電爐煉錫

錫精礦熔煉方法之一

電爐煉錫(tin smelting in electric furnace)是錫精礦在電爐內熔煉產出粗錫的過程,為錫精礦熔煉方法之一。電爐煉錫具有易於達到高溫(1723~1873K)強還原、熱效率高、爐氣和煙塵少等特點。

特點


電爐煉錫具有易於達到高溫(1723~1873K)強還原、熱效率高、爐氣和煙塵少等特點,為世界許多國家的煉錫廠採用,是產錫量僅次於反射爐的煉錫方法。適用於熔煉含錫高、含鐵低或難熔的錫精礦。

簡史


1934年扎伊爾的馬諾諾(Manono)煉錫廠首先採用電爐熔煉錫精礦。全世界有10%~15%的錫是用電爐熔煉生產的。自20世紀70年代以來,電爐煉錫獲得了較快發展。中國於20世紀60年代初開始用電爐煉錫。

主要設備


主要由爐體和變壓器兩部分組成。爐體為鋼製外殼,內砌碳磚鎂磚,安放在鋼樑上,以便於空氣冷卻和收集爐底漏出的錫。爐頂為活動爐蓋,上面設有3個電極孔,3個進料孔和1個排煙孔。爐旁有鋼臂支架、電極夾及控制電極升降的電動絞車或氣動裝置。爐膛渣線以上有工作門,爐底設一個或兩個放出口。電爐尺寸和電極直徑(d電極)有關,通常電極同心圓直徑d同=2.5~3d電極,而電爐的內徑d電爐=2.5~3d同。
變壓器的作用是將1萬V以上高壓降為200V以下可操作電壓,變壓器功率即為電爐功率,一般為400~4000kVA。煉錫電爐屬於電阻電弧爐(見電阻一電弧熔煉)。三相交流電由變壓器經軟母線和電極夾送到三根炭素電極,電極插入渣層厚度的1/3~1/2。電流在電極末端與爐渣間的氣袋處產生電弧,同時通過爐料和爐渣電阻發熱,熔池內溫度最高達1773~1973K。電爐內傳熱以熔體對流熱交換為主。

工藝過程


包括爐料準備、還原熔煉、放錫和放渣等作業。

爐料準備

電爐熔煉的配料計算與反射爐煉錫的配料計算大致相同。不同點是考慮到電極和炭素材料的消耗,按錫石還原反應計算的理論還原劑量要減少1%~2%。爐渣硅酸度以選擇在1.3~2為宜,可通過加入石灰石量進行調節。爐渣組成以ca0一A1:0。一Si()。三元係為主。爐料可以是粉礦、粒料或塊料,經過混合送到爐頂料斗,分批加入爐內。第一批爐料,要求水分小於2%。

還原熔煉

採用分批進料,第一批料佔總量的1/3左右。開始熔煉時,電流控制在較小的數值上,產生一定數量爐渣和粗錫后,再加大電流,同時加入第二批料。以後每隔2h進一批料,全部爐料在10~12h內進完。電爐熔煉的還原和造渣過程幾乎與爐料受熱同時發生,熔體依靠電極附近過熱爐渣的對流循環進行傳電熱和傳質。產生的粗錫和爐渣在爐內澄清分層。電爐煉錫的主要技術經濟指標列舉於表。
電爐煉錫
電爐煉錫

放渣和放錫

採用多次放錫和一次放渣的工藝。進料一半后,開始放第一次錫,每爐放3~4次。最後一批料加完並熔化后,放最後一次錫,然後一次放渣。粗錫含錫97%~98%。爐渣放出後集中用電爐進行第二次熔煉,也可以不放渣接著進行二次熔煉。

發展方向


由於電力工業的發展,控制環境污染日漸嚴格,以及處理含錫煙塵和綜合回收鉭鈮的要求等原因,電爐煉錫發展方向是:(1)實行連續加料,間斷放錫和放渣;(2)熔煉含鐵高的錫精礦,產出高鐵質爐渣送煙化爐硫化揮發;(3)結合低品位錫精礦的硫化揮發,熔煉複雜含錫煙塵。