[00346898]复杂锡合金真空蒸馏新技术及产业化应用

锡属于世界稀缺资源，是中国重要的战略和特色优势资源，也是现代高技术领域不可或缺的重要材料，用途十分广泛。随着锡资源的不断开发，锡矿成分日趋复杂，致使锡冶炼过程中每年产生数万吨成分复杂的含锡合金和粗锡；另外，在锡的使用过程中，产生大量的含锡废弃物料。传统的冶金技术处理此类物料，资源利用率低、环保压力大、成本高。项目组历经20多年持续攻关，解决了一系列基础理论问题和关键技术难题，成功开发了真空蒸馏分离复杂锡合金提纯金属锡的新技术，实现了锡冶金产业的技术升级，推动了冶金行业的科技进步。项目的关键核心技术和主要创新点如下：(1)开发了复杂锡合金真空蒸馏新工艺。针对有色金属冶炼以及二次资源回收过程中产出的锡铅、锡锌、锡铅锑、锡铅锑砷、粗锡等不同种类、不同成分的含锡合金物料，开发了“真空挥发一分级冷凝”分离复杂锡合金提纯金属锡的工艺技术，解决了锡与铅、铋、锑、锌、砷等元素清洁高效分离的难题。锡铅合金真空蒸馏：得到粗铅和含铅0.003%以下的金属锡，金属回收率>99%，各项技术指标达到国际先进水平；锡铅锑、锡铅锑砷等复杂多元锡合金真空蒸馏：铅的脱除率>99%，锑、砷脱除率>80%，生产过程清洁高效，属世界首创；粗锡连续真空蒸馏：锡直收率由89%提高到97%，生产成本下降20%，危险固废量减少80%，优化了锡精炼工艺流程；废弃锡锌合金真空蒸馏，得到纯度>98%的锡和纯度>99%的锌，金属回收率>99%。（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，自主研制的内热式连续真空蒸馏成套装备自动化水平高，设备处理量为3000～15000吨/年•套。（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。项目获发明专利8件、实用新型专利10件、重点新产品2项，出版专著和教材4本，发表论文43篇，培养研究生25名。经专家鉴定：总体技术达到国际领先水平。分别获中国有色金属工业协会科学技术奖一等奖、云南省科技进步奖一等奖、云南省自然科学奖一等奖以及中国产学研合作促进会创新成果奖。项目成果先后在全球锡生产龙头企业云锡集团、华锡集团等19家国内企业建成36条生产线；在美国、英国、西班牙建成6条生产线；42条生产线累计年处理复杂锡合金约15万吨，年生产金属锡约5万吨、铅约7万吨、锑约2万吨、铋约1万吨。2005年至今，累计新增销售收入400亿元人民币以上，近三年直接经济效益185亿元人民币，新增利税16.46亿元人民币。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。