冶金原理 复习题 总结50
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冶金原理 复习题 总结50
绪论；1、如何判断反应进行的方向？；?G＝G(产物)-G(反应物)；?G&0：反应正向进行；?G&0：反应逆向进行；?G＝0：反应达到平衡；2、如何控制反应？；改变反应体系温度；改变反应体系压力；改变产物活度；改变反应物活度；3、如何计算反应的产率？；?rG＝0时反应达到平衡，此时的J即为反应的Kθ；不考虑活度影响，Kθ可近似理解为产物浓度比反应
绪论1、如何判断反应进行的方向？?G＝G(产物)-G(反应物)?G &0：反应正向进行?G &0：反应逆向进行?G＝0：反应达到平衡2、如何控制反应？改变反应体系温度改变反应体系压力改变产物活度改变反应物活度3、如何计算反应的产率？?rG＝0时反应达到平衡，此时的J即为反应的Kθ不考虑活度影响，Kθ可近似理解为产物浓度比反应物浓度4冶 金 熔 体：金属熔体（铁液、钢液），冶金熔渣（还原渣、氧化渣、富集渣、合成渣）冶金熔体都是混合物5铁精粉进行烧结的目的：提高烧结矿强度，需要提高粘结相含量6炉顶煤气成分N2&50％、 CO（20~25％）、CO2（22~17％），少量H2、CH4；CO+CO2（42~44％）CO为还原剂，也是重要的热源，另一方面CO属于有毒气体，希望能够在炉内100%消耗。无法实现的原因：存在化学平衡。7铁水中含C、Si、Mn、P、S1）P2O5、FeO、CuO等全部被还原；2）SiO2、TiO2等难还原，50%被还原；3）Al2O3、MgO、CaO等不能被还原氧化物的氧势线越低，氧化物越稳定，越不容易被还原。8高炉炼铁工艺更适于脱硫1）高温――脱硫吸热；2）高碱度――渣中O2-含量高；3）低w(FeO)――还原渣；4）金属液中fS(C、Si、P含量高) 高――[S]活度高。9炼钢前期，P、Si、Mn氧化，C不被氧化，为什么？1）低温，[P]、[Si]、[Mn]氧势线低；2）高温，[C]氧势线低。10出钢温度高，钢液w[O]高11冶炼高碳钢，铸坯出现气孔的可能性大：随钢液和铸坯的冷却，温度降低，Kθ升高，m降低，CO析出。12高炉煤气：CO、CO2、N2等、铁液：Fe、C、Si、Mn、P、S等、高炉渣：CaO、SiO2、Al2O3等、转炉渣： CaO、SiO2、FeO等、钢液：Fe，Mn、Ti、Nb等合金元素13“去碳保铬”需要高温、真空和加镍。高温利于脱碳，但不利于脱磷 第一章1p’B为理想气体B的分压，量纲为Pa；Pθ=105Pa?Gm,B?Gm,B?RTlnGm,B2现实的理想气体：常压（p&10×105Pa），温度低（T→0K） p'Bp? pB??Gm?RTln,Bp该式使用范围：适用于理想气体3利用?rGmθ也可以判断反应进行的方向，但有应用范围，?rGmθ ≥40~50 kJ/mol。一般来说，高温不能利用?rGmθ来判断。?rGmθ&0时反应正向进行；?rGmθ &0时反应逆向进行；?rGmθ＝0时反应达到平衡。4范特霍夫方程式（等压方程）??lnK??rHm??TRT2?rHmθ&0(吸热反应）时，?lnKθ/ ?T&0，说明Kθ随温度的上升而增加，即平衡??rGm??rGm?RTlnJ向正向移动；?rHmθ&0(放热反应）时，?lnKθ/ ?T&0，说明Kθ随温度的上升而降低，即平衡向逆向移动；?rHmθ＝0(体系无热交换）时，?lnKθ/ ?T=0，说明Kθ与温度无关，或称温度不能改变平衡状态；提高温度，平衡都向吸热方向移动。5?rGmθ＝?rHmθ－T?rSmθ.，A＝ ?rHmθ，B＝－?rSmθA值正负的判断：吸热反应：?rHmθ&0，A&0，放热反应：?rHmθ&0，A&0B值正负的判断：反应发生后，气体物质的量增加，体系混乱度增加，?rSmθ&0，B&0 ，反应发生后，气体物质的量减少，体系混乱度降低，?rSmθ&0，B&06活度：“有效浓度”质量分数的量纲为1或1%钢液中氧的质量百分比浓度为0.0050%（50ppm），质量分数为0.005。 7摩尔分数的量纲为1。也可以用摩尔百分数表示（摩尔分数×100%)。钢液中氢的摩尔分数为0.0010（常用），摩尔百分数为0.10%8拉乌尔定律：当溶液中组分B的浓度xB→1时，组分B的蒸气压pB与其浓度xB成线性关系?pB?pBxB式中：pB为组分B浓度为xB时饱和蒸汽压；pB*为纯组分B在同温度下的饱和蒸气压；xB为组分B在溶液中的摩尔分数浓度。注：在全部浓度范围内，符合拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。9亨利定律：当溶液中组分B的浓度xB→0时，组分B的蒸气压pB与其浓度xB成线性关系： 式中：pB为组分B浓度为下xB时饱和蒸汽压；KH(x)为浓度为摩尔分数时亨利定律常数，又称为假想纯物质B的蒸气压，而且随着组分B浓度表达形式不同而不同；xB为组分B在溶液中的摩尔分数浓度。10亨利定律的三种表达形式：当溶液中组分B的浓度为xB时，亨利定律表达形式： 当溶液中组分B的浓度为wB时，亨利定律表达形式： 当溶液中组分B的浓度为cB时，亨利定律表达形式： pB?KH(x)xBpB?KH(x)xBpB?KH(%)wBpB?KH(c)cBKH(%)K
?11H(x)浓度区域 MA100MBI区：组分B浓度低，遵循亨利定律；III区：组分B浓度高，遵循拉乌尔定律；II区：既不遵循亨利定律，也不遵循拉乌尔定律。三个饱和蒸气压PB*为纯组分B的饱和蒸汽压，是拉乌尔定律的常数；K(H,x)为假想纯物质的饱和蒸汽压，是浓度为xB的亨利定律常数；K(H,%)为质量1%溶液的饱和蒸汽压，是浓度为wB的亨利定律常数； 12实际溶液蒸气压产生偏差的原因：异类原子间的交互作用能当uAB&1/2(uAA+uBB)时，对拉乌尔定律形成正偏差当uAB&1/2(uAA+uBB)时，对拉乌尔定律形成负偏差13以拉乌尔定律为基准或参考态修正系数γB称为活度系数；aB(R)称为活度以亨利定律为基准或参考态 ??pB?pB(xB?B)?pBaB(R)pB?KH(x)(xBfB)?KH(x)aB(H)修正系数fB称为活度系数；aB(H)和aB(%)都称为活度。14活度的定义式pB――实际溶液浓度为xB或wB时组分B的蒸气压；pB(标)――pB*、 KH(x)和KH(%) 分别为纯物质B、假想纯物质B及wB=1%溶液时的饱和蒸气压，也是拉乌尔和亨利定律的比例常数 第二章1（1）零级反应：CA??kt?C0A pB?KH(%)(?BfB)?KH(%)aB(%) aB?pB/pB(标)常数k的量纲为mol?m-3?s-1 A t1/2?C02k （2）一级反应：lnCA??kt?lnCk的量纲为s-1
