认识实习报告

1认识实习报告2前言来宾冶炼厂位于广西来宾市河西区西南3公里处，地处洪水河畔，湘桂铁路和桂海高速公路旁，水陆交通便利。现有职工2700人，各类专业技术人员320人，各类工程师186人，各类高级工程师9人。来宾冶炼厂于1976年3月筹建，1989年建成锡系统并转入试机试产阶段，1990年正式投产。该厂锡冶炼系统机械化程度高，拥有目前国内最大的以炼锡反射炉为主的熔炼设备。现在主要分为两大生产系统：锡系统和锌系统，其中锡系统主要采用火法冶炼，锌系统主要采用湿法冶炼。该厂占地面积256.4万平方米，固定资产9.19亿元，主要生产锡锭、锌锭、铟锭、硫酸、合金、焊料、锌粉等产品。其中锡锭、锌锭、铟锭、硫酸年生产能力分别为2万吨、6万吨、80吨、10万吨。Sn系统粗锡的生产1.1还原熔炼氧化锡精矿还原熔炼的原理与铅锌还原相同，但是在还原熔炼时，由于FeO与SnO2的标准生成焓很接近，所以使锡和铁分离相当困难。还原熔炼的设备目前有反射炉、电炉、澳死麦特炉等工艺设备，因为电炉不易处理高铁物料，熔炼是产生的烟气量较少，随烟气带走的粉尘不多，电炉熔炼温度高且还原气氛强，某些以还原的元素进入烟尘的量就多反射炉熔炼的工艺过程是燃料燃烧的高温气体经炉子空间向炉内物料加热进行还原熔炼产出粗锡和炉渣。在炉内澄清分离后分别由放锡口和放渣口放出。反射炉是传统的火法冶炼设备，在熔炼铜、锡、铋精矿，处理铅浮渣，金属的熔炼和精炼等方面广泛应用。1.1.1粗锡的火法精炼粗锡的精炼分火法精炼与湿法精炼，但火法精炼较为普遍为大多数工厂采用，其精锡产量占锡总产量的90%。粗锡的火法精炼目的是除去对锡性质有影响的Fe、As、Sb、Cu、Pb、Bi、S等杂质，已达到所需要品级的精锡，同时得到副产品物浮渣或阳极泥作为综合回收其中有价金属的原料，火法精炼其优点是生产率高设备简单，厂房面积小，锡的周转快，杂质进入各种精炼渣中，并能以金属或化合物的形态逐一回收。其缺点是作业过程多，消耗辅助药剂多，金属回收率低，中间产物多且有的精炼渣对人体有害。锡的火法工艺流程图。3工艺流程如图1-2粗炼车间主要是还原熔炼为主，将锡从锡精矿中提取、分离出来。主要使用设备是反射炉，采用间断作业的方法。工艺流程大概如下：由沸腾炉生产过来的锡焙砂，经过配料，按照渣型的需要，把焙砂、还原煤、石灰石及制粒烟尘按照一定的比例配料投入反射炉内进行还原熔炼。产出粗锡送往精炼进行进一步的除杂，烟尘输送到制粒，制料后返回配料，富渣送烟化炉吹炼，回收其中的锡。41.2反射炉还原熔炼1.2.1还原熔炼的原理锡精矿还原熔炼一般采用固体碳质燃料作为还原剂，其还原过程是由下面两个连续的气－固反应所组成:Sn02＋2CO＝Sn＋2CO2C＋CO2＝2CO2Sn02是被CO还原成金属锡，CO的产生是通过C与CO2反应得到的。上述反应是在高温下才会发生的，研究表明:锡精矿的还原在850℃开始，但还原速率在1000～1050℃的温度范围下才变得明显，并且此后温度继续升高对还原过程的意义不大。锡精矿中同时含有其他杂质金属氧化物，在还原熔炼过程中，这些金属氧化物都处在同样的气氛条件下，其还原的难易程度不同。根据还原程度不同，可分为以下三类：Ⅰ．比锡难还原的氧化物，如SiO2、Al2O3、CaO、MgO等在锡精矿的还原熔炼过程中不被还原成金属而仍以氧化物的形态进入富渣。Ⅱ．比锡容易还原的氧化物，如Cu、Pb、Bi、As和Ag等金属氧化物在锡精矿的还原熔炼过程中被还原成金属进入粗锡中。5Ⅲ．铁的氧化物。因为铁的还原难易程度与锡非常相近，所以在锡精矿的还原熔炼重要条件下，一部分铁被还原为氧化亚铁进入渣中，而另一部分刚被还原成金属铁进入粗锡中，因此锡与铁的分离是比较困难的。1.2.2反射炉的操作1.2.3熔炼进料完毕后，炉料即进入熔炼阶段。由于炉料含有水分以及炉料的吸热，因此进料后炉温会下降到1100℃以下，经过1～2h后，炉料水分被蒸干，炉温开始上升。当炉温上升到1150℃～1250℃时，炉料开始进行还原和造渣过程。