权利要求
1.一种冶炼渣流态化还原焙烧提取
锡的方法，包括以下步骤：
S1、将原状钽铌冶炼渣进行水浸，然后过滤，得到水浸后的钽铌冶炼渣滤饼，接着将所述水浸后的钽铌冶炼渣滤饼在回转干燥窖中干燥，得到预处理后的钽铌冶炼渣;
S2、将所述预处理后的钽铌冶炼渣与固体还原剂混合，得到混合物料，然后将所述混合物料进行流态化还原焙烧，得到高温烟气;
S3、将所述高温烟气导入收尘系统，进行冷凝捕集，得到固态富锡产品，将冷凝捕集后剩余的高温气体引导至步骤S1中的回转干燥窖中作为热源进行干燥。
2.根据权利要求1所述的冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其特征在于，步骤S2中，所述流态化还原焙烧中，还原焙烧的温度为900~1200℃，还原焙烧的时间为10~60min。
3.根据权利要求1所述的冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其特征在于，步骤S2中，所述流态化还原焙烧中，还原性气氛包括CO、H2、CH4、N2。
4.根据权利要求3所述的冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其特征在于，所述还原性气氛中CO、H2、CH4的体积占比分别为5~30%、10~30%、5~30%。
5.根据权利要求4所述的冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其特征在于，所述还原性气氛的流量为0.03~0.3m3/kg。
6.根据权利要求1所述的冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其特征在于，步骤S1中，所述水浸中，水浸的时间为10~40min。
7.根据权利要求1所述的冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其特征在于，步骤S1中，所述水浸中，液固比为2:1~6:1。
8.根据权利要求1所述的冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其特征在于，步骤S2中，所述还原剂为煤粉、焦炭粉、活性炭或木炭中的一种或多种，所述还原剂占混合物料总重量的5~25%。
9.根据权利要求1所述的冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其特征在于，步骤S2中，所述流态化还原焙烧的装置为流态化焙烧炉、悬浮焙烧炉、闪速焙烧炉或循环流化床焙烧炉。
10.根据权利要求1所述的冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其特征在于，步骤S3中，所述收尘系统为旋风收尘器、布袋收尘器、电收尘器或表面冷却器。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及钽铌冶炼废渣
固废资源化技术领域，具体涉及一种冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法。
背景技术
[0002]钽铌冶炼渣是提取钽、铌后遗留的重要二次资源，其中常含有品位可观的锡，主要以锡石(SnO2)形式存在。锡石化学性质稳定，采用常规的物理选矿方法(如重选、
浮选)难以将其与钽、铌、锆等元素有效分离，导致锡的回收率低下且精矿品位不高。
[0003]还原焙烧是处理难选锡矿石的有效方法。其原理是在高温还原气氛下，将SnO2还原为易挥发的SnO或Sn蒸汽，蒸汽随烟气排出后，再在收尘系统中被氧化为SnO2或冷凝为金属锡加以回收。然而，传统的回转窑或马弗炉焙烧属于固定床或移动床反应，存在物料受热不均、反应效率低、能耗高、锡挥发速度慢且不完全等问题，制约了其工业化应用和经济性。
[0004]流态化技术具有传热传质效率极高、气固接触充分、温度均匀、反应速度快等突出优点。将其应用于钽铌冶炼渣中锡的还原挥发，有望从根本上克服传统焙烧的缺陷。目前，尚未见采用流态化还原焙烧技术专门处理钽铌冶炼渣以回收锡的成熟报道。
发明内容
[0005]鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了一种冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，旨在解决现有还原焙烧处理难选锡矿石中物料受热不均、反应效率低、能耗高、锡挥发速度慢且不完全等问题。