t1/2?ln2k（3）二级反应： k的量纲为m3?mol-1?s-12传质的两种形式：（1）分子传质：受化学势（或浓度差）驱动的传质现象（2）对流传质：分子扩散和分子集团运动（对流运动）之和产生的传质现象3（1）扩散的驱动力：体系内存在的浓度梯度或化学势梯度，促使组分从高浓度区向低浓度区内迁移。活度为1时，扩散驱动力就是浓度差，即浓度梯度；实际溶液中活度不为1，化学势差就是驱动力。（2）扩散物质和扩散介质：扩散介质就是扩散物质经过的场所或空间。4菲克定律式中：J为扩散通量，mol?m-3?s-1；?c/?x为在轴方向的浓度梯度，D扩散系数，m2?s-1；A为扩散流通过的截面积，m2；x为距离，m；负号为扩散通量方向与梯度的方向相反，即?c/?x在扩散方向是负值。5菲克定律分为第一和第二定律:稳定态和非稳定态的判断6当单位时间内进入某扩散层的物质通量等于其流出的通量时，收入等于支出，扩散层内没有物质的积累，这就形成了稳定态的扩散，菲克第一定律当进入某扩散层的物质通量不等于其流出的通量时，扩散层内物质的量有变化，浓度随时间和距离而变化，形成特定的浓度场，从而浓度梯度也会发生变化，这就是非稳定态扩散，服从菲11?kt?0CACAt1/2?1kC0J?1dn?c???DAdt?x?c?2c?D?2?t?x 克第二定律7扩散系数包括自扩散系数和互扩散系数 第三章1过渡族元素Mn、Ni、Co、Cr、Mo，在铁液中无限溶解，溶解焓液碳碳溶于铁液形成饱和溶液 ，并吸收
23kJ?mol 的热量2氧进入铁水的主要形式：FeO?[Fe]?[O]3硫在铁液中溶解，硫在铁液中可以无限互溶，形成相当于FeS的群聚团硫在固体铁中的溶解度非常小。S含量高时形成“热脆现象”。4磷在铁液中的溶解度很大，在固体铁中的溶解度很小。低温时，易出现“冷脆”现象。
5碱土金属Ca、Ba、Mg、Sr等，在铁液中溶解度很低，对钢的性能影响较小。6有色金属Cu、Sn、As、Sb等，炼钢过程中不能去除7只有流体才有粘度，固体没有粘度 第四章1还原渣：能够从与之接触的金属液中吸收[O]，以氧化物的形式进入的熔渣；氧化渣：能够向与之接触的金属液供应[O]的熔渣 ；富集渣：将原料中有用的成分富集在炉渣；合成渣：起到保护金属、防止污染、减少热损失的作用。2若三条相界线温度降低的方向都指向该点，则此点就是三元共晶点若三条相界线的温降方向不全指向三条界线的交点，即有一条或两条相界线的温降方向离开?1?HB?0 可以看作是理想溶该点，则此点称之为转熔点3熔渣的基本结构单元为电中性的分子简单分子:CaO、MgO、FeO、Al2O3、FeS等?Si2O?Si2O复杂分子：
3CaO4结构单元间的作用力为分子间的引力（范德华力）熔渣可视为理想溶液简单分子与复杂分子之间存在动态平衡(2CaO?SiO2)?2(CaO)?(SiO2)只有自由氧化物分子具有反应能力5熔渣的基本结构单元为带电质子简单阴离子: O2-、 S2- 、 F-简单阳离子：Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+复合阴离子: SiO44-、 Si2O76- 、 AlO2-、 AlO33-、 PO43-正负离子间的作用力是静电引力（库仑力）6完全离子溶液模型的要点1）炉渣完全由离子组成，其内不出现电中性质点；2）每个离子周围只被带相反电荷的离子所包围；3）所有离子在熔渣中的分布完全是统计无序状态。完全离子溶液可视为由正负离子分别组成的两个理想溶液的混合溶液。7氧化物按酸碱性的分类1）碱性氧化物：在渣中能够离解出O2-的氧化物，如CaO、MgO、FeO等2）酸性氧化物：能吸收O2-，转变为络离子的氧化物，如SiO2、P2O5、V2O5、Fe2O3等；3）两性（中性）氧化物：在酸性熔渣中能离解出O2-，显示碱性，而在碱性熔渣中能吸收O2-，显示酸性，如Al2O3、TiO2、Cr2O3等。8氧化物酸碱性规律1）同一种金属元素的氧化物在高价时显酸性，在低价时显碱性 ，如Fe、FeO、Fe2O3等 氧化性和还原性)?[Fe]?[O]进行的方向 判断依据：利用化学反应(FeO溶解氧量减小，还原渣-----供[O]，氧化渣9衡量熔渣氧化还原性的依据：熔渣中的w(FeO)10影响熔渣氧化性的因素：1) aFeO增加，熔渣的氧化性提高2) Fe2O3含量提高，aFeO增加，熔渣的氧化性提高3) R=2 时，aFeO最大，熔渣的氧化性增强11影响熔渣粘度的因素1）熔渣中复合阴离子的大小和多少2）固相质点：固相质点越多，熔渣的表观粘度越大3）温度12粘度越低，熔化性温度越低13CaO?SiO2?Al2O3渣系的粘度曲线――适用于高炉渣CaO?SiO2?FeO渣系的粘度曲线――适用于炼钢渣14泡沫渣：冶炼过程中，有气体进入熔渣内，被分散成微小气泡，而不在聚合时，熔渣体积膨胀，形成泡沫渣。形成泡沫渣的必要条件：1）熔渣中存在不溶性气体；包含各类专业文献、行业资料、中学教育、应用写作文书、各类资格考试、专业论文、幼儿教育、小学教育、冶金原理 复习题 总结50等内容。　
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日处理150t反射炉熔渣的烟化炉设计
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(Bi，Nd),4(Ti，V),3O,12铁电薄膜的制备及薄膜印记失效分析
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3秒自动关闭窗口云锡生产实习报告
云锡生产实习报告
1.绪论??????? 1.1目的和意义??????? 生产实习是本专业学生的一门主要实践性课程。是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径，是增强学生的劳动观点、工程观点和建设有中国特色社会主义事业的责任心和使命感的过程。??????? 通过生产实习，一方面，使学生学习和了解原材料到成品批量生产的全过程，以及生产过程中水气声渣的产生、治理、资源化等。另一方面，学习生产组织管理等知识，培养学生树立理论联系实际的作风，以及生产现场中将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。并培养学生进行调查、研究、分析和解决实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和设计打下坚实的基础。通过生产实习，拓宽学生的知识面，增加感性认识，把所学知识条理化系统化，学到从书本学不到的专业知识，并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息，激发学生向实践学习和探索的积极性，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。??????? 