[发明专利]一种锡石精矿还原焙烧制备金属锡过程中使用的复合添加剂及制备金属锡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锡石精矿还原焙烧制备金属锡过程中使用的复合添加剂及制备金属锡的方法，属于有色冶炼领域。 

背景技术

锡是人类最早利用的金属之一，具有悠久的历史。从中古时代到19世纪初，世界锡产量增长缓慢，年产量不足万吨；到20世纪初锡的年产量超过十万吨；目前，全世界锡的年产量和消费量维持在35～40万吨。美国地质调查局数据显示，世界锡的储量为490万吨锡，按照目前的消费量，其供应年限不足15年。目前比较成熟的冶炼金属锡的工艺中，烟气中损失的锡以及废渣损失的锡已成为主要矛盾。因此必须在冶炼过程中减少锡的损失，极大的提高锡资源的高效合理利用。 

冶炼过程中锡的损失主要来源于两个部分，一个部分是锡挥发的损失，这部分损失主要是由于SnO在高温，尤其是1000℃以上时，其蒸汽压较大的缘故，损失大于5％。另一部分是锡渣中的损失，用于锡冶炼的锡石精矿经氧化焙烧、酸浸等预处理后，仍含有8～10％的SiO₂，因此，冶炼过程中脉石矿物SiO₂易与SnO结合生成硅锡，即SiO₂·SnO，使其中的SnO活度较低，难还原为金属Sn，从而造成损失，这部分锡的损失量根据熔炼工艺的不同而在1～10％范围内波动。 

虽然渣中损失的锡可以通过后续的氯化或硫化挥发回收其中的金属锡，但是氯化或硫化所造成高能耗、高污染是得不偿失的。特别是在精矿的焙烧和还原熔炼、富渣和富中矿的烟化炉硫化挥发等过程中都会产生含有毒物质的烟尘和气体。澳斯麦特炉和烟化炉产生的烟气量大，每小时产出烟气(标)澳斯麦特 炉约为6×10⁴m³，烟化炉约为9×10⁴m³。炼锡厂数据显示澳斯麦特炉烟尘含锡42.15％～45.67％，烟化炉烟尘含锡41.46％～49.30％。因此，研究开发强化锡石精矿还原制备金属锡的新方法，提高锡的回收率，对提高现有锡冶炼的技术水平具有十分重要意义。 

发明内容

本发明的目的是在于提供一种能有效降低锡石精矿还原焙烧温度，抑制挥发性氧化锡的生成，同时高效脱硅的用于强化锡石精矿还原焙烧制备金属锡的复合添加剂，该复合添加剂廉价、环保，可以广泛应用。 

本发明的另一个目的是在于提供一种工艺流程简单、工艺条件温和、成本低、环境友好的锡石精矿还原焙烧制备金属锡的方法，该方法使锡石精矿中的锡和硅分离效果好，锡回收率高，实现了资源综合回收利用。 

本发明提供了一种锡石精矿还原焙烧制备金属锡过程中使用的复合添加剂，该复合添加剂由以下质量百分比组分组成：氢氧化钙5％～10％，碳酸钙10％～20％，碳酸钠70％～85％。 

优选的复合添加剂，由以下质量百分比组分组成：氢氧化钙7.5％～10％，碳酸钙10％～12％，碳酸钠78％～82.5％。 

最优选的复合添加剂，由以下质量百分比组分组成：氢氧化钙8％，碳酸钙10％，碳酸钠82％。 

本发明还提供了所述的复合添加剂用于锡石精矿还原焙烧制备金属锡的方法，该方法是将复合添加剂和预处理过的锡石精矿分别碾磨后，混合均匀，造块；制得的团块预干燥后置于还原气氛中，在800℃～1000℃的温度下进行还原焙烧后，冷却，还原焙烧所得产物置于水中球磨、浸出，重选分离，得到金属锡渣；所述的复合添加剂在锡石精矿中的添加量以复合添加剂中氢氧化钙、碳酸钙和碳酸钠的总摩尔量为锡石精矿中SiO₂摩尔量的1.1～1.4倍来计量；所述的还原焙烧气氛由CO和CO₂混合组成，还原气氛中CO的体积百分比分数为50％≤CO/(CO+CO₂)×100％≤70％。 

优选的方案中锡石精矿和复合添加剂分别碾磨至-0.1mm粒级所占质量百分含量为100％。 

优选的方案中还原焙烧时间为30min～90min。 

所述的造块方法包括造球或压团。 

本发明的锡石精矿的预处理过程包括氧化焙烧和盐酸浸出预处理。所述的氧化焙烧过程是在空气气氛中，将锡石精矿置于850℃～900℃的温度下焙烧120min～180min。所述的盐酸浸出过程是将焙烧后的锡石精矿采用质量百分比浓度为25％～30％的盐酸，在温度为85～90℃的条件下浸出90min～120min。锡石精矿进行氧化焙烧-酸浸预处理的主要目的是脱除锡石精矿中的绝大部分硫、砷、锑、铁、铅、锰、铋、钨、钙等杂质元素，经预处理后的锡石精矿中剩余杂质组分主要为SiO₂。