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砷對(duì)錫冶煉過程的危害及經(jīng)濟(jì)影響

文檔作者：吳紅星文檔來源：云南錫業(yè)股份有限公司冶煉分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月14日
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·14· 有色冶金節(jié)能口工藝節(jié)能
∥奪‘奪‘奪。寺。奪‘奪‘奪‘奪。過
2工藝節(jié)能；
、．爭(zhēng)．奪．爭(zhēng)．爭(zhēng)．爭(zhēng)．幸．爭(zhēng)．爭(zhēng)∥
砷對(duì)錫冶煉過程的危害及經(jīng)濟(jì)影響
吳紅星
(云南錫業(yè)股份有限公司冶煉分公司，紅河661000)
[摘要] 分析了錫冶煉過程中砷的來源分布及其對(duì)錫冶煉的危害，并依據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐量化估算出砷在錫冶煉過程
中帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
[關(guān)鍵詞】砷；錫冶煉，來源；危害；經(jīng)濟(jì)損失
[中圖分類號(hào)】TF802+．63；TF814．3 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B [文章編號(hào)】1008—5122(2017)01—0014—04
Harm and Economic Impact of Arsenic on Tin Smelting Process
WU Hong·xing
Abstract：In this paper，the source and distribution of arsenic in the tin smelting process，and the harm
of arsenic on the tin smelting are analyzed．And the economic loss caused by arsenic in the tin smelting
process is estimated quantitatively according to the production practice．
Key words：arsenic；tin smelting；harm；economic loss
0 前言
的情況統(tǒng)計(jì)見表1。
砷是錫精礦中的主要有害雜質(zhì)元素之一。錫礦
物中的砷元素大多以硫鐵礦(FeAs：S)、砷鐵礦
(FeAs，)等形態(tài)存在于錫礦物中。
近年來，隨著礦山產(chǎn)出錫礦石含錫品位的逐漸
下降，雜質(zhì)元素的品位含量日趨升高，且由于錫冶煉
規(guī)模的不斷擴(kuò)大，進(jìn)人冶煉系統(tǒng)的砷量逐年增加。
錫原礦通過選礦處理后進(jìn)入國(guó)內(nèi)某冶煉廠的錫精礦
中平均含砷品位由90年代的0．67％上升到現(xiàn)今的
約1．0％，而錫富中礦的平均含砷品位也達(dá)1．4％左
右。這些砷在錫冶煉過程中，分布于所有的冶煉產(chǎn)
品中，對(duì)錫的冶煉帶來了危害和經(jīng)濟(jì)損失。
1 砷的來源
1．1原料含砷情況
對(duì)2011—2015年國(guó)內(nèi)某冶煉廠入廠原料含砷
[收稿日期]2016—12—05
[作者簡(jiǎn)介]吳紅星(1972一)，男，云南石屏人，在職研
究生，冶煉工程師，從事錫冶煉生產(chǎn)管理工作。
表1 2011--2015年入廠原料砷含量
表1可看出，近年來原料中的砷含量在逐年遞
增。
另外，由于冶煉規(guī)模的不斷擴(kuò)大而工廠實(shí)際脫
砷、硫設(shè)備脫除砷、硫的能力不變，錫冶煉廠面臨砷
開路不暢的問題。
1．2原料中砷的來源
對(duì)國(guó)內(nèi)某錫冶煉廠原料中砷的含量情況進(jìn)行的
統(tǒng)計(jì)分析，見表2。
從原料構(gòu)成來看，自有礦山原料砷含為
1．023％，外購原料含砷量略低，平均為0．96％，二
次原料含砷為0．92％。
2砷對(duì)錫冶煉過程的危害
錫冶煉過程中，雜質(zhì)砷主要分布在煙塵、粗金屬
和爐渣中。而且進(jìn)入煙塵和粗金屬的砷大部分都在
萬方數(shù)據(jù)
2017年2月第1期砷對(duì)錫冶煉過程的危害及經(jīng)濟(jì)影響——吳紅星·15·
表2錫精礦原料錫、砷含量統(tǒng)計(jì)表次是焙砂中的砷，其砷量來自配入其中的析渣。
流程中循環(huán)富集，影響著生產(chǎn)的正常進(jìn)行。砷主要
是從粗煉和煙化爐兩個(gè)系統(tǒng)的入爐原料中帶入；含