具体，我们应该通过本次生产实习达到以下目的：??????? （1）实习是我们专业一个很重要的实践教学环节，为学生由学校到工厂，由理论到实践之间架起的一座“桥梁”。通过生产工艺及设备的参观实习使学生了解锡冶炼整体技术水平，核心技术，生产中产生的污染物及治理途径等。??????? （2）通过整个工艺流程的参观和学习，进行分析、比较、综合，能够有自己独特的见解，提出合理的技改方案，针对其目前存在的问题提出合理的建议。??????? (3)了解自己以后的方向，为以后的学习奠定基础。了解现代化化工企业管理、生产设备、生产流程、现代技术的发展等基本知识。??????? 1.2实习内容和重点??????? 本次实习主要通过实习前资料的收集和查阅；实习中仔细观察，认真询问，做好实习笔记；实习后认真反思，绘制工艺流程，针对存在的问题提出合理的建议。具体如下：??????? （1）实习前收集查阅大量文献，以锡冶炼的理论知识（资源、采矿、选矿、冶炼、产品深加工、资源循环利用与环境保护等方面）为基础。了解国内外锡冶炼的整体技术水平，先进的工艺技术和装备，目前还存在哪些世界性难题。??????? （2）实习期间，逐个参观每个车间的生产工艺流程，了解原料的来龙去脉，污染物的产生和治理。在参观过程中仔细观察，认真询问。在休息时间，与小组同学讨论，整理笔记，画出工艺流程图。??????? （3）实习后，认真反思，对各个工艺流程分析、比较、综合，提出自己独特的见解。对冶炼过程中产生的固体废弃物寻找合理的资源化途径。??????? 整个实习过程中将理论知识运用于实践，自主创新，为今后的工作奠定基础。重点在于清楚冶炼过程中物料的来龙去脉（即物料衡算、能量衡算），找出能耗高、物耗高、污染重的原因。通过分析、比较、综合提出自己独特的见解，减少有毒有害物料的使用、产生，降低能耗、物耗以及固体废物资源化利用，最终达到节能、降耗、减污、增效。??????? 技术路线图??????? 1.3云南锡业股份有限公司冶炼分公司概况??????? 云南锡业股份有限公司冶炼分公司基本概况见表2-1。具体情况见《云南省分报告》。??????? 表1-1 云南锡业股份有限公司冶炼分公司概况一览表??????? 企业名称 云南锡业股份有限公司冶炼分公司??????? 所属行业 有色金属冶炼及压延加工业 权益关系 直属分公司??????? 企业概况：??????? 云南锡业股份有限公司冶炼分公司成立于日，是目前国内外生产规模最大的锡冶炼加工企业，拥有澳斯麦特锡精矿还原熔炼，电热连续机械结晶机、真空炉、锡电解为主的锡精炼，烟化炉炼渣，以及余热发电相结合的高效先进锡冶炼工艺，代表了锡冶炼的世界领先水平。??????? 企业周边环境概况：??????? 云南锡业股份有限公司冶炼分公司主厂区位于个旧市冶炼路1号，生产部门都位于主厂区内。西临个旧通往金平的公路；东面为云锡建安公司生活区，距金湖西路500m，并有道路与之相连；南侧为厂生活区；北面与云锡机械厂相邻。厂区周围500m无环境敏感区（如学校、村庄、医院等）。但由于处于市区，对人们的生活有一定的影响，现在正策划搬迁中。??????? 工艺流程简述：??????? 冶炼分公司主厂区生产线主要是锡精矿、烟尘、焙烧矿、石英、还原煤等经配料混合后，进入澳斯麦特炉，高温熔炼、还原，产出粗锡、富渣，烟气进入收尘、脱硫系统。澳斯麦特炉熔炼粗锡，经氧化锅脱出砷、铜杂质后，交机械结晶机分离铅、铋后，产出锡产品；放出的炉渣、烟尘等，送到烟化炉硫化挥发，进一步收取炉渣和烟尘中的锡。粗焊锡再通过硅氟酸电解脱除杂质。??????? 主要生产设备：??????? 澳斯麦特炉1座、烟化炉2座、熔化锅2座、机械结晶机4台、真空炉等。??????? 主要环保设施：??????? 布袋收尘器、动力波脱硫塔、康世富制酸系统、机械加速澄清池、无阀滤池、沉淀池、雨水收集池等。??????? 2.熔炼车间??????? 锡原矿经过选矿后，进入冶炼厂，经检验化验后含硫、砷、锑等杂质高（含硫、砷分别超过3%）则就要先进行沸腾炉焙烧脱硫砷，否则这样的锡精矿直接进入顶吹炉还原熔炼，降低了锡的直接回收率，砷在熔炼时大部分进入粗锡，使粗锡质量下降，进入精炼工段后，增加了火法精炼除杂质的作业负担，各种渣量的产出率增大，使得渣含锡升高，返回处理难度大，锡金属损失增多。近年来，随着资源的贫乏，锡精矿品位逐年下降，含砷、硫、铅、铁等杂质不断上升，云锡冶炼厂增加炼前沸腾炉处理是非常必要的。??????? 不论锡精矿是否经过炼前处理，要想从中获得金属锡，都必须经过还原熔炼。其目的在于在一定的熔炼条件下，尽量使原料中锡的氧化物（SnO2）和铅的氧化物（PbO）还原成金属加以回收，使精矿中铁的高价氧化物（Fe2O3）还原成低价氧化亚铁（FeO），与精矿中的脉石成分（如Al2O3，CaO，MgO，SiO2等）、固体燃料中的灰分、配入的溶剂生成以氧化亚铁、二氧化硅（SiO2）为主体的炉渣，和金属锡、铅分离。??????? 2.1主要装置简介??????? 2.1.1沸腾炉??????? 近年来，随着入厂锡精矿含锡品位的下降，砷、硫等有害杂质含量的不断升高，没有经过炼前处理，直接进入熔炼车间顶吹炉工序进行还原熔炼，造成了砷在冶炼过程中的恶性循环，锡直接回收率低，作业成本增加，经济效益降低。因此对于含硫、砷等杂质高的锡精矿增加了炼前通过沸腾炉焙烧处理。主要目的是：采用氧化焙烧及氧化还原焙烧的方法，促使锡精矿固体颗粒中的杂质硫、砷和锑等转变为SO2，As2O3和S2O3等气态物质挥发除去，脱离精矿，即除去锡精矿中的硫、砷和锑，同时也除去了部分铅。??????? 目前，锡精矿焙烧采用的设备有回转窑、多膛炉及沸腾炉。多膛炉和回转窑焙烧工艺较成熟，操作稳定、可靠、杂质脱除率较高，但是设备占地面积大、投资高、维修费贵、燃料消耗大；而沸腾炉焙烧与它们相比，具有以下特点：①沸腾炉的气流是在料层之间通过，物料颗粒在沸腾床中处于悬浮状态，创造了颗粒氧化最为有利的条件，使得焙烧过程得以强化，反应强度大，炉床能力高；②沸腾炉对燃料的适应范围广，燃料消耗低。据介绍，若精矿含As1.5%-2%，S3%-10%，对于多膛炉焙烧，燃耗为8%-10%，回转窑焙烧煤耗为15%，沸腾炉焙烧煤耗只有5%-7%；③沸腾炉设备结构简单、占地面积小、投资省、维修费用低等。