当熔炼进行到4～5h时，炉内已有液态炉料出现，此时可进行耙炉作业。耙炉是用铁耙顺料堆脚进行搅动，以加速炉料的熔化过程。当熔炼进行到7h左右时，炉料基本熔化完毕，此时炉温会快速上升到1300℃～1350℃，标志着造渣过程已完成，炉渣开始进行过热阶段。这时应对炉内进行一次扒炉，将沉入炉底的炉料全部搅起，30min后，判断还原熔炼终点。当物料全部熔化完，且表面无明显气泡即熔炼终点到后即可开口放锡、放渣。1.3反射炉熔炼的技术1.3.1技术条件1.熔炼温度：1150℃～1350℃。2.风量：一次风量2300～2700m3/h。二次风量4500～5000m3/h。3.炉尾压力：—10～10Pa。1.4锡富渣的硫化挥发反射炉、保温炉产出的热富渣直接进入烟化炉进行硫化挥发，烟化炉同时还可以吹炼反射炉、保温炉产出的冷富渣。烟化炉硫化挥发的原理是：利用硫化亚锡和氧化亚锡易挥发的特性，实现锡与其他不易挥发组分的分离，特别是锡与等脉石成分的分离，并使锡以二氧化锡状态富集到烟尘中，回收富渣中的锡。61.4.1硫化挥发的基本原理锡富渣的挥发需要还原气氛和硫化剂，加硫化剂的目的是提供锡硫化挥发时所需要的硫，所用的硫化剂是黄铁矿。烟化炉的作业温度在1150℃～1250℃，富渣中的锡大部分是以氧化亚锡形态存在，只有少部分是以金属锡和二氧化锡形态存在。在作业温度下，由于锡的沸点高达2623℃，金属锡的饱和蒸气压很小，为0.29～1.05Pa，金属锡挥发甚微；二氧化锡蒸气压接近零，二氧化锡挥发很少；氧化亚锡的沸点为1425℃，蒸气压较高，在吹炼前期，它的挥发占有一定的地位。锡的三种硫化物（SnS2、Sn2S3、SnS）中，温度高于640℃时，只有硫化亚锡稳定存在，并且蒸气压比氧化亚锡的大得多，硫化亚锡的沸点为1230℃，硫化亚锡的挥发占主导地位。烟化炉吹炼过程发生锡的硫化反应。当炉渣温度达到1150℃，往炉内加入黄铁矿，黄铁矿首先发生热分解，生成硫化亚铁和硫蒸气：2FeS2＝2FeS＋S2硫蒸气的分解压力随着温度的升高而增大，接着发生如下反应：2Sn＋S2＝2SnS↑4SnO＋3S2＝4SnS↑＋2SO2↑SnO＋FeS＝SnS↑＋FeO为了使硫化亚锡迅速而彻底地挥发，必须采取两个措施:提高反应所专需要的硫的蒸气压力和提高反应温度71.4.2烟化炉工艺参数及控制1.炉温：1150℃～1250℃。2.冷却水出水温度：小于60℃3.鼓风压力：0.7×105～1.25×105Pa4.一次风量：1#烟化炉为2500～3000m3/h，2#烟化炉为3000～3500m3/h。5.二次风量：1#烟化炉为6200～7000m3/h，2#烟化炉为5500～6500m3/h。1.3.3汽化冷却技术条件1.工作压力：小于4.0×105Pa（表压）。2.汽包压力：基准水位线±50mm。3.给水压力:3.5×105～8.5×105Pa(表压)。4.控制安全阀压力：4.0×105Pa（表压）。粗锡的精炼2.1锡精炼的目的锡精矿还原熔炼产出的粗锡含有许多杂质，即使是从富锡精矿炼出来的锡其纯度通常也不能满足用户的要求。为了达到标准牌号的精锡质量要求，必须进行锡的精炼。在多数情况下，精炼时还能从粗锡中回收各种伴生金属，如铟、铅、铋、铜等，这样就可以提高原料的综合利用率及降低精锡的成本，并减轻环境的污染。粗锡中常见的杂质有Fe、As、Sb、Cu、Pb、Bi、Al和Zn，它们对锡的性质影响较大，具体表现如下：Fe：含Fe≤0.005%对锡的腐蚀性和可塑性没有明显的影响；含Fe量≥1%后，锡中有Fe2Sn生成,锡的硬度增大。As：As有毒。包装食品的锡箔和镀锡板用的锡，含As量限定在0.015%以下。As会引起锡的外观和可塑性变差，增加锡的黏度。含As量为0.055%的锡硬度会增加至布氏硬度8.7，锡的脆性也增大，锡的断面成粒状。Sb：含Sb量＜0.24%对锡的硬度和其他机械性能没有显著的影响；含Sb量升高到0.5%，锡的伸长率便降低，硬度和抗拉强度增加，但锡的延展性不变。