砷返回品主要從精煉系統(tǒng)產(chǎn)出并通過煉前系統(tǒng)沸騰
爐、回轉(zhuǎn)窯焙燒后再返回粗煉系統(tǒng)。本文主要針對(duì)
上述系統(tǒng)砷的分布和循環(huán)進(jìn)行分析。
2．1 粗煉系統(tǒng)循環(huán)致含錫物料累積
錫粗煉工藝主要包括反射爐、電爐和澳斯麥特
爐，以澳斯麥特爐為例，原料中的砷進(jìn)入澳斯麥特爐
后，約45％的砷以As：0，的形態(tài)進(jìn)入煙塵。粗煉過
程中砷、錫、鉛的分布見表3。
表3砷在粗煉過程中的分布％
為回收煙塵中的錫，需將這部分煙塵作為中間
物料返回粗煉系統(tǒng)，造成了砷在冶煉過程中的循環(huán)，
由于不斷循環(huán)返回，形成龐大的累積數(shù)量。對(duì)2015
年粗煉系統(tǒng)投入物料帶人砷量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)見表4。從
表中可以看出，僅由煙塵累積帶入粗煉的砷量就為總
砷量的38．7％，成為砷進(jìn)入粗煉過程的主要來源，其
表4粗煉系統(tǒng)投入物料帶入砷■統(tǒng)計(jì)表％
2．2精煉過程形成大量含錫浮渣降低錫直接回收率
相當(dāng)一部分砷在錫精礦還原熔煉過程中被還
原，以金屬砷形態(tài)融入粗錫中，在粗錫冷凝過程中生
成熔點(diǎn)高于錫的砷錫金屬化合物，特別是在粗錫中
同時(shí)含有大量鐵的情況下，由于砷同鐵有很強(qiáng)的親
和力，還會(huì)生成一系列熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于錫的砷鐵金屬化
合物，在錫的精煉凝析過程中形成大量的浮渣，影響
錫的直接回收率。精煉系統(tǒng)中砷的分布及其行為見
表5。
表5精煉系統(tǒng)中砷的分布％
萬方數(shù)據(jù)
·16· 有色冶金節(jié)能口工藝節(jié)能
此外，由于砷是一種有害元素，作為精錫產(chǎn)品，
特別是作為馬口鐵鍍層、食品包裝材料和精細(xì)合金
等，對(duì)精錫中砷的含量提出了極其苛刻的要求，為此
不得不在錫的精煉過程中進(jìn)行多層次的除砷作業(yè)，
進(jìn)而形成了大量含砷精煉浮渣(如鍋渣、炭渣、硫
渣、鋁渣、擴(kuò)散塵等)。
2．3 煙化后進(jìn)入爐渣水淬后加大污水處理難度
錫精礦中有部分砷以砷酸鹽形態(tài)存在，由于砷
酸鹽一般有極高的分解溫度，使部分砷酸鹽來不及
分解或還原，直接溶入爐渣中，這部分砷約占砷量的
5％左右。在隨后的爐渣煙化揮發(fā)過程中37％的砷
又進(jìn)入煙塵返回熔煉。煙化爐中砷的分布見表7。
表7煙化爐中砷的分布％
2．4延長(zhǎng)流程影響錫的綜合回收率
砷導(dǎo)致產(chǎn)生了大量中間品，為了回收這部分錫，
生產(chǎn)中不得不進(jìn)行冗長(zhǎng)繁雜的處理，多工序的處理
增大了錫的損失，降低了錫的總回收率，從而大幅度
增大錫冶煉的作業(yè)成本，嚴(yán)重影響了錫冶煉的經(jīng)濟(jì)
效益。
2．5少部分砷溶入收塵系統(tǒng)污水，增加水處理成本
由于As：0，在熱水中溶解度很大，致使部分進(jìn)
入煙氣的砷在淋洗塔中被溶解進(jìn)入洗滌水中，最終
進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，致使水處理成本增加。
3 砷對(duì)錫冶煉過程的經(jīng)濟(jì)損失
進(jìn)入粗煉系統(tǒng)中砷的根本來源是各種精礦和其
它含錫物料，而焙燒渣、煙塵、炭渣、浸出渣、煙道塵
等均為次生含砷物料，它們之所以產(chǎn)生很大的影響
是因?yàn)榉磸?fù)循環(huán)的積累效應(yīng)。同時(shí)正是由于砷的緣
故，原本應(yīng)成為產(chǎn)品的錫轉(zhuǎn)化成了各種含砷物料，而
處理這些含砷物料的費(fèi)用以及造成錫的損失就是砷
帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失。另外，由于大量錫滯留于精
煉流程中使錫不能很快變成商品進(jìn)入市場(chǎng)，造成大
量資金的積壓。
某廠粗煉及精煉系統(tǒng)產(chǎn)出含砷物料的處理流程
主要是：乙錫和鍋渣首先需經(jīng)過熔析處理，產(chǎn)出的離
析渣再在回轉(zhuǎn)窯或沸騰爐中焙燒脫砷，焙砂返回頂
吹爐還原熔煉；炭渣和頂吹爐煙塵直接返回頂吹爐；
爐渣則送往煙化爐處理，煙塵返回頂吹爐；硫渣經(jīng)隔
膜電解，送沸騰爐焙燒，然后硫酸浸出，浸出渣返回
粗煉系統(tǒng)。
據(jù)實(shí)踐統(tǒng)計(jì)，粗煉系統(tǒng)的含錫100 t的物料，經(jīng)
一次處理有54．38 t錫量變?yōu)樽罱K產(chǎn)品，同時(shí)產(chǎn)出