??????? 2.1.2顶吹炉（澳斯麦特炉）??????? 澳大利亚澳斯麦特技术也被称为顶吹沉没喷枪熔炼技术，它是由澳大利亚澳斯麦特公司在赛罗熔炼技术基础上开发成功的有色金属强化熔炼技术。澳斯麦特炉是一个高8.6m、外径5.2m、内径4.4的钢壳圆柱体，上接呈收缩的椎体部分。圆锥体通过过渡段与余热锅炉的垂直上升烟道连接，炉子总高约12m，炉子内壁全部衬砌优质铬镁砖。炉顶为倾斜的平板钢壳，内衬带钢纤维的高铝质浇注料，其上分别开有喷枪口、进料口、备用烧嘴口和取样观察口。在炉子底部则分别开有相互成90o角的锡排放口和渣排放口。??????? 喷枪是澳斯麦特技术的核心，它由经特殊设计的三层同心套管组成，中心是燃料通道，中间是燃烧空气，最外层是套筒风。喷枪被固定在可沿垂直轨道运行的喷枪架上，工作时随炉况的变化由DCS系统或手动控制上下移动。??????? 澳斯麦特技术的特点就是熔池强化熔炼过程。其熔炼过程大致可分为4个阶段：??????? ①准备阶段。由于澳斯麦特熔炼是一个熔池熔炼过程，故在熔炼过程开始前必须形成一个有一定深度的熔池。??????? ②熔炼阶段。将喷枪插入熔池，控制一定的插入深度，调节压缩空气及燃料量，通过经喷枪末端喷出的燃料和空气造成剧烈翻腾的熔池。然后由上部进料口加入经过配料并加水湿润混捏过的炉料，熔炼反应随即开始，维持温度1150℃左右。随熔炼反应的进行，还原反应生成的金属锡在炉底部积聚，形成金属锡层。其间熔炼20吨原料时，放锡一次，粗锡放入炉前的锡锅，经冷却捞出浮渣后送入精炼车间。??????? ③渣还原阶段。加入还原煤，对炉渣进行深度还原，使炉渣含锡再次降低，这时熔池温度上升到1250℃，持续一段时间。??????? ④排渣阶段。还原阶段结束后，停止加入一切物料，开渣口排出炉渣，送往炼渣车间烟化炉处理。??????? 2.2工艺流程说明??????? 整个澳斯麦特炉炼锡系统由炼前处理、配料、澳斯麦特炉、余热利用、除尘与烟气治理、冷却水循环、粉煤供应和供风系统等组成。下图为其主要工艺流程图。??????? 锡原矿经过选矿后，进入冶炼厂，经检测化验后含硫、砷、锑等杂质高的（含硫、砷分别超过3%）则要先进行沸腾炉焙烧脱硫砷，得到的焙烧矿送往配料仓。该工序有7个配料仓，分别存有返回烟尘、高精矿（锡含量≥45%）、低精矿（锡含量35%-45%）、焙烧矿、石英石、还原煤、焙烧锡渣等物料，按照控制室的指令经皮带秤计量后，汇入1号皮带运输机送入圆筒混料机中加水充分混合，以防止粉状的精矿、烟尘等物料在加入顶吹炉跌入熔池过程时产生扬尘，甚至被抽入烟道中。经润湿混匀的物料再经过2、3号皮带机送到顶吹炉炉顶，从进料口直接加入炉内。其间熔炼20吨原料时放锡一次，粗锡进入炉前的锡锅，在锡锅里自然分层，经人工打捞分出甲、乙锡，上层为乙锡（锡含量80%左右）送往精炼车间的离心机，下层为甲锡（锡含量90%以上）送往精炼车间的氧化锅。??????? 整个过程中还包括有余热利用系统、烟气处理系统、冷却水循环系统。??????? （1）余热利用系统??????? 澳斯麦特炉在熔炼过程中产生大量的高温烟气，并集中后从一个炉口排放，云锡冶炼厂就将这部分余热用于发电和为冶炼厂提供热水（主要是洗澡）。??????? 由于澳斯麦特炼锡过程是周期性的，在放渣阶段或更换喷枪时烟气量大幅下降，以至余热锅炉产出的蒸汽量甚至不足以推动汽轮机空负荷运行，即蒸汽不稳定，这将造成机组的损坏。为此，还配置了燃煤蒸汽锅炉，在余热锅炉蒸汽不足时，补充蒸汽供汽轮发电机组发电。??????? （2）烟气处理系统??????? 从澳斯麦特炉排出的高温烟气先经余热锅炉降温到300-350℃，然后进入表面冷却器使烟尘进一步沉降并使温度降到150-180℃后，再进入布袋收尘器。表面冷却器和布袋收尘器灰斗中的烟尘定期用真空输送送去制粒，经制粒后的烟尘直接返回料仓或进行焙烧脱砷处理后再返回配料仓。通过布袋收尘器除尘后的烟气经过康世富制酸系统，使烟气中的SO2达到标准后，经引风机排入烟囱，具体制酸过程，见炼渣车间。??????? （3）冷却水循环系统??????? 澳斯麦特技术采用炉壁喷淋强制冷却的方式，以延长炉衬耐火材料寿命。冷却水必须经软化处理后才能循环使用，否则容易在炉壁结垢，导致炉体受热不均耐火材料和整个炉子寿命缩短。为保持水的清洁，在循环中自动抽出部分回水经过滤处理。??????? 澳斯麦特炉炼锡过程的处理量，各种物料的配比，喷枪风燃料比与鼓风量，燃烧空气过剩系数，喷枪进入炉内程序，喷枪高度，炉内温度和负压等参数的检测、控制、记录以及备用烧嘴的升降等操作，全部在控制室通过DCS系统控制，同时可对余热锅炉的状况（蒸汽量、蒸汽温度、蒸汽压力等）、烟气处理系统各工序的进出口温度和压力等进行监测，基本实现了过程的自动控制。??????? 2.3工艺原理??????? （1）锡精矿沸腾炉焙烧原理??????? 硫、砷和锑在锡精矿中存在的主要形态为：黄铁矿（FeS2）、毒砂（FeAsS）、铜蓝（CuS）、砷磁黄铁矿（FeAsS2）、黄铜矿（CuFeS2）、砷铁矿（FeAs2）、辉锑矿（Sb2S3）、脆硫铅锑矿（Pb2Sb2S5）、黄锡矿（Cu2FeSnS4）和方铅矿（PbS）等。??????? 锡精矿中某些硫化物受热时将发生热解离，其主要反应如下：??????? 在焙烧温度条件下，其离解压见下表。??????? 表2-1 锡精矿中某些硫化物的离解压 （Pa）??????? 硫化物 不同温度下的离解压??????? 450℃ 550℃ 650℃ 750℃ 850℃??????? FeS2 0.02 32 9 ――??????? CuS
2696575 ―― ――??????? CuFeS2 7x10-5 0.01 0.6 14 190??????? FeAsS 10.2 714
2624557??????? FeAs2 6.3x10-10 1.18x10-4 0.53 252 28134??????? 从上表数据可知，上述离解反应温度升高，其离解压增大，某些硫化物（如FeS2，CuS，FeAsS）的离解压相当大，离解出的S2，As4均呈气态挥发而部分除去。离解所产生的S2，As4蒸汽相遇时易生成As4S6:??????? +3??????? 反应的趋势比较大，或生成的As4S6(g)较稳定，有利于上述热离解反应的进行，此外，As4(s)，As2S3(S)和Sb2S3(S)也能部分升华除去。??????? （2） 还原熔炼中锡与铁的分离??????? 精矿、焙烧原料中的锡主要以SnO2的形态存在，SnO2的还原分两个阶段进行：??????? 即酸性较大的SnO2很容易被还原为碱性较大的SnO。锡还原熔炼一般造硅酸盐炉渣，碱性较大的SnO便会与SiO2等酸性渣成分结合而入渣中SnO比游离SnO的活度小，活度愈小愈难被还原。??????? 原料中铁的氧化物主要以Fe2O3形态存在，在高温还原气氛下按下列顺序被还原：??????? 高价铁氧化物 的酸性较大，只有还原变为碱性较大的 _ __D_D很好地化合造渣融入渣中。所以总是希望 完全还原为 _ __D_Dd__________?e????????? 生产实践表明，炉料中的铁氧化物部分被还原为金属铁溶入粗锡中， 被还原为 _D_Dd__________?e??________________[][]_ _()^_D_Dd__________????