[发明专利]一种直流矿热电炉还原熔炼含锡物料中锡的工艺

说明书

本发明的目的在于提供一种直流矿热电炉还原熔炼含锡物料中锡的工艺，包括过程技术条件的控制、进料制度、起弧放电、熔化物料期、还原熔炼期、放锡、造渣（贫化)期、放渣工艺步骤，本发明对含锡物料采用直流电源供电制度进行矿热电炉还原熔炼，降低了含锡物料还原熔炼粗锡的电能单耗和电极单耗，使得含锡物料在电炉还原熔炼过程中电能利用率提高、电极消耗减少，工艺生产成本降低。

技术领域

本发明涉及化学、冶金技术领域，具体涉及一种直流矿热电炉还原熔炼含锡物料中锡的工艺。

背景技术

当前，国内外的锡冶炼企业中，金属锡的粗炼工序工艺主要为澳斯麦特炉沉没式富氧顶吹熔池熔炼和交流（电弧）矿热电炉还原熔炼两种，交流（电弧）矿热电炉还原熔炼产出粗锡的工艺是国内外锡冶炼企业广泛使用的工艺之一，工艺原理：利用电能转变成热能进行还原熔炼产出粗锡的过程，将10kV高压调压至90~150V交流电输入电炉，通过埋弧操作使三相电流通过碳素石墨电极产生弧光，转化的热量加热熔化炉料形成熔池，并持续保持热量输入，物料在熔池中进行还原熔炼反应，产出粗锡，三相交流电炉在使用过程中，需要对短网进行无功补偿，自然功率因数低，物料吨处理电耗较高；交流电产生感应电动势形成涡流，造成涡流损耗；交流电通过电极产生趋肤效应，电流集中在电极侧表面而增加电极侧面损耗量，导致单体废电极质量较大；交流电炉埋弧熔炼过程起弧熔化物料方式为电极沿料层自下而上提升，常发生塌料炉况；交流电的周期性使得电弧起弧具有波动性，弧光稳定性较差，增加电气过程控制的难度，且瞬间功率波动造成运行噪声大；以上主要技术条件中能源及耗材单耗高使得该工艺过程生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流矿热电炉还原熔炼含锡物料中锡的工艺，本发明对含锡物料采用直流电源供电制度进行矿热电炉还原熔炼，降低了含锡物料还原熔炼粗锡的电能单耗和电极单耗，使得含锡物料在电炉还原熔炼过程中电能利用率提高、电极消耗减少，工艺生产成本降低。

本发明采用以下技术方案，包括以下几个步骤：

A、过程技术条件的控制

a）.直流电源输入控制:10kV高压进线接入高压控制开关柜，经直流变压器变电，接入直流电源柜，通过电抗器、直流传感器后接入矿热电炉电极，形成直流电流回路，直流电压与电流信号通过直流传感器反馈至控制室，综合炉况升降电极高度调节直流电压与电流输入状态；

b）.物料技术条件控制：含锡物料水分控制＜3%，还原剂（无烟煤）配比控制8-18%，硅酸度1.0-3.0；

c）.炉腔气氛压力保持微负压控制：微负压控制设备为调频高压引风机，熔炼温度控制1050-1450℃；

B、进料制度：含锡物料经皮带电子秤计重后通过螺旋给料机批次投入电炉，使物料料层逐渐覆盖熔池表面；

C、起弧放电：将碳素石墨电极插入料层，采用高压低电流供电起弧，埋弧熔炼，直流电炉埋弧熔炼起弧化料方式为电极自上而下下降，区别于交流电炉，将前一炉作产生的热熔渣预留三分之一在炉膛内，作为新投入物料的熔化介质，直流电弧在热熔渣区域有更快的化料速度；

D、熔化物料期：控制直流电压档位128-209V，直流电流0-12000A，采用高压低电流供电，根据直流电流输入反馈控制调节电极插入物料深浅，保证埋弧熔炼所需功率输入，使物料获得融化所需热能，炉温控制900-1100℃；

E、还原熔炼期：视物料硅酸度配料情况，高熔点渣型熔炼需提高电流，也可适时降低电压档位，保证还原熔炼温度所需温度条件1050-1450℃，金属锡被还原且经重力沉降渣金分离沉入炉底，物料熔化与还原过程可视为同时进行，过程占炉作周期75%；

F、放锡：炉底锡液放出得到粗锡；

G、重复上述B、C、D、F、E工艺步骤，采用多次放锡一次放渣还原熔炼模式；

H、造渣（贫化）期：经多次重复上述工艺步骤，炉膛内积聚大量低品位熔渣（含锡品位10-20%），需要在较高的热制度1350-1450℃下进行熔渣贫化，过程占炉作周期20%；