈反应生成铜锍和炉渣。

熔炼过程所需的热量，来自造渣反应热和碎煤燃烧热。熔炼生成的铜锍和炉渣在风口以下的静止渣层中沉淀分离，熔炼所得铜锍沉降在炉缸底层，含铜较低的渣在炉缸熔体上层，由渣口排入电热前床。

铜锍由炉端的虹吸口排出；熔炼产生的一氧化碳、硫化亚锡等在炉膛上部空间被鼓入的二次空气氧化，熔炼产生的高温烟气出炉后经余热锅炉冷却，电收尘器净化除尘后送脱硫。

来自熔化炉的热态渣流入电热前床保温，然后经溜槽流入烟化炉内，与粉煤、硫铁矿、空气发生反应，产出的烟气（尘）经余热锅炉回收余热、布袋收尘器收尘，收下的烟尘送锡回收，废气送脱硫。

烟化炉吹炼产出的炉渣经水碎后，送往渣堆场或出售给水泥厂做原料。

烟化炉由离心鼓风机供风。吹炼用粉煤由粉煤制备车间制备，采用气力输送至烟化炉的粉煤接收仓,然后经螺旋输送机用空气输送至烟化炉。

熔池内的主要化学反应有：

5 主要技术经济指标对比

个旧某厂提供炉渣、难选矿、其它锡料、磁选尾矿四种原料，其主要成分见表2，处理量分别为炉渣50000t/a，难选矿20000t/a，其它锡料30000t/a，磁选尾矿51000t/a。

表3 主要技术经济指标对比表

经过计算，其主要技术经济指标与鼓风炉熔炼烟化炉烟化工艺对比指标如表3。

6 技术经济指标分析

鼓风炉面积单炉日处理量小，富氧侧吹炉床能率大，日处理量大。富氧侧吹炉熔炼产出冰铜，回收铜及金、银等贵金属。

鼓风炉熔炼烟尘含铅、锡低，需要返回熔炼，富氧侧吹熔炼产出的烟尘含铅、锡高，可以当作产品。富氧侧吹熔炼产出中压蒸汽可以用来发电等用途。

富氧侧吹熔炼渣烟化产出的烟尘含砷远低于鼓风炉渣烟化的烟尘。

7 结论

富氧侧吹熔炼烟化炉烟化处理锡物料的冶炼工艺能耗低，综合回收效果好，砷与锡、铅等分离效果好，是一种值得推广的冶炼工艺。

[1]彭容秋.锡冶金[M].中南大学出版社,2005,1-3.

[2]王红彬.锡冶炼技术发展现状及展望.中国有色金属,2017,2(1).

[3]韦成果.含锡富渣烟化炉硫化挥发.有色金属（冶炼部分）,2002,4.