第五章锡冶金

第五章锡冶金一、锡的性质和用途1．物理性质锡是银白色的金属，新浇铸的锡锭表面常常生成金黄色的氧化物膜。锡的熔点232℃，沸点2625土5℃。锡的展性很好，可制成0.04毫米的锡箔，但延性很差，不能拉丝。

2．化学性质化合物有二价和四价，二价化合物不稳定。常温时锡在空气中稳定，故锡用于镀锡钢板。锡与水不作用，并且锡还可以用于制造纯水的冷凝器。碱溶液与锡反应生成锡酸盐和氢，在有硝酸盐存在时，则生成锡酸盐和放出氢。

强酸与锡反应生成二价锡盐和氢．但硝酸与锡反应生成偏锡酸，同时放出、NO、NO2等，锡盐容易水解，也易被氧化。锡在加热时与氧生成两个氧化物SnO和SnO

2，与氯生成SnCl2和SnCl4，与硫生成SnS、SnS

2和Sn2S3等化合物。

3．锡的用途以制造镀锡钢板为主，占其消耗量40％左右；其次为焊料；第三种用途是制造各种合金如青铜、黄铜和巴比特合金等；第四种用途是镀锡和生产各种含锡化合物，这些化合物包括有机化合物增塑剂、防腐剂和农药，无机化合物如氧化锡用于陶瓷工业作遮光剂等。

二、炼锡原料

地壳中平均含锡0.004%。锡的矿物有20种之多，只有锡石最有工业价值。锡的矿床分为脉锡矿床和砂锡矿床两大类。目前开采的脉锡矿最低品位为0.15~0.2％，砂锡矿的最低品位为0.008~0.01%。锡矿石照例要预先经过选矿。提供冶炼的锡精矿按品位分为三种类型，第一类是高品位锡精矿，含锡大于70%；第二类是中等品位锡精矿，含锡40～50%；第三类是低品位锡精矿或中矿，含锡5～20％。三、锡的生产方法还原熔炼是生产锡的唯一方法，它以中等品位以上的锡精矿为原料，主要由炼前处理、还原熔炼、炉渣熔炼和粗锡精炼等组成。1炼前处理炼前处理有三种方法，即精选、焙烧和浸出，其中精选和焙烧方法采用得最多。

①锡精矿中配入一定量的煤粉,在900℃左右焙烧，精矿中的硫被氧化成SO2除去,同时挥发脱除大部分砷和一部分锑。往料中添加少量食盐，可使部分铅生成氯化铅挥发。焙烧还能使锡精矿中铁的化合物转化成四氧化三铁，便于用磁选法选出。但此法不能彻底除去杂质。

②将锡精矿再磨细,用多种选矿方法综合精选,以得到较纯的锡精矿。如用浮选法分离铅、砷和锑矿物，用磁选法分离铁矿物和黑钨矿，用重选法分离石英。

③用盐酸浸出锡精矿，其中大部分铁、铅、砷、锑、铜、锌、镉、铋等杂质溶解，而锡石和石英不溶。浸出渣为较纯的锡精矿，并可从浸出液中回收有价金属。此法除杂质较彻底,但耗酸多,加工费用高。

④锡精矿含钨较多时，加苏打烧结，生成钨酸钠，用热水浸出，再从水溶液中回收钨。

2还原熔炼以反射炉熔炼为例：锡精矿配入一定量的无烟煤和石英石、石灰石等熔剂，加热到约1250～1350℃，氧化锡按下式还原成金属锡：

2SnO2＋3C─→2Sn＋2CO＋CO2

氧化铁等杂质的熔剂熔化成炉渣，原料中的锡约有82％还原成金属，10％进入炉渣,8％进入烟尘。熔炼中部分氧化铁被还原成金属铁,并与锡生成合金,称为硬头。所产炉渣含锡8～10％，称为富渣。此渣经再次还原熔炼，渣含锡可降到约3％,称为两段熔炼。二次炉渣再送到烟化炉处理,使弃渣中的含锡量降到0.1％以下。中国工厂把富渣直接送入烟化炉处理，也能使弃渣中的含锡量降到0.1％以下。炼锡一般采用反射炉、鼓风炉、回转炉或电炉。3粗锡火法精炼可分五步：①熔析精炼除铁、砷。将高铁粗锡锭堆放在斜底反射炉内,加热到232℃后缓慢地升温，锡开始熔化并沿斜底流入粗锡锅内，加热保温。粗锡中的铁、砷、锑、铜、硫等杂质与锡生成的合金或化合物，以及各杂质相互作用形成的化合物,熔点较高,大部分留在炉内，成为固体渣，使粗锡初步提纯。②凝析除砷、铁。向锡精炼锅中的粗锡液面喷水，降温到略高于232℃,加锯木屑搅拌。粗锡中的砷和铁以化合物形态凝析出来,随部分炭化木屑上浮成渣，称为炭渣,捞出后锡中含铁量即可达到要求，含砷量降到0.05％左右。近来有的厂采用离心机过滤分离粗锡中的铁和砷，效果很好。③加硫除铜。往320℃的锡液中加硫粉，搅拌,硫与锡液中的铜生成硫化亚铜浮渣，锡中含铜量即能达到要求。④结晶法除铅铋。基本原理为液态含铅粗锡温度降至略低于液相线时，开始析出含锡高的结晶体，然后将结晶体缓慢移向温度较高处，使它部分熔化，再降温结晶，晶体得以提纯，液体流向温度略低的地方，又部分结晶，提高液体的含铅量，如此反复，即可除去锡中的铅。同时,铅在液相中富集,当液相温度接近于共晶温度（183℃）时,可得含铅约35％的“焊锡”。⑤加铝除砷、锑。

将铝片加到锡液中，经过搅拌，使铝熔化在锡中，与砷、锑生成熔点较高的化合物，然后降温，加锯木屑再搅拌，化合物随锯木屑上浮成渣,捞出后,锡中砷、锑的含量即可达到要求。必须注意此种浮渣遇水立即产生剧毒的砷化氢。有的厂采用加二氯化锡除铅，加钙、镁除铋的方法。中国已采用真空蒸馏处理焊锡，分离锡铅。

4电解精炼以初