0 引言

锡精矿的火法冶炼过程中，作为杂质元素的锑，其具有比锡、铁、铜等元素更正的化学电负性^[1].锡焙烧砂或锡精矿在还原熔炼时，95 %的锑会进入粗锡中；同时，金属锑和三氧化二锑具有较低的沸点，在烟化炉还原硫化挥发过程中，富渣中98 %的锑会挥发到烟尘中，再次返回到还原熔炼系统.总之，锡精矿或锡焙烧砂中的杂质元素锑经过还原熔炼后，绝大部分进入到了粗锡中.粗锡火法精炼过程中，通过在430~450 ℃锡液中加铝，使锑与铝形成一种含Sb 3.5 %~11.0 %、Sn 35 %~65 %的铝渣.对铝渣的后续处理，目前的有效办法是把铝渣和部分氧化精炼硫渣搭配熔炼，形成一种含Cu 2 %~3 %、Sb 6 %~ 8 %的高锑粗锡，也称为粗合金锡.将粗合金锡单独经过火法除砷、铁，再除部分铜、锑，结晶法除去铅，得到一种含Sn 94 %~95.5 %、Sb 3.3 %~4.2 %、Cu 0.9 %~ 2.0 %的合金锡，再以此合金锡作为原料配制含Sn 87.5 %~88 %、Sb 7.9 %~8.1 %、Cu 3.9 %~4.1 %的锡基轴承合金产品^[2].

广西华锡集团公司自有矿山产出的锡精矿平均含锑在0.2 %左右，以目前该厂年生产12000~15000 t精锡的规模或能力计算，每年从锡精矿带入生产流程的杂质锑金属量达到49~61 t.以目前生产锡基轴承合金产品作为杂质锑开路出流程的手段，每年需要生产锡基轴承合金产品931~1164 t，才能使进出冶炼流程的杂质锑达到平衡.锡基轴承合金产品产量约占锡产品总产量的8 %.长期以来，市场对锡基轴承合金产品需求量是比较有限的，每生产1 t锡基轴承合金产品，企业要减少收益约0.85万元，经济上很不合算.

电解法^[3-5]处理粗合金锡可将锑富集到阳极泥中，但阳极泥含Sn 42 %~48 %、Sb 15 %~20 %、Cu 7 %~ 10 %、As 5 %~6 %、Pb 12 %~18 %，处理难度大，锑很难分离.真空蒸馏法^[6-11]在高锑粗锡中分离锡和锑，可以加速现有锡冶炼流程中杂质锑的开路，减少循环量，降低生产成本，优化锡的产品结构，同时可以有效地保护环境.

1 原料

来宾冶炼厂处理的高锑粗锡原料成分主要为：Sb 8 %~12 %、Pb 6 %~10 %、Sn 75 %~80 %、As 0.3 %~ 0.5 %.

2 工艺流程

连续真空蒸馏法处理高锑粗锡采取两段真空蒸馏作业，一段为高温蒸馏，二段为低温蒸馏.锑以形成较低熔点的锑-铅合金方式连续排料，同时在蒸馏塔上部设置了专用于砷蒸汽冷凝的冷却罩，以使砷蒸汽以黑砷形式单独冷凝下来，达到同时分离粗锡中砷的目的.锡锑铅合金连续真空蒸馏分离锡-锑的工艺流程如图 1所示.

3 生产条件

处理铅锑锡合金时，单台套设备日产量10~15 t，综合能耗为600 kVA·h/t (一次分离耗电量小于400 kVA·h/t；二次分离耗电量小于700 kVA·h/t)；分布到二次粗铅的锑占原料金属锑量的50 %~60 %，也就是说，锑的直接回收率50 %~60 %.