82．366 t的二次返回品，并至少還要經(jīng)過四次以上
循環(huán)處理才能將所有的錫變?yōu)楫a(chǎn)品，并將損失2 t錫
(錫的總回收率為98％)。
根據(jù)國(guó)內(nèi)某錫冶煉廠生產(chǎn)實(shí)際，測(cè)算每噸砷產(chǎn)
生的幾種主要渣量見表8。
表8 國(guó)內(nèi)某錫冶煉廠由砷產(chǎn)生的幾種返回品量
由表8可知，進(jìn)入粗煉系統(tǒng)的每噸砷將產(chǎn)出14 t
返回品。
已知：鍋渣、乙錫離心機(jī)處理作業(yè)費(fèi)用300
元／t．Sn；離心析渣焙燒處理費(fèi)1 350元／t一物料；焙燒
處理焙砂產(chǎn)率為82．5％，進(jìn)入焙砂的錫分配率為
85％；硫渣隔膜電解處理費(fèi)825元／t．物料；渣含錫
的價(jià)值129 000元／t—Sn；流動(dòng)資金月貸款利率
0．45％。
3．1直接作業(yè)成本增加
根據(jù)以上數(shù)據(jù)可計(jì)算：
萬方數(shù)據(jù)
2017年2月第1期砷對(duì)錫冶煉過程的危害及經(jīng)濟(jì)影響——吳紅星·17·
(1)乙錫和鍋渣的離心處理費(fèi)用=(3．22+
2．58)×300元／t—Sn=1 740元
(2)離析渣焙燒費(fèi)用=3．82×1 350元／t一物
料=5 157元
(3)離心析渣產(chǎn)出的焙砂與炭渣返回處理費(fèi)=
(3．82×82．5％+1．23)×1 576．23元／t．物料=
6 906元
(4)硫渣隔膜電解處理費(fèi)=0．66 X 825元／t一物
料=544．5元
平均每噸砷新增的直接作業(yè)成本合計(jì)為
14 365．5元。
3．2返回品處理過程錫損失
(1)乙錫和鍋渣的離析處理，錫的回收率以
98％計(jì)，則損失為：
(3．22+2．58)×2％×129 000元／t．Sn=14 964元
(2)離析渣焙燒處理，錫回收率為99．02％，則
損失為：
1．86×0．98％x129 000／t—Sn=2 351．4元
(3)離析渣和炭渣返回處理，累計(jì)錫總回收率
為98％，則損失為：
(1．86×85％+0．94)×2％×129 000元／t—Sn=
6 504．18元
以上合計(jì)為23 819．58元。
3．3資金積壓損失利息
以乙錫、鍋渣、炭渣和硫渣從產(chǎn)出到重新冶煉為
金屬的處理周期為30天計(jì)，由資金積壓造成的利息
損失為：
(3．22+1．86+2．58+0．94+0．43)×
12．9 X 0．45％=5 241．95
以上三項(xiàng)合計(jì)為43 427．03元。
3．4其他損失
由于部分?jǐn)?shù)據(jù)不全，一些損失無法定量估算，但
明顯存在的還有污水、硬頭、高砷煙塵等的處理費(fèi)用
和損失等。
綜上所述，僅以這些返回品處理費(fèi)用和金屬損
失來粗略估算，每噸砷造成的經(jīng)濟(jì)損失至少在4．3
萬元以上。
4結(jié)論
(1)在錫冶煉過程中，砷主要以金屬砷的形態(tài)
進(jìn)入粗錫，并在精煉過程中以熔點(diǎn)高于錫的金屬化
合物砷化鐵和砷化錫的形態(tài)析出，同時(shí)夾帶出大量
的金屬錫，這是高鐵錫精礦冶煉過程中大量浮渣產(chǎn)
生的主要原因，平均每噸砷產(chǎn)出14 t一浮渣。
(2)砷在錫冶煉過程中分散于所有的產(chǎn)品中，
給脫砷處理帶來很大的困難，從而造成大量砷在系
統(tǒng)中反復(fù)循環(huán)，正因?yàn)槿绱?，目前返回?特別是煙
塵與炭渣)帶入粗煉系統(tǒng)的砷量已成為砷的主要來
源。因此，消除砷危害的根本途徑在于砷的最初來
源(精礦)的煉前脫砷和原料降砷。
(3)粗煉系統(tǒng)產(chǎn)出的煙塵中集中了入爐物料中
30％～45％的砷，煙塵砷品位約為人爐物料砷品位
的兩倍，因此，煙塵脫砷焙燒應(yīng)是目前使砷從流程中
開路最快捷有效的途徑。
(4)據(jù)估算，每噸砷給錫冶煉過程帶來的經(jīng)濟(jì)
損失至少在4．3萬元以上。
綜上所述，砷在錫冶煉過程中產(chǎn)生大量的返回
品，由于返回品的反復(fù)循環(huán)處理，不僅降低了熔煉系
統(tǒng)的有效處理能力，而且造成錫大量損失，成為冶煉
總回收率大幅度降低的主要原因，應(yīng)引起我們足夠
的重視。從另一方面看，采取有效措施，強(qiáng)化脫砷處
理，特別是完善煉前處理，也是目前冶煉廠大幅度降
低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 黃書澤．砷對(duì)錫冶煉過程危害的分析[C]．云錫科技論
文集，2000．

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