[00917290]金属锡提纯新技术及产业化应用

该项目属于有色金属冶金和资源再生领域。锡是重要的战略资源，用途十分广泛。随着锡资源的开发利用，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；同时，在锡的使用过程中，产生大量的含锡废弃物料。传统的冶金技术从该类锡合金中提纯金属锡，资源利用率低、环保压力大、成本高。项目组历经20年持续攻关，突破了一系列关键工程技术难题和理论基础问题，成功开发了提纯金属锡新技术，实现了锡冶金产业技术升级，推动了冶金行业的科技进步。(1)开发了从锡合金中提纯金属锡的新工艺。针对锡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、粗锡等含锡合金。基于元素在真空高温条件下逸散挥发行为的差异，采用“真空挥发-分级冷凝”的方法，开发了从锡合金中高效提纯金属锡的新技术，解决了锡与铅、锑、铋、锌、砷等元素清洁高效分离的难题。①锡铅合金真空脱铅，产品锡中含铅量由先前技术的2-5％降至0.003％以下，单位能耗下降30％，金属回收率＞99％，达到国际先进水平；②锡铅锑、锡铅锑砷等复杂多元锡合金的分离，锑、砷的脱除率＞80％，锑、砷元素以金属态回收，率先实现了从复杂多元锡合金中高效综合清洁提纯金属锡的产业化；③首次实现了粗锡真空精练的产业化，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：④实现了锡锌合金分离的产业化，得到纯度＞98％的锡和纯度＞99％的锌，金属回收率＞99％。(2)研制了大型连续真空蒸馏成套装备。突破了锡合金熔体连续进出真空炉、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，自主研制出两种大型连续真空蒸馏装备。与先前的真空炉相比，处理量提高2-3倍，连续工作时间由15天延长至100天，大幅提升了真空炉的自动化水平。(3)提出了分子相互作用体积模型。应用模型计算出锡合金中合金组元的活度、气液相平衡等相关热力学数据，准确预测了锡合金真空蒸馏的效果；系统研宽金属铅、锑、铋、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纯技术的元素调控、工艺参数确定、设备选型提供了理论支撑。项目获发明专利7件、实用新型专利7件、重点新产品2项，出版专著和教材4本，发表论文32篇，培养研究生21名。经鉴定：总体技术达到国际领先水平，分别获2012年云南省科技进步一等奖、中国有色金属工业协会科学技术一等奖、中国产学研合作促进会创新成果奖以及2008年云南省自然科学一等奖。项目成果实现了产业化应用和技术推广，先后建成25条生产线，其中在全球锡生产龙头企业云锡集团等14家单位建成20条，在美国、英国2家企业建成5条，产锡量约占全球产量的25％。累计新增销售收入200亿元人民币以上，近三年直接经济效益126.44亿元人民币，新增利税12.34亿元人民币，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。