(1) 建设条件.真空炉系统占用厂房约54 m²，分布在一层地面，要求具备起吊净空高度6.5 m、起重重量3.0 t的单梁吊车.根据现场勘察，真空炉拟安排在与精炼主厂房南侧的锡合金生产线厂房的西端，厂房面积基本满足要求，需要在主厂房与锡合金生产线厂房之间加约8 m的无动力轨道车，作为金属物料输送通道.承担真空炉与精炼主厂房之间的金属物料输送.真空炉系统电装机容量330 kW、380 V，精炼厂房仍有富余的电容量可以满足要求，不需要增加新的变压器.真空炉需要冷却水流量约40 m³/h，精炼厂房周围的供水管网完全满足此流量要求.

(2) 环境条件.采用真空蒸馏分离锡锑技术，可以提高锡火法冶炼过程中杂质锑开路的效率，减轻其在流程中的循环量，也就减少锡精炼过程的铝渣产出量，降低因为接触铝渣发生砷化氢中毒的几率，改善整个锡冶炼安全生产环境.真空蒸馏分离锡锑工艺，不产生废渣、废气和废水，过程仅有冷却水产生，可以通过空气冷却塔对冷却水降温后循环使用.

(3) 设备配置.真空蒸馏分离锡锑工艺主要的生产设备有：真空炉体、磁性调压器、化料电炉、真空机组、真空系统配件、真空计等.

4 生产效益

目前，为实现杂质锑的开路，首先生产粗合金锡，粗合金锡平均成分为Sn 94 %、Sb 3.4 %、Cu1.6 %，再配入紫铜和精锑配制成锡基轴承合金产品销售，锡基轴承合金主成分为：Sn 88 %、Sb 7.9 %~8.1 %、Cu 3.9 %~ 4.1 %.通过连续真空蒸馏后，锡产品结构发生改变，不需要生产锡轴承合金，全部生产精锡.

以年生产12000 t精锡产品测算，每年从原料带进流程中的锑达到47 t，为实现杂质锑的进出冶炼流程的平衡，需要生产粗合金锡1200 t，再配成锡基轴承合金1280 t(其中含锡金属1126 t).通过连续真空蒸馏后，真空炉需要处理含Sb约8 %的高锑粗锡约1300 t，精锡产量增加1126 t.

(1) 生产成本组成对比.为了比较连续真空蒸馏工艺实施前后的经济效益，分别计算两者的锡精炼年生产成本组成，95 %品位的粗锡金属价格以15.0万元/t计.工艺实施前，锡基轴承合金生产量为1280 t，其各组分组合成的生产成本如表 1所示.

工艺实施后，年真空炉处理1300 t的高锑粗锡生产1126 t精锡成本组成如表 2所示.

(2) 销售收入及利润对比.工艺实施前，生产1280 t锡基轴承合金，工艺实施后，年真空炉处理1300 t的可生产1126 t精锡.销售收入、销售税金及销售利润分别如表 3、表 4及表 5所示.

项目实现单独财务核算，工艺实施前的销项税小于进项税，因此，销售税金及附加为0.

项目实施后，可以为企业增加税后利润额为456.0442-(-386.1680)=842.2122(万元).

实施本工艺后，投资利润率=(842.2122÷244.0)× 100 %=345.17 %，简单计算，投资回收期=244.0/842.2122=0.2897(a)=106(d).

5 结论

真空蒸馏处理高锑粗锡分离锡锑技术已实现工业化应用，技术成熟，可以有效地解决锡基轴承合金产品市场疲软，销售价格偏低，导致杂质在锡冶炼流程中的累积和恶性循环，精炼消耗铝粒多，产出铝渣量大，由此产生AsH₃中毒的安全隐患增大，以及冶炼回收率低等多年困扰锡冶炼生产的隐忧.连续真空蒸馏技术投资小，利润率大，投资回收期短，能扭转不得以生产锡基轴承合金产品来实现锡冶炼杂质锑开路造成的成本高，利润缩水状况.真空蒸馏处理高锑粗锡分离锡锑技术无三废产生，能降低锡冶炼过程发生砷化氢中毒的几率，符合清洁生产的要求.