________________^D_Dd__________????__________________ __ ^()_当锡中的铁含量达到饱和程度，还会结晶析出Sn-Fe化合物，形成熔炼过程中的另一种产品――硬头。硬头的处理过程麻烦，并造成锡的损失。所以锡原料在还原熔炼过程中控制粗锡中的Fe含量，是控制还原终点的关键。??????? （3）锡精矿顶吹沉没熔炼炉富氧熔炼的特点??????? 锡精矿的熔炼是还原熔炼，其主要反应为??????? 在富氧熔炼的条件下，由于从喷枪鼓入熔池的气体中氧浓度大幅提高，要使上述反应顺利进行，气氛的控制就显得非常重要。??????? 云锡在开发锡精矿富氧熔炼技术时，充分考虑了以上因素，在富氧气体与燃料的准确配入与完全燃烧上进行了认真分析和计算，确保在富氧喷入熔池的喷枪头处不出现氧化气氛，使得熔池中始终保持适度的还原气氛，以保证锡精矿的迅速有效还原，同时防止炉渣中FeO氧化为磁性铁而产生泡沫渣的危险。??????? 锡精矿富氧喷枪顶吹沉没工艺方法的主要优点在于：??????? ①在锡精矿喷枪顶吹沉没熔炼炉中采用富氧熔炼，在喷枪风中混入氧气，在单位时间内投入炉内的总气量不变的情况下，使得单位时间内加入熔池的氧量增加，随之单位时间内投入炉内的燃料量、能量和处理的物料量同步增加，锡产量也随之增加。
??????? ②此种工艺方法使得熔炼速度和效率进一步提高，处理单位物料量的烟气量减少，烟尘率也随之降低，锡冶炼回收率进一步提高。??????? ③此种工艺方法，压缩空气与氧气混合后的富氧浓度在25%-40%之间；与空气熔炼相比，处理量增加20%-50%，产量增加20%-50%，而尾气系统处理的烟气量与空气熔炼相比基本保持不变。??????? 锡精矿富氧熔炼，大幅度提高了生产效率，取得了良好的节能效果、环保效果、资源综合利用效果和经济效果。??????? 3.精炼车间??????? 锡精矿还原熔炼产出的粗锡含有很多杂质，即使是从富锡精矿炼出的锡，其纯度通常也不能满足关于上的要求，需进行精炼，除去粗锡中的杂质，使其达到标准牌号的精锡质量要求。??????? 表3-1 粗锡的一般成分 （质量分数/%）??????? 编号 Sn Fe As Pb Bi Sb Cu??????? 1 99.79 0. 0.012 0. 0.002??????? 2 99.83 0.3 0.031 0.003 0.01 0.025??????? 3 94.68 1.25 1.07 1.19 0.05 1.22 0.2??????? 4 96.47 0.615 0.88 1.35 0.02 0.69 0.32??????? 5 79.99 3.11 3.82 9.07 0.295 0.096 1.29??????? 6 81.54 3.25 3.33 9.14 0.184 0.094 1.07??????? 表3-2 锡锭的化学成分（GB/T728-1998）??????? 牌号??????? Sn %（≥） 杂质（质量分数，不大于）/%??????? As Fe Cu Pb Bi Sb Cd 总和??????? Sn99.99 99.99 0.5 0.5 0. 0.0003??????? Sn99.95 99.95 0.003 0.004 0.004 0.01 0.006 0.014 0.0005??????? Sn99.9 99.9 0.008 0.007 0.008 0.04 0.015 0.02 0.0008??????? 粗锡中常见的杂质有铁、砷、锑、铜、铅、铋和硫，它们对锡的性质影响较大。粗锡精炼的方法分为两大类：火法精炼和电解精炼。火法具有生产能力较高，在生产过程中积压的锡量少等优点。粗锡的火法精炼包括：熔析法和凝析法除铁、砷；加铝除砷、锑；加硫除铜；结晶分离法除铅、铋；真空蒸馏除铅、铋。云锡炼厂采用的是以火法精炼为主，辅以电解精。??????? 3.1主要装置简介??????? 3.1.1离心机??????? 云锡研制的YT-CC-Ｉ型离心机，主要由转鼓、离心机悬臂和油压系统组成。该厂采用这种离心机处理乙锡，以代替熔析炉除铁、砷。??????? 离心过滤法是应用熔析原理，根据在不同温度下，锡、铁、砷的各种固体化合物开始析出的性质，设计金属离心机，控制温度过滤，使固、液两相分离，以除去铁、砷等杂质。云锡冶炼厂采用离心机过滤除铁、砷的主要技术条件和指标见表4-1。??????? 表3-3 云锡第一冶炼厂离心机过滤除铁、砷的主要技术条件指标??????? 技术条件 云锡公司第一冶炼厂??????? （1）离心过滤器带孔转鼓尺寸/mm??????? 最大提升速度/m/s Φ500x200??????? 1250??????? (2)过滤温度/℃??????? 粗锡和渣乙锡??????? 尘乙锡??????? 500??????? （3）原料成分(质量分数%)??????? I??????? II??????? III??????? Sn Fe As??????? 67.66??????? 72.78??????? 69.42 10.53??????? 6.12??????? 6.74 12.2??????? 5.78??????? 5.23??????? （4）产品成分(质量分数%)??????? I??????? II??????? III??????? Sn Fe As??????? 84.73??????? 86.65??????? 83.96 0.03??????? 0.15??????? 0.061 0.2??????? 0.144??????? 0.153??????? （5）渣成分(质量分数%)??????? I??????? II??????? III??????? Sn Fe As??????? 34.18??????? 31.85??????? 35.66 24.7??????? 27.3??????? 17.24 18.7??????? 25.62??????? 18.68??????? （6）直收率/% I??????? II??????? III??????? 82.99 87.47 80.89??????? （7）渣率/% I??????? II??????? III??????? 33.74 26.23 34.52??????? （8）脱铁率/% I??????? II??????? III??????? 99.95 98.96 99.75??????? （9）脱砷率/% I??????? II??????? III??????? 99.64 97.54 99.09??????? （10）金属平衡 I??????? II??????? III??????? 99.95 98.96 99.75??????? 