低品位锡精矿和锡中矿处理(treatment  of  low—grade   tin   concentrate  and  tin   middling)

使低品位锡精矿和锡中矿中的锡和一些有价金属生成硫化物或氯化物挥发与大量杂质分离而得以提取的冶金过程。低品位锡精矿一般含锡小于20％，锡中矿含锡为1％～10％。处理这些选矿厂产品对提高选冶综合回收率具有重要意义。处理的方法主要有烟化炉硫化挥发和回转窑氯化挥发两种。

1953年苏联波多尔斯克炼锡厂首先用烟化炉硫化挥发法处理含锡低的炉渣，1964年苏联梁赞有色金属冶炼厂推广应用于处理含锡、铅、锌的低品位物料。中国云南锡业公司第一冶炼厂于1975年用烟化炉硫化挥发法处理含锡3％～4％的锡中矿，以后逐渐为德国、玻利维亚和英国的炼锡厂广泛采用。现世界上共约有10座烟化炉专门用于处理低品位锡精矿和锡中矿。

氯化挥发法于1941年首先在泰国处理含锡3％～4％的物料，1949年由于设备严重腐蚀而停产。中国云南锡业公司于1958年开始研究高温还原氯化法处理含锡1.5％～2.O％的复杂难选锡中矿，1983年建成了日处理100t矿石的生产厂。

烟化炉硫化挥发这种方法是将低品位锡精矿或锡中矿和硫化剂置于烟化炉中，在高温下使其中的锡和有价金属转变成硫化物挥发出来，然后再从烟尘中加以回收。其原理与富锡渣硫化挥发法基本相同。硫化剂常用的是黄铁矿。

烟化炉的炉体为全水套结构，包括炉底及炉气出口烟道都是由水套构成。炉身水套里面焊有销钉，炉渣受水套冷凝的壳层附于水套内壁被销钉固定，其厚度由几厘米到十几厘米，视各部位渣子的酸度、温度和运动剧烈程度而定。这层渣子可保护水箱的钢板，并使液体炉渣得到保温。

硫化挥发操作开始时，将含锡物料或预先熔化加入烟化炉，或经制粒后加入前一炉放渣后留存的液渣中，或经风口借压缩空气喷吹于液渣中，操作数据指标和技术经济指标列于表1。

回转窑氯化挥发这种方法是将低品位锡精矿或锡中矿和氯化钙、焦粉制粒后，置于回转窑中在高温下进行氯化焙烧，使锡和其他有价金属转变成氯化物挥发出来，再从烟气中加以回收。

原理高温还原氯化挥发是以氯化亚锡和其他有价金属氯化物的生成和挥发为依据的。氯化亚锡的生成反应为：

标准反应吉布斯自由能变化如表2。

从表2看出.在还原条件下SnO₂的氯化必须在1173～1273K才能进行。CaCl₂在高温下(>1023K)与水蒸气作用生成气态HCl，在有CO参加下与SnO₂反应生成SnCl₂。SiO₂的存在有利于氯化反应的进行，反应如下：

氯化反应生成的，SnCl₂蒸气压力随温度升高而增加(表3)。

由表3可见，在氯化反应温度下，生成的SnCl₂极易从物料中呈气相挥发而得到提取。挥发的SnCl₂在烟气中遇有水蒸气和氧气存在时又极易生成SnO₂和HCl:

工艺  生产流程主要由炉料准备、氯化焙烧、湿法收尘、收尘沉淀及收尘溶液的处理所组成(见图)。炉料准备是将添加caCl₂溶液和焦粉的含锡物料制成一定强度的球团，干燥后用作氯化焙烧的物料。氯化焙烧在声2.3m×28m回转窑(见彩图插页第10页)中进行，以发生炉煤气为燃料，在微负压下操作。回转窑转速为0.4～0.5r／min，炉料在窑内停留时间2.5～3h，窑头温度1273～1323K，窑尾温度723～773K。氯回转窑的生产能力为1.227t／(m³•d)；金属挥发率(％)为：锡94～95，铅97～98，锌60～70，砷77～85，铜15～20；能耗为2.5～2.8GJ／t生球团。焙烧前后的物料主要成分见表4。湿法收尘由沉降室、U型淋洗塔、文氏管和湿式电收尘所组成。收尘所得矿浆经浓密、过滤得沉淀物和收尘溶液两种产物。沉淀物用食盐溶液浸出，产出锡精矿(sn>55％)和氯化铅(Pb>65％)。收尘溶液经铁盐脱砷后采用分段中和水解法分别回收其中的铟、铋、镉和锌，最后将再生的CaCl₂溶液返回流程配料。全流程的锡、铅回收率大于85％，氯根的回收率为40％～50％。

展望 烟化炉硫化挥发适用于处理含锡大于3％的低品位锡精矿和中矿，具有生产率大、挥发效率高，烟尘中富集锡和其他易挥发金属等优点，现已大规模推广和应用。回转窑氯化挥发适用于处理含锡小于3％的多金属物料，能有效地脱除铁、砷杂质和综合回收各种金属，是一种有发展前途的方法。