[0006]本申请提供了一种冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将原状钽铌冶炼渣进行水浸，然后过滤，得到水浸后的钽铌冶炼渣滤饼，接着将所述水浸后的钽铌冶炼渣滤饼在回转干燥窖中干燥，得到预处理后的钽铌冶炼渣;
S2、将所述预处理后的钽铌冶炼渣与固体还原剂混合，得到混合物料，然后将所述混合物料进行流态化还原焙烧，得到高温烟气;
S3、将所述高温烟气导入收尘系统，进行冷凝捕集，得到固态富锡产品，将冷凝捕集后剩余的高温气体引导至步骤S1中的回转干燥窖中作为热源进行干燥。
[0007]本申请实施例的技术方案中，通过将原状钽铌冶炼渣先经水浸、过滤、干燥预处理，然后进行流态化还原焙烧，锡石与还原剂发生气固反应，被迅速还原为气态SnO/Sn并进入烟气主流，接着冷凝捕集得到固态富锡产品，最后将冷凝捕集后剩余的高温气体重新引入预处理步骤中作为热源进行干燥。在水浸过程中，原状钽铌冶炼渣中残留的HF和H2SO4可以与原状钽铌冶炼渣中的硫酸亚铁反应，去除渣中的铁元素而不与锡反应，不用额外添加药剂进行反应条件的调控即可提高原状钽铌冶炼渣中锡的品位;在高温焙烧中，采用流态化焙烧工艺，流态化焙烧反应速率和传质效率高、气固接触充分、温度均匀，锡的挥发回收率稳定在90%以上。实现了钽铌废渣中锡的高效回收;此外，利用余热进行烘干，使工艺能耗大幅降低，显著节能降耗，环保且经济。
[0008]在一些实施例中，步骤S2中，所述流态化还原焙烧中，还原焙烧的温度为900~1200℃，还原焙烧的时间为10~60min。
[0009]该实施例中，通过特定的焙烧温度和时间，旨在实现SnO2的选择性还原与挥发脱除，同时最大限度地抑制钽、铌等有价元素的还原。该优化策略不仅确保了Sn的高效去除，也显著降低了还原剂消耗与成本。焙烧时间不足会导致SnO2反应不完全，而时间过长则会引入气相杂质。同理，焙烧温度过低将导致还原反应动力学缓慢，致使颗粒内部SnO2无法充分反应。
[0010]在一些实施例中，步骤S2中，所述流态化还原焙烧中，还原性气氛包括CO、H2、CH4、N2;所述还原性气氛中CO、H2、CH4的体积占比分别为5~30%、10~30%、5~30%;所述还原性气氛的流量为0.03~0.3m3/kg。
[0011]该实施例中，通过特定的还原性气氛的组成、配比和流量，其目的在于为SnO2的充分还原与挥发提供必要条件，同时限制钽、铌等元素的还原，以达到选择性分离与成本控制的双重目标。优化的气体组成与配比是热力学平衡的基础，气体流量确保气固反应传质与反应动力学基础。
[0012]在一些实施例中，步骤S1中，所述水浸中，水浸的时间为10~40min;液固比为2~6:1。
[0013]该实施例中，通过特定的水浸条件，原状钽铌冶炼渣中残留的HF和H2SO4可以与原状钽铌冶炼渣中的硫酸亚铁反应，去除渣中的铁元素而不与锡反应，不用额外添加药剂进行反应条件的调控即可提高原状钽铌冶炼渣中锡的品位，同时达到洗涤酸的目的，避免对后续设备腐蚀。
[0014]在一些实施例中，步骤S2中，所述还原剂为煤粉、焦炭粉、活性炭或木炭中的一种或多种，所述还原剂占混合物料总重量的5~25%。
[0015]该实施例中，通过加入特定的还原剂，利用其强还原性，在高温流态化焙烧环境中与钽铌冶炼渣中的锡氧化物(如 SnO2、SnO等)发生还原反应，将锡从氧化态转化为易挥发的金属锡(Sn)或氧化亚锡(SnO)，从而实现锡的高效分离与回收。
[0016]在一些实施例中，步骤S2中，所述流态化还原焙烧的装置为流态化焙烧炉、闪速焙烧炉或循环流化床焙烧炉。
[0017]该实施例中，通过流态化还原焙烧装置，利用气固流态化技术，使钽铌冶炼渣与还原剂在气流作用下形成类似“流体”的悬浮状态，从而实现高效的传热、传质与化学反应。
[0018]在一些实施例中，步骤S3中，所述收尘系统为旋风收尘器、布袋收尘器、电收尘器或表面冷却器。
[0019]该实施例中，采用旋风收尘器、布袋收尘器、电收尘器或表面冷却器等收尘系统，高效捕集流态化还原焙烧后烟气中夹带的固体颗粒(包括未反应的细渣、还原剂残粉及可能的锡氧化物微尘)，既避免有价成分(如锡)的流失，又防止粉尘污染后续冷凝系统及环境。