在火法冶金中采用离心机技术，对离心机是有很高的要求，首先是制造离心机的材料应承受很高的温度，而且要具有很好的耐蚀性，其次设备结构要适于液体锡与浮渣的分离。??????? 3.1.2精炼锅（氧化锅、脱杂锅）??????? 火法精炼中凝析除铁、砷，加铝除锑、砷和加硫除铜所用的设备都由精炼锅（包括氧化锅和脱杂锅）和搅拌机两部分组成。??????? 精炼锅由钢板焊接而成。它比生铁铸件具有许多优点：制造简单，经久耐用，导热性好，升温、降温容易控制，锅的容量根据生产而定。锅面上安装半圆形烟罩，强制抽风，排出精炼产生的气体，锅安装在炉灶上，灶体内为炉栅燃烧室。其装置图如下所示：??????? 3.1.3连续结晶机??????? 连续结晶机主要由螺旋器、电炉体、温度控制和传动机构等组成（见图4-2）。螺旋器由扇形叶片交错焊接在无缝钢管的螺旋轴上而成，其作用是：一方面搅拌合金，减少扩散层厚度，加速热交换和质交换，提高铅、铋和锡的分离效率；另一方面，提升晶体，将结晶产生的晶体不断地向温度高的方向提升，使晶体与液体成逆向运动。电炉体由内槽、外槽、电阻丝、保温材料等组成，由于对流和传导传热，实际上从电炉体的尾部（焊锡排放口）到电炉体的端部（精锡出口）形成一个稳定的温度梯度，从而满足了工艺要求。
??????? 3.1.4真空炉??????? 昆明理工与云南锡业公司等单位研制的内热式多级连续蒸馏真空炉的设备系统示意图见图4-2。真空炉整个系统由炉体、蒸馏系统、电器加热、真空系统等组成。??????? 图3-1蒸馏真空炉设备系统示意图??????? 3.2工艺流程说明??????? 锡精矿经还原熔炼后产出的含铁、砷高的粗锡（生产中称为乙锡）进入精炼车间的离心机，通过控制温度过滤，使固液两相分离，以除去铁、砷等杂质。然后通过锡泵进入氧化锅，熔炼车间产出的甲锡也进入氧化锅，在氧化锅里凝析除铁、砷，适当加入一些锯木进行烧砷，最终晶体悬浮物与液体锡达到分离。人工打捞上层的炭渣。随后，在氧化锅里加入硫主要目的是除去锡液中的铜，硫和铜的亲和力大于硫和锡，硫加进去后和铜化合生成硫化亚铜，熔点高，密度小，不溶于锡，浮于锡液表面生成硫渣，通过人工打捞，硫渣送往电解车间制CuSO4.5H2O,锡液通过锡泵送入脱杂锅，加入铝粒除去锑、砷，加锯木进行烧砷。具体生产工艺流程如图3-2所示。??????? 图3-2粗锡精炼的工艺流程图??????? 3.3工艺原理??????? （1）离心机除铁、砷（熔析法）??????? 离心过滤法是应用熔析原理， 其理论依据是铁、砷等杂质在液态锡中的溶解度随温度的变化而变化，并且它们能与锡结合，生成高熔点的金属间化合物。熔析法是将含铁、砷高的固体粗锡加热到锡的熔点以上，锡熔化为液体，高熔点金属间化合物仍保持固体状态，使固体从液体中分离出来以除去铁、砷。??????? 离心机过滤法是在熔析的基础上进行了改进，设计好金属离心机的温度，通过控制温度将含铁、砷高的固体粗锡（生产中称为乙粗锡）加热到锡的熔点以上，锡熔化为液体，高熔点金属间化合物仍保持固体状态，采用离心过滤的方法使液固两相分离，以除去铁、砷等杂质。??????? （2）凝析除铁、砷??????? 熔析法可除去粗锡中大部分的铁、砷，但不能使其含量达到符合精锡的标准，尚需经过凝析法处理。凝析法是熔析法的逆过程，即将含铁、砷低的已熔成液体的粗锡（称为甲粗锡）降温，由于铁、砷及其化合物溶解度降低，便会结晶成固体析出，这时加入适量的锯木屑进行吸附，使晶体悬浮物与液体锡达到分离。通过人工打捞浮渣（炭渣）除去铁、砷。??????? （3）加硫除铜??????? 加硫除铜的基本原理是基于硫和铜的亲和力大于硫和锡的亲和力，元素硫加入锡液后，溶于锡液中，在强烈搅拌下，锡液中的铜与硫充分结合生成稳定的高熔点硫化亚铜（Cu2S,熔点1130℃），硫化亚铜不溶于锡液而浮于液面成为浮渣除去。云锡炼厂加硫除铜作业在凝析除铁、砷与加铝除锑、砷之间，以免过量的铁结晶析出，变成粘稠的浮渣，把没有和硫起作用的铜包裹起来，影响Cu2S的生产。??????? 其主要反应式如下：??????? （4）加铝粒除砷、锑??????? 粗锡经过凝析除砷、铁后，虽然大部分砷已除去，但锡中含砷仍有0.15%左右。使用凝析法处理粗锡时，含锑量没有明显的变化，仍达不到精炼标准，有待进一步除去，即加铝粒除砷、锑。??????? 加铝除砷、锑原理是利用铝和砷、锑生成高熔点化合物，其密度小于锡，能从锡液中结晶析出。As-Al二元系状态见图4-2，Al-Sb二元系状态见图4-3。从图可以看出，铝和砷生成AlAs，其熔点为1740℃，铝和锑生成AlSb，其熔点约为1081℃。??????? 云锡炼厂加铝除砷、锑在火法精炼中在结晶机除铅、铋之前，其优点是砷、锑脱除达到标准之后，在连续结晶机除铅、铋时，内槽中的晶体硬度和黏度较小，可以减轻螺旋器的负荷，晶体和液体的分离条件得到改善，有利于除铅、铋。同时在加铝除砷、锑后，如果操作不仔细，残留下来的铝也会在结晶机内槽中氧化造渣而除去。??????? （5）连续结晶机除铅、铋??????? 粗锡中一般含有铅、铋，结晶分离法除铅、铋是使含铅、铋的粗锡在连续的温度梯度加热和冷却的过程中产生晶体和液体，二者逆向运动，铅、铋在晶体中逐渐减少，在液体中逐渐增多，最后使铅、铋集中在液体中，而晶体锡得到提纯。??????? 为了说明结晶除铅的具体过程，将Sn-Pb合金相图富锡端绘制成晶体和液体成分随温度变化关系示意图于图3-3中。任一时刻，任一成分的合金，在冷却时产生晶体，在螺旋器的作用下，逐渐向温度升高的区域移动；相反，残留的液体靠重力和结晶槽坡度向低温区回流。随温度上升后，原有晶体和流体间的平衡关系受到破坏，而在新的温度条件下建立新的平衡，即在高温下熔析，液体在低温下将发生结晶。这种晶体和液体间平衡的破坏和建立的统一，使得结晶、熔析过程连续进行，结晶的结果液体中锡的纯度降低。??????? 图3-3 Pb-Sn二元系相图??????? （6）真空蒸馏法除铅、铋??????? 昆明理工大学与云南锡业公司等单位研制的内热式多级连续蒸馏真空炉，具有流程短，金属回收率高，消耗低，设备简单和占地面积小等优点。??????? 真空蒸馏法除杂质的原理是根据杂质金属的沸点比锡低、蒸汽压比锡大的性质，在高温下使金属杂质挥发除去。以铅、铋、锑等为例，在相同温度下，他们的蒸汽压比锡大100倍，故在较高温度下，它们将比锡更容易挥发，从而达到与锡分离的目的。??????? 4.炼渣车间??????? 随着锡矿的不断开采，锡矿石品味逐渐下降，难选矿石逐渐增加。为了提高锡的选矿回收率，必须降低选矿富集比，降低精矿品味产出贫锡精矿或少产高品位锡精矿，产出部分锡中矿。贫锡精矿和锡中矿大多是锡铁、锡硫结合致密、难以用物理的方法使之分离而将锡富集到合适还原熔炼要求的品味，或因粒度太细，分选效率低，因此研制了硫化挥发法处理锡中矿，??????? 