Cu：用做镀层的锡含Cu越少越好，因为Cu不仅形成有毒的化合物，还会降低镀层的稳定性。如果含Cu约为0.05%，会增加锡的硬度、拉伸强度和屈服点。Pb：镀层用的锡含Pb不应大于0.04%，因为铅的化合物有毒性。用于马口铁镀锡的精锡近年要求铅含量更低，最好低于0.01%，以保证食品的质量。Bi：含0.057%Bi的锡，拉伸强度极限为13.72MPa（纯锡为18.2～20.58MPa）、布氏硬度为4.6（纯锡的为4.9～5.2）。8Al和Zn：在镀锡中含Al或Zn不应大于0.002%。含Zn大于0.24%时，锡的硬度增加3倍，并降低锡的延长率。2.2锡火法精炼的原则流程图2.3高温锅熔析除铁、除砷锡精矿经还原熔炼得到的粗锡，以及处理中间返回品（如乙锡、炭渣、硫渣等）产出的粗锡含铁、含砷的原理均是根据Fe、As等杂质在锡液中与Sn生成的高熔点金属间化合物在锡液中的溶解度随温度升高而增大。熔析法将含Fe、含As高的固体粗锡（包括生产中的乙锡）加热到锡的熔点以上，高熔点金属间化合物仍保持固体状态，而锡熔化成液体，分开固体和液体，从而使Sn和Fe、As分离。2.4氧化锅除杂高温锅熔析法可除去粗锡中的大部分Fe和As，但不能使Fe、As等杂质达到精锡标准。因此，在熔析作业后，粗锡还需要在氧化锅完成凝析除Fe、除As处理，加S除Cu和加Al除As、除Sb等作业。高温锅熔析除Fe、除As作业完毕后的锡液用锡泵转到氧化锅进行除杂作业。92.4.1氧化锅除杂原理2.4.2凝析法除铁、除砷凝析法是将液体粗锡降温，铁和砷在锡液中的溶解度减小，达到过饱状态成固体析出而分离。锡液中铁和砷共同存在，对除砷有利，故锡液中有铁存在有利于凝析坠除砷。氧化锅凝析除铁、除砷的具体操作方法是：将从高温锅用锡泵转过来的液锡（300～450℃）利用降温水套管降温，温度控制在235～240℃，加入木糠充分搅拌，观察所起浮渣呈灰黑色粉末，并夹带闪耀的细小颗粒，即可停止搅拌进行捞渣。再加第二次木糠搅拌捞渣直到锡液面洁净不含浮渣。加入木糠的作用是吸附结晶析出的细小晶体，促使晶粒凝聚长大上浮，增加浮渣的孔隙度，有助锡液滴汇聚增大，穿过浮渣层返回锡液中。凝析除铁、砷作业一般在氧化锅中进行，可提高锡的直收率。2.4.3加硫除铜从液态粗锡中除铜，温度要控制在320℃以下，加入硫磺剧烈搅拌，使锡液中的铜和硫充分结合生成Cu2C，成为固体的浮渣除去。除铜的原理是：利用铜对硫的亲和力大于锡对硫的亲和力，当硫加入液锡中后，硫就优先与铜生成稳定的化合物Cu2S，其熔点高（1130℃），密度为5.6g/cm3，且不熔于锡，以浮渣形式浮于锡液表面后可以捞去，从而达到除铜的目的，其反应式如下：2Cu＋S＝Cu2S＋79000J：Sn＋S＝SnS＋91960J生成的硫化亚锡在锡中的溶解度随温度升高而升高，在低温时硫化亚锡的溶解度很低。为提高除铜效率，必须搅拌使生成的硫化亚锡充分与锡液中的杂质金属铜接触，从而加速下列反应的进行：2Cu＋SnS＝Cu2S＋sn～12958J加硫除铜操作之前，应该根据凝析除铁、除砷作业之前取样分析取得的液锡含铜百分含量，计算出该锅的含铜量.应在搅拌机运转状态下，用铁铲将硫磺以少量多次加入锅中锡液旋涡，加硫磺不宜过多过急，以减少硫在液面燃烧，提高硫的利用率。硫磺加完后，应充分搅拌，促进反应进行，提高除铜效率。由于硫磺和铜的反应是放热反应，因此除铜作业锡液温度上升，必须控制硫磺添加速度，以控制作业温度在250～320℃范围。浮在锡液面的渣称为硫渣，当浮渣由黄色黏稠逐渐变成黑色粉末时，说明反应结束，这时可停止搅拌，开始捞去硫渣。为了降低硫渣含锡，在作业后期还可加入木糠，使渣、锡分离得更好，以获得干燥粉状硫渣而降低渣含锡。捞渣完毕后，用长杆小铁铲将结在锅内壁的残渣铲干净，清理锅内壁和锅面残余浮渣。2.4.4加铝除砷、除锑10锡精矿经熔炼产出的粗锡中的锑是不能用熔析法或凝析法除去的。另外，