[0020]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请中所使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请实施例1中冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0024]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0025]为了解决现有现有还原焙烧处理难选锡矿石中物料受热不均、反应效率低、能耗高、锡挥发速度慢且不完全等问题，本申请提供了一种冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法。本申请通过将原状钽铌冶炼渣先经水浸、过滤、干燥预处理，然后进行流态化还原焙烧，锡石与还原剂发生气固反应，被迅速还原为气态SnO/Sn并进入烟气主流，接着冷凝捕集得到固态富锡产品，最后将冷凝捕集后剩余的高温气体重新引入预处理步骤中作为热源进行干燥。在水浸过程中，原状钽铌冶炼渣中残留的HF和H2SO4可以与原状钽铌冶炼渣中的硫酸亚铁反应，去除渣中的铁元素而不与锡反应，不用额外添加药剂进行反应条件的调控即可提高原状钽铌冶炼渣中锡的品位;在高温焙烧中，采用流态化焙烧工艺，流态化焙烧反应速率和传质效率高、气固接触充分、温度均匀，锡的挥发回收率稳定在90%以上。实现了钽铌废渣中锡的高效回收;此外，利用余热进行烘干，使工艺能耗大幅降低，显著节能降耗，环保且经济。
[0026]本申请提供了一种冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，包括以下步骤：
S1、将原状钽铌冶炼渣进行水浸，然后过滤，得到水浸后的钽铌冶炼渣滤饼，接着将所述水浸后的钽铌冶炼渣滤饼在回转干燥窖中干燥，得到预处理后的钽铌冶炼渣;
S2、将所述预处理后的钽铌冶炼渣与固体还原剂混合，得到混合物料，然后将所述混合物料进行流态化还原焙烧，得到高温烟气;
S3、将所述高温烟气导入收尘系统，进行冷凝捕集，得到固态富锡产品，将冷凝捕集后剩余的高温气体引导至步骤S1中的回转干燥窖中作为热源进行干燥。
[0027]本申请实施例的技术方案中，通过将原状钽铌冶炼渣先经水浸、过滤、干燥预处理，然后进行流态化还原焙烧，锡石与还原剂发生气固反应，被迅速还原为气态SnO/Sn并进入烟气主流，接着冷凝捕集得到固态富锡产品，最后将冷凝捕集后剩余的高温气体重新引入预处理步骤中作为热源进行干燥。在水浸过程中，原状钽铌冶炼渣中残留的HF和H2SO4可以与原状钽铌冶炼渣中的硫酸亚铁反应，去除渣中的铁元素而不与锡反应，不用额外添加药剂进行反应条件的调控即可提高原状钽铌冶炼渣中锡的品位;在高温焙烧中，采用流态化焙烧工艺，流态化焙烧反应速率和传质效率高、气固接触充分、温度均匀，锡的挥发回收率稳定在90%以上。实现了钽铌废渣中锡的高效回收;此外，利用余热进行烘干，使工艺能耗大幅降低，显著节能降耗，环保且经济。
[0028]进一步地，在一些实施例中，步骤S2中，所述流态化还原焙烧中，还原焙烧的温度为900~1200℃，还原焙烧的时间为10~60min。
[0029]在本申请实施例的技术方案中，通过特定的焙烧温度和时间，旨在实现SnO2的选择性还原与挥发脱除，同时最大限度地抑制钽、铌等有价元素的还原。该优化策略不仅确保了Sn的高效去除，也显著降低了还原剂消耗与成本。焙烧时间不足会导致SnO2反应不完全，而时间过长则会引入气相杂质。同理，焙烧温度过低将导致还原反应动力学缓慢，致使颗粒内部SnO2无法充分反应。
[0030]进一步地，在一些实施例中，步骤S2中，所述流态化还原焙烧中，还原性气氛包括CO、H2、CH4、N2;所述还原性气氛中CO、H2、CH4的体积占比分别为5~30%、10~30%、5~30%;所述还原性气氛的流量为0.03~0.3m3/kg。
[0031]在本申请实施例的技术方案中，通过特定的还原性气氛的组成、配比和流量，其目的在于为SnO2的充分还原与挥发提供必要条件，同时限制钽、铌等元素的还原，以达到选择性分离与成本控制的双重目标。优化的气体组成与配比是热力学平衡的基础，气体流量确保气固反应传质与反应动力学基础。
[0032]进一步地，在一些实施例中，步骤S1中，所述水浸中，水浸的时间为10~40min;液固比为2:1~6:1。
[0033]在本申请实施例的技术方案中，通过特定的水浸条件，原状钽铌冶炼渣中残留的HF和H2SO4可以与原状钽铌冶炼渣中的硫酸亚铁反应，去除渣中的铁元素而不与锡反应，不用额外添加药剂进行反应条件的调控即可提高原状钽铌冶炼渣中锡的品位，同时达到洗涤酸的目的，避免对后续设备腐蚀。
[0034]进一步地，在一些实施例中，步骤S2中，所述还原剂为煤粉、焦炭粉、活性炭或木炭中的一种或多种，所述还原剂占混合物料总重量的5~25%。
[0035]在本申请实施例的技术方案中，通过加入特定的还原剂，利用其强还原性，在高温流态化焙烧环境中与钽铌冶炼渣中的锡氧化物(如 SnO2、SnO等)发生还原反应，将锡从氧化态转化为易挥发的金属锡(Sn)或氧化亚锡(SnO)，从而实现锡的高效分离与回收。
[0036]进一步地，在一些实施例中，步骤S2中，所述流态化还原焙烧的装置为流态化焙烧炉、闪速焙烧炉或循环流化床焙烧炉。