从理论到实践证明，硫化挥发法是目前世界上处理锡炉渣、锡中矿、贫锡精矿等最有效手段。它是利用锡的硫化物的挥发性能与炉料中其他组元挥发性能的差别而达到分离和富集的目的。硫化挥发法工艺简单，物料的适应性强，锡的挥发效率高，机械化、自动化程度高，处理能力大，生产成本低。??????? 2007年，云南锡业股份有限公司冶炼分公司成功开发运用了低锡物料烟化炉富氧侧吹烟化挥发技术。通过自主创新，研究开发了低锡物料烟化炉富氧侧吹烟化工艺技术，攻克了低锡物料烟化炉富氧还原熔炼过程中还原气氛控制的关键技术。??????? 4.1烟化炉的结构??????? 各个炼锡厂的烟化炉虽然由于生产规模不同而大小不等，其构造基本相同，主要包括水套、三次风口、加料口、放渣口、风口、风管、煤管、加固装置等。烟化炉炉体为全水套结构，包括炉底及炉子出口、烟道都是由水套构成，水套是烟化炉的主体构件，分为炉底水套、炉身水套和烟道水套。??????? 风口安装在沿炉子长方向的最下层水套上，两面对称安装，风口的多少视炉子大小而定，云锡炼厂在沿炉子长方向有16个进风口。??????? 放渣口开在矩形短边最下层水套的下部。正常作业过程中渣口用能用循环水冷却的塞托堵住，放渣时将塞托拉出，弃渣从炉内流出并通过流槽进行水淬。??????? 云锡炼厂采用的是4m2烟化炉，其生产的主要技术指标如表4-1。??????? 表4-1 4m2烟化炉生产的主要技术指标??????? 名称 4m2烟化炉??????? 进料量/t/炉 13-15??????? 炉床能力/t/(m2.d) 17-25??????? 弃渣含锡/% <0.2??????? 炉温/℃ ??????? 冷却出水温度/℃ 130-140(气化温度)??????? 一次风压/KPa 60-70??????? 二次风压/KPa 90-110??????? 炉内压力/Pa -30--100??????? 冲渣水压/KPa >200??????? 风煤比 0.7-0.9??????? 4.2工艺流程说明??????? 澳斯麦特炉产生的含锡冷富渣、还有其它工序产生的炉渣、硬头、废炉底选洗渣等首先经过烟化炉前面的熔化炉，其目的是将冷物料加温熔化，并升温到1200℃以上，为烟化炉提供高温的液料，提高烟化炉的处理能力；熔化炉的另一个作用是生产少量粗锡，因为富渣含有一定量的机械夹杂锡，这部分锡受热超过熔点后就会熔化沉入炉底，然后用一定的方法取出，这样就可以避免这部分锡进入烟化炉。??????? 然后根据这些物料的成分进行适当的搭配，含锡热熔富渣经行车吊运直接加入烟化炉吹炼。操作中风煤比控制在0.6-0.9之间为宜，不得小于0.6。当炉料完全溶化后，在吹炼期按一定制度加黄铁矿。随着吹炼的进行，当弃渣含锡达到规定的抛弃指标时，吹炼重点到达即可放渣。开口前先检查冲渣水压要不低于0.196MPa。打开冲渣水闸阀，然后捅开放渣口，进行放渣。其工艺流程见图4-1??????? 图4-1烟化炉处理含锡富渣的工艺流程图??????? 2007年，云南锡业股份有限公司冶炼分公司成功开发运用了低锡物料烟化炉富氧侧吹烟化挥发技术，有效地发挥了锡烟化炉硫挥发的效能，提高了烟化炉的炉床能力，解决了炼锡澳斯麦特炉与烟化炉产能不匹配的矛盾，同时，也提高了烟化炉热利用率、增加了发电量，降低了煤耗，能源和资源得到了充分利用。??????? 烟化炉硫挥发的主要产物为含锡烟尘、烟道灰、抛渣和烟气。由于各厂具体工艺的区别，其产物也不同。云锡冶炼厂采用富氧侧吹烟化挥发技术，整个流程中产生的烟道灰和表冷尘返回配料系统（料仓），抛渣进入专门的渣场。富渣通过烟化炉吹炼后，烟气通过产生的高温烟气首先通过余热锅炉进行发电降温到300-350℃，通过表面冷却器使温度降低到150-180℃后，再进入布袋收尘器，最终烟气经过康世富制酸系统，达标后排放。康世富制酸具体工艺流程如下图4-2所示。
????????? 4.3硫化挥发的基本原理??????? 往熔融富锡渣中加入硫化剂富用燃料和空气混合物燃烧吹炼，使锡成硫化亚锡挥发的过程，为富锡渣处理方法之一。适用于处理各种品位的富锡渣，也可处理其他低锡物料。硫化剂用黄铁矿(FeS2)，燃料用粉煤或油，燃料燃烧保持炉内呈弱还原气氛，在高温和剧烈搅拌条件下吹炼，以加速化学反应和挥发作用。挥发出来的硫化亚锡在烟道中被氧化成氧化锡，进入烟尘。收得的含氧化锡烟尘返回料仓。??????? 锡的沸点很高（2270℃），在烟化炉作业温度（℃）条件下，其饱和蒸汽压很小，约为0.29-1.05Pa。二氧化锡的沸点也很高。因此，在挥发过程中锡和二氧化锡的挥发很小。硫化亚锡和硫化亚锡的沸点较低，在烟化炉作业温度条件下其饱和蒸汽压较大 (见表4-2和表4-3)。??????? 表4-2 氧化亚锡的饱和蒸汽压与温度的关系??????? 温度T/k 00 ??????? 415 366 47247??????? 表4-3 硫化亚锡的饱和蒸汽压与温度的关系??????? 温度T/k 03???????
101323??????? 在相同条件下，渣中硫化亚锡的挥发能力比氧化亚锡的挥发能力大得多。硫化挥发法即以硫化亚锡的生成和挥发理论为基础。在还原气氛中，黄铁矿分解产物与富锡渣中的锡组分在高温下进行硫化反应并挥发硫化亚锡：??????? 云南锡业股份有限公司冶炼分公司成功开发运用了低锡物料烟化炉富氧侧吹烟化挥发技术。烟化炉处理低物料熔炼过程中采用富氧熔炼，在二次风中混入氧气，在单位时间内投入炉内的总风量不变的情况下，使得单位时间内加入熔池的氧量增加，随之单位时间内投入炉内的燃料量、能量和处理的物料量同步增加，锡烟尘产量也随之增加。此种工艺方法使得熔炼速度和效率进一步提高，处理单位物料量的烟气量减少，锡烟尘产量也随之增加，烟尘含锡品位提高。??????? 5.电解车间??????? 焊锡电解精炼的目的是将含铋、砷、锑、铁等杂质含量高的粗焊锡经电化过程精炼，产出含杂质少、锡和铅含量高达99%以上的精悍锡。??????? 云锡冶炼厂采用硅氟酸（H2SiF6）电解质水溶液进行电解精炼，这样便可以使铅、锡同时电溶于电解液中，并同时在阴极上析出，产出铅、锡含量均高，杂质含量少的精含锡。??????? 5.1工艺流程说明??????? 电解车间主要包括，从真空炉出来的含铋、砷、锑、铁等杂质较高的粗焊锡的电解精炼；精炼车间氧化锅里加硫除铜产生的硫渣生产硫酸铜（CuSO4.5H2O）。??????? （1）粗焊锡、粗锡、电炉锡等的电解精炼??????? 熔炼车间和精炼车间产生的粗锡、粗焊锡、电炉锡等送往电解车间，首先熔融浇铸成阳极板，精锡做阴极。采用硅氟酸电解质，其浓度为300g/L，其中电解槽槽内并联，槽与槽间串联。保持电压0.2-1.2V电解，使得铅与锡共同在阴极析出，再通过熔铸分离阳极渣和电焊锡。残阳极通过清洗，综合回收表面的阳极泥。其生产流程如图5-1所示。??????? 