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锡矿资源是一种比较匮乏的资源,随着人们的开采,锡矿资源品位日益降低、成分日趋复杂;市场上锡的需求量很大,价格也一直很坚挺;市场大量的锡被消耗变成锡废料:所以含锡废杂料冶炼就显得特别重要,来弥补市场未来对锡的巨大需求。本设计研究目的是利用引进类似澳斯麦特技术那样的沉没喷枪熔炼技术,针对含锡废杂料资源日益增加的现状,对该技术进行改进。设计研究以含锡废杂料为原料,设计出顶吹炉熔炼过程分为第一阶段弱还原和第二阶段弱还原。并运用Factsage软件对两个阶段的渣型进行研究。设计的顶吹炉内径为3.2米,往外是500毫米的镁铬耐火砖,最外是40毫米的钢壳。高为15米,从地基往上7米每隔180毫米有200毫米宽(竖直)的水冷槽。生产规模:15.00t/h(干基),对顶吹炉第一阶段弱还原过程进行了物料平衡研究,得到含锡品位为54.5%的粗锡,锡的直收率65.92%,其中里面含有27.4%的铅和13.38%的锑;烟尘率为13.2%,石英熔剂消耗量0.949t/h,渣型以铁橄榄石为主,渣中的硅酸度大约为1.17,渣含锡为8.13%。对顶吹炉第二阶段弱还原过程进行了物料平衡研究,得到含锡品位为44.77%的粗锡,锡的直收率59.47%,其中里面含有17.91%的铅和17.34%的锑;无需加石英熔剂,渣型以铁橄榄石为主,渣中的硅酸度大约为1.22,渣含锡为2.91%。锡总共的直收率为75.72%,总共的烟尘率为16.5%。对第一阶段弱还原热化学研究得出烟气量25310.52Nm~3/h,二次燃风4586.04Nm~3/h,吸入的空气1284.3Nm~3/h,总共天燃气1959.45Nm~3/h,燃料天燃气778.95Nm~3/h,还原用天燃气1180.5Nm~3/h。第二阶段弱还原热化学研究得出烟气量26298.54Nm~3/h,则二次燃烧风4702.59Nm~3/h,吸入的空气1579.5Nm~3/h,燃料天燃气949.8Nm~3/h,还原煤2.876t/h。第一阶段弱还原与第二阶段弱还原虽然未知成分大,但通过了Factsage理论分析,冶炼时候把最开始计算出合理的温度提高了50℃分别为1200℃、1250℃,根据以后实际冶炼情况可以下调温度。第一阶段弱还原1200℃与第二阶段弱还原1250℃分别对应炉渣的粘度为0.272Pa·S、0.245Pa·S;硅酸度为1.17、1.22;炉渣的密度为3.65g/cm~3、3.608g/cm~3;炉渣融化量由于第一阶段弱还原数据太大并没有算出对应具体的融化量,但全部熔化量算出的温度为1229.37℃,第一阶段弱还原温度要求不是特别严格所以1200℃符合熔炼温度。第二阶段弱还原1250℃炉渣的融化量占比为94.79%。顶吹炉产出的高温烟气途径:顶吹炉-余热锅炉-表面冷却器-布袋收尘器-风机-烟囱。顶吹炉第二阶段弱还原的炉渣经过烟化炉处理得到弃渣。