[0037]在本申请实施例的技术方案中，通过流态化还原焙烧装置，利用气固流态化技术，使钽铌冶炼渣与还原剂在气流作用下形成类似“流体”的悬浮状态，从而实现高效的传热、传质与化学反应。
[0038]进一步地，在一些实施例中，步骤S3中，所述收尘系统为旋风收尘器、布袋收尘器、电收尘器或表面冷却器。
[0039]在本申请实施例的技术方案中，通过采用旋风收尘器、布袋收尘器、电收尘器或表面冷却器等收尘系统，高效捕集流态化还原焙烧后烟气中夹带的固体颗粒(包括未反应的细渣、还原剂残粉及可能的锡氧化物微尘)，既避免有价成分(如锡)的流失，又防止粉尘污染后续冷凝系统及环境。
[0040]下面列举了一些具体实施例，需说明的是，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0041]实施例1
本实施例提供了一种冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，其工艺流程图如图1所示，具体包括如下步骤：
将原状钽铌冶炼渣按液固比为4:1水浸30min，然后过滤，得到富集后的钽铌冶炼渣，接着将富集后的钽铌冶炼渣在回转干燥窖中干燥，得到预处理后的钽铌冶炼渣，将预处理后的钽铌冶炼渣与6%的煤粉混合，得到混合物料，将混合物料送入循环流化床焙烧炉，同时，炉内通入15%的CO、20%的H2、15%的CH4和65%的N2，控制炉温为1000℃焙烧30min，得到高温烟气，将高温烟气导入收尘系统，经布袋收尘器收集，冷凝捕集得到固态富锡产品，然后将剩余高温气体引导至前述的回转烘干窑中作为热源进行干燥。
[0042]通过矿物学分析，得到本实施例中锡的挥发回收率为98%;本工艺通过余热利用，节省了约80%的烘干能耗。
[0043]实施例2~5和对比例1~4
实施例2~5和对比例1~4分别提供了一种冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，与实施例1相比，不同之处在于还原焙烧的温度和时间不同，其他步骤与实施例1大致相同，在此不再赘述。
[0044]实施例2~5和对比例1~4中还原焙烧的温度、时间和对应得到的锡的回收率、焙烧渣中锡的含量如表1所示。
[0045]表1实施例2~5和对比例1~4中还原焙烧的温度、时间和对应锡的回收率、焙烧渣中锡的含量
由表1中结果可以看出，焙烧时间短或焙烧温度低，锡回收率低，焙烧时间和焙烧温度增加，锡回收率相应增加，但焙烧时间过长/温度过高，其他金属杂质含量高，影响锡的纯度。
[0046]实施例6~8和对比例5
实施例6~8和对比例5分别提供了一种冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，与实施例1相比，不同之处在于还原性气氛的配比不同，具体见表2，其他步骤与实施例1大致相同，在此不再赘述。
[0047]表2实施例6~8和对比例5中还原性气氛的配比和对应锡的回收率、焙烧渣中锡的含量
由表2中结果可以看出，CO体积占比增加，锡的回收率和纯度均增加，H2体积占比增加，对锡的回收率和纯度影响不大，主要替代CO作为还原剂，CH4体积占比增加(5~30%范围内)，锡的纯度略降低，当超过30%时，锡纯度大幅降低。
[0048]综上所述，本申请提供了一种冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法，属于锡资源回收技术领域。通过将原状钽铌冶炼渣先经水浸、过滤、干燥预处理，然后进行流态化还原焙烧，锡石与还原剂发生气固反应，被迅速还原为气态SnO/Sn并进入烟气主流，接着冷凝捕集得到固态富锡产品，最后将冷凝捕集后剩余的高温气体重新引入预处理步骤中作为热源进行干燥。在水浸过程中，原状钽铌冶炼渣中残留的HF和H2SO4可以与原状钽铌冶炼渣中的硫酸亚铁反应，去除渣中的铁元素而不与锡反应，不用额外添加药剂进行反应条件的调控即可提高原状钽铌冶炼渣中锡的品位;在高温焙烧中，采用流态化焙烧工艺，流态化焙烧反应速率和传质效率高、气固接触充分、温度均匀，锡的挥发回收率稳定在90%以上。实现了钽铌废渣中锡的高效回收;此外，利用余热进行烘干，使工艺能耗大幅降低，显著节能降耗，环保且经济。
[0049]需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。
说明书附图(1)
声明：
“冶炼渣流态化还原焙烧提取锡的方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：长沙矿山研究院有限责任公司
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2026年08月06日 ~ 08日 
