[01127786]复杂锡合金真空蒸馏新技术及推广应用

锡是重要的战略资源,属我国少数具有自主定价权的特色优势金属。随着资源开发及锡矿成分日趋复杂,锡冶炼和使用过程中每年产生数万吨成分复杂的含锡合金、粗锡和含锡废弃物料。在国家、地方项目的支持下,围绕从复杂锡合金高效提纯锡这一重大需求,针对多金属锡资源综合利用的难题,提出了还原熔炼-真空精炼新工艺,开发了复杂锡合金真空蒸馏新技术和专用装备,解决了锡与铅、锑、砷真空蒸馏分离的预测、金属元素的高效挥发、分级冷凝、大型真空蒸馏装备的集成等一系列关键科学和工程技术问题,实现了复杂锡资源清洁高效综合利用。项目的主要创新如下： （1）开发了复杂锡合金真空蒸馏新工艺。针对冶炼及二次资源回收过程中产出的不同种类、不同成分的含锡合金物料,开发了“真空挥发-分级冷凝”分离复杂锡合金提纯金属锡的工艺技术,对任意成分的锡基合金,深度脱除锡基合金中的铅,锑、砷脱除率大于80%,锡直收率由89%提高到97%,金属回收率大于99%,生产成本降低,危险固废量减少80%,解决了锡与铅、铋、锑、锌、砷等元素清洁高效分离的难题。 （2）研制了内热式连续真空蒸馏成套装备。突破了锡合金熔体连续进出真空蒸馏系统、金属熔体高温浸蚀、锡合金中各组分高效挥发与分级冷凝、真空冶金装备大型化等关键工程技术难题,攻克了真空高温条件下合金组分选择性挥发、金属混合蒸气分级冷凝、物料连续稳定输送、锡合金熔体对炉体浸蚀等难题,开发成功大型化、连续化、自动化和系统化的真空冶金成套装备。与德国、英国、俄罗斯的装备相比,处理能力提升5倍,达15000吨/年,连续运行时间由15天延长至180天以上,节能30%。 （3）创建了复杂锡合金真空蒸馏预测模型。深入研究了分子相互作用体积模型,计算出锡合金中组元的活度等相关热力学数据,建立了锡合金真空高温条件下的气液相平衡,准确预测了锡合金真空蒸馏的效果;系统研究了金属铅、铋、锑、锌、砷和锡在真空高温条件下的挥发行为,揭示了合金熔体中元素逸散挥发规律,为锡合金真空蒸馏提供了理论支撑。 项目组开辟了创新创业发展的新模式,创建了科技型企业,技术研发与市场需求的无缝衔接,实现了技术成果向现实生产力的高效转换,突破了技术成果推广过程的两大难题： （1）必须满足多样化的用户需求。锡合金物料成分波动大、企业用户对锡、铅、锑等金属产品的经济技术指标需求多样; （2）必须达到国际一流的技术水平。向国际市场技术的输出,尤其美国、欧盟发达国家工业环保要求严格,工艺和装备水平要求国际领先。 项目成果荣获国家科技进步二等奖1项,省部级等各类科技奖励5项。在近两年来推广应用中,项目组持续研发,新增授权实用新型专利2件,申请发明专利3项,在全球推广生产线16条。项目累计获发明专利8件、实用新型专利12件、重点新产品2项,出版专著和教材4本,发表论文52篇,培养研究生28名。技术成果在全球29家锡冶炼及回收企业建成生产线58条,累计年处理复杂锡合金约20万吨,覆盖我国全部锡冶炼厂,还拓展到铅铋锑冶炼行业处理贵铅、贵铋、贵锑等物料。年生产精锡约7万吨,综合回收铅、锑、铋约13万吨;累计为社会新增销售收入500亿元人民币以上。技术成果经济、社会和环境效益显著,在全球冶炼行业及二次资源回收领域有广阔的应用前景。