图5-1粗焊锡电解精炼工艺流程图??????? （2）硫渣氧化焙烧-硫酸浸出生产硫酸铜??????? 硫渣是粗锡火法精炼加硫除铜的副产品，呈黑色粉末状。硫渣含锡和铜均较高，锡主要以金属形态存在，少部分以硫化物存在，铜则主要以硫化物存在，少量以金属形态存在。通过氧化焙烧后得到的焙砂中的铜呈氧化铜形态，用硫酸浸出铜进入溶液中，将浸出液浓缩结晶后即可得到硫酸铜，硫酸铜再通过反应釜加上五个结晶水，就可得到五水硫酸铜（CuSO4.5H2O）。其生产流程如图5-2所示。??????? 图5-2焙烧铜渣-硫酸浸出生产硫酸铜??????? 5.2焊锡电解精炼的工艺原理??????? 焊锡电解精炼的电化体系为：??????? 对锡电解精炼有关的元素的标准电极电位见表6-1。??????? 表5-1电解精炼有关的元素的标准电极电位??????? 元素??????? -0.763 -0.136 -0.126 +0.2 +0.247 +0.337??????? 阳极发生的主要反应是铅、锡同时电化溶解，因为其电位相近，反应式为：??????? 阴极发生的反应则为：??????? 粗焊锡中铋、铜、砷、锑等杂质的行为均与粗锡电解精炼相似。除铁外，他们大多会进入阳极泥中。粗焊锡硅氟酸电解精炼工艺，在我国许多炼锡厂已得到成功运用，取代了盐酸电解精炼工艺。??????? 6.锡冶炼废渣的处理与综合利用??????? 我国传统的锡冶炼工艺及设备落后，以适应处理锡精矿为主，无法适应由于矿产资源日趋紧缺而造成的原料供应短缺和原料多元化、成分复杂化的局面，产品回收率低，多种有价金属无法回收，能耗偏高，资源利用率低，致使锡砂收购加工业务越做越小，产量逐年下降，生产经营受到制约。??????? 造成上述问题的原因主要有以下2个方面。??????? （1）现有工艺技术对锡铅废杂料、各种再生料等再生资源原料的处理能力较差，造成产品回收率低，有价金属得不到彻底分离和提取回收。??????? （2）现有生产流程中锡电解、铅电解、真空炉等工序的主要设备处理废杂料、各种再生料的能力差，达不到产品生产的各项指标要求。??????? 为解决上述问题，适应新的原料供应形势，在对国际国内锡原生资源和再生资源状况及银、铜、锑、铋等有价金属的市场前景进行充分调查和分析的基础上，要充分发挥技术、管理及资源和产品渠道等多方面的优势，采用新技术综合回收锡冶炼弃渣中的银、铜、锑、铋等有价金属，把困扰人的废弃物变成宝，形成初具规模的回收银、铜、锑、铋等有价金属产品的生产能力；冶炼弃渣经处理后变成炉渣，主要成分为二氧化硅、氧化钙和氧化铁，可作水泥厂的优质原料使用。??????? 锡生产过程产生的固体污染物来自炉子冶炼产生的炉渣、湿法过程中产生的浸出渣。浸出渣经进一步加工回收其中的铅、锑等有价金属后与炉渣一起用于水泥生产，争取实现零排放；采用直收率较高的工艺和新型设备熔炼锡原料，以电代煤，减少烟气量和烟气含硫量；强化烟气治理设施，提高烟气治理设施的装备水平和处理能力。??????? 7.对冶炼厂提出自己的建议??????? 通过半个月在冶炼厂的学习、观察和与工人师傅的交流，也发现了冶炼厂中存在一些问题。通过查阅大量资料分析、综合、比较发表自己独特的看法。自己提出的这些建议也不一定正确，还需要在今后的学习中加强工程素质的培养。??????? （1）场内雨水收集池的布局不合理??????? 由于冶炼场内极易产生飞灰、扬尘，而且这些灰尘中含有重金属，因此冶炼厂中设有雨水收集池。通过观察，发现冶炼厂内只有极少的雨水收集池，这就会出现当距离雨水收集池较远的地方被冲刷干净需要一定的时间，在这之前近距离的地方早已冲刷干净，致使大量洁净雨水也被迫流入收集池，这样就增加了污水的处理量，处理成本。因此应该合理布局雨水收集池，使其距离合理。??????? （2）发现厂区内有人饲喂鸽子??????? 每天经过厂区存料仓前，都会发现大量鸽子，而且地上有饲喂鸽子的包谷。厂区存在着一些扬尘和飞灰，其中都含有重金属，如砷、铜、铅等。长期以来很容易被鸽子食入，如果鸽子再被人类食用，这就会对人体的健康造成极大的伤害。??????? （3）可考虑在余热锅炉后加水平沉降室??????? 冶炼厂中高温烟气经余热锅炉降温后，直接进入表冷管。本人通过查阅资料，分析和比较后认为可考虑在余热利用后加水平沉降段，这样烟气除余热锅炉后再水平段沉降一部分烟尘后，进入表冷管使烟气中的烟尘进一步沉降。大大减小了后面布袋除尘器的工作负荷，降低成本。??????? （4）应该采取相应的措施减小噪音污染??????? 在冶炼厂附近就是一些居民小区，因此工厂要对各类风机、热泵机、发电机房、锅炉房等做好减振隔音的措施，致使不影响到周围居民的正常生活。??????? 8.收获体会??????? 在生产现场以工人、技术员、管理员等身份，直接参与生产过程，使专业知识与生产实践相结合的教学形式，培养了自己的工程素质。在短短半个月的实习中，总结出了加强各方面的能力是非常重要的，具体可以从以下几方面加强：??????? （1）分析问题的能力??????? 在整个实习中我们一定要学会分析问题，通过对整个工艺流程的分析，需要处理的物料的物性特征的分析，各污染物是怎样产生的等，最终才能很好的来指导生产，改进生产以减缓污染。??????? （2）注重平时专业知识的学习??????? 整个实习过程是一个理论结合实践的过程，只用很好的掌握了理论知识，才能更好的去指导实践。因此，平时的学习中应该注重理论知识、专业知识的学习和积累。在实习期间通过理论联系实际，不断的学习和总结经验，巩固了所学的知识，提高了处理实际问题的能力，为毕业设计的顺利进行总结了经验。??????? 9.致谢??????? 感谢我的实习指导老师胡建红和徐晓军，在此次实习中她给了我很多宝贵的意见，谢谢他们对我的悉心指导，他们无私的关爱和严谨的治学态度将激励我不断进取，走好以后的道路。同样也感谢整个实习过程中给以我帮助的老师和同学。??????? 10.参考文献??????? [1]宋兴诚.锡冶金[M].北京：冶金工业出版社，2011.6.??????? [2]戴永年.有色金属材料的真空冶金[M].北京：冶金工业出版社，2000.3.??????? [3] (苏)谢夫留可夫,H.H.[M]. 北京：冶金工业出版社，1959.??????? [4] 云南锡业公司,昆明工学院《锡冶金》编写组. 锡冶金[M].北京：冶金工业出版社，2011.6.??????? [5]彭容秋.锡冶金[M].湖南：中南大学出版社，2005.8.??????? [6] 锡冶金工业．专题情报调研报告??????? [7] 广西壮族自治区冶金工业试验研究所. 锡冶金分析[M]. 北京：冶金工业出版社，1960.??????? [8]南昌有色冶金设计研究院．云锡公司沸腾炉烁前处理可行性研究报告，2002???????