一種提高錫酸鈉轉化率並降低硝酸根含量的方法及其裝置的製作方法

2023-12-06 08:34:01 3

專利名稱：一種提高錫酸鈉轉化率並降低硝酸根含量的方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及有色金屬冶金領域，特別是涉及一種能夠提高錫酸鈉轉化率並 降低硝酸根含量的方法及裝置。
(二)
背景技術：
在用鹼解法生產錫酸鈉過程中，制粗錫酸鈉的合成反應分為低溫轉化和高 溫轉化兩個階段，其低溫轉化過程主要在普通鋼板製成的反應鍋內進行，在爐 灶內燒煤升溫，將計量好的原料(含錫物料、氫氧化鈉、硝酸鈉、水和母液) 分批分次放入反應鍋內，將反應鍋置入爐灶內加熱至反應完畢，出鍋。反應方 程式如下
2Sn + 3Na0H+NaN03+6H20 = 2Na2Sn03'3H20+NH3 t (1)
2SnO + 4NaOH+02= 2Na2Sn03+ 2H20 (2)
高溫轉化階段是將低溫轉化階段製得的轉化率約30% 70%的粗錫酸鈉置 入培燒爐內升溫至60(TC 80(rC進行焙燒，使其進行深度反應，將金屬錫及其 氧化物充分反應轉化成粗錫酸鈉，並將過量的NaN03分解除去，獲得轉化率高 達95.6%以上的粗錫酸鈉。NaN03分解反應為
2NaN0:, = Na20 + 2N0個+02 t
由於物料為固態，傳熱性較差，而物料又含有12。/。左右的NaOH，具有較強 的腐蝕性，因此高溫焙燒階段對爐子材料、結構要求很高。
傳統的焙燒方式有直接法和間接法。直接法是用反射爐等直接焙燒，雖然 傳熱效果好，但熱空氣在流動過程中會把部分物料以煙塵形式帶走，為此要建 立一套收塵系統，另外熱空氣帶入的煤灰會汙染粗錫酸鈉，並最終會影響產品 質量。間接法一般使用隔焰爐焙燒，與直接法相比，間接法的熱效率較低，若 爐體材料為耐火磚，熱效率更低；若使用金屬為爐體材料，熱效率較高，但因 為物料不傳熱，腐蝕性強，所需焙燒溫度又高，爐子所用材料如鋼、不鏽鋼、 石墨、碳化矽等，則會熔化、氧化或被腐蝕。故爐子對材料要求較高，即使有 符合要求的材料，價格也較高，造成生產成本較高。
中頻爐在加熱方面有著升溫快，溫度高，控溫容易，效率高的優點，但用 傳統中頻爐焙燒粗錫酸鈉物料時，也存在著對於爐膽材料要求較高的問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種提高錫酸鈉轉化率並降低硝酸根含量的方法及其 裝置。並解決原豎式中頻爐發熱材料易氧化、熔化和被鹼腐蝕等問題。
本發明採用的技術方案是將粗錫酸鈉放入改型中頻爐中焙燒，控制溫度在
680。C 700。C，時間為60 90分鐘。
所述改型中頻爐是將豎式中頻爐改為臥式，並以耐高溫、耐鹼腐蝕的耐火 磚作爐膽，中頻爐中的導磁材料安裝在爐膛上部，對物料進行不接觸的間接加 熱。
所述中頻爐中的導磁材料是鋼管。
所述中頻爐中的導磁材料還可以採用如石墨、碳化矽之類的耐高溫的導磁 材料代替普通鋼管作為導磁發熱管，提高焙燒溫度，粗錫酸鈉深度反應效果更 佳，轉化率更高，分解除去N03—效果更好。
具體地說，就是解決在焙燒不導磁、傳熱性差的物料時，將豎式中頻爐臥 置，取消傳統中頻爐使用爐膽作為發熱體，改為以耐高溫、耐鹼腐蝕的耐火磚
作爐膽，而傳統中頻爐中的導磁材料如鋼管等，則作為間接加熱錫酸鈉的導體， 安裝在爐膽上部，對物料進行不接觸的間接加熱。通過對導體發熱管的溫度控
制，使中頻爐內達到滿足粗錫酸鈉焙燒工藝要求的68(TC 70(rC反應溫度，經 過60 90分鐘的焙燒後，粗錫酸鈉轉化率由從30. 0% 75. 0%提高到88. 30% 95.60%，硝酸根含量《1%，滿足了生產的耍求。發明解決了原爐子發熱材料易 氧化、熔化和被鹼腐蝕等問題。 本發明所依據的技術原理
耐鹼的耐火磚能耐150(TC以上的高溫，而作為導體發熱管之用的普通鋼管 等不耐腐蝕的導磁發熱材料，在不接觸物料的情況下，也可以在溫度為680。C 70(TC內長期使用。
本發明所達到的技術效果是
1、 由於本發明採用耐鹼耐高溫的磚取代石墨、A3鋼、不鏽鋼等導磁發熱 材料作為中頻爐的爐膽，有效克服了發熱體不耐鹼腐蝕的問題；
2、 以普通鋼管等作為導磁發熱管置於物料的上方，讓鋼管發出的熱量直接 向物料輻射，爐子溫度滿足了粗錫酸鈉焙燒工藝的要求，也能有效地解決使用 石墨、A3鋼、不鏽鋼等導磁發熱材料作為中頻爐的爐膽，因焙燒物料傳熱性差、 並具有腐蝕性，故在焙燒過程不僅出現發熱體產出的熱量傳導困難，而且發熱 體局部溫度過高而被氧化、熔化等問題。
3、 採用本發明所述的方法及裝置，焙燒每噸粗錫酸鈉能耗178元 267元， 與採用隔焰的焙燒爐能耗1170元/噸粗錫酸鈉相比，節能77. 18 84. 79%。並 且避免了燒煤產生的二氧化硫、粉塵汙染環境等問題，經濟效益、環保效益顯 著。
4、 用本發明所述的方法，在鹼解法生產錫酸鈉過程中，能提高錫酸鈉的轉 化率，並可除去粗錫酸鈉物料中過剩的硝酸根。可使粗錫酸鈉轉化率從
30, 00% 75. 00%提高到88. 30% 95. 60%，硝酸根含量從3. 78% 4. 33%降低至 0. 54% 0. 74%。
在不脫離本發明的構思下，各種不同的變更都是可能的。例如採用耐高溫的 材料代替普通鋼管作為導磁發熱管，提高焙燒溫度，粗錫酸鈉深度反應效果更 仕，轉化率更高，分解除去N0"'效果更好。


圖1是本發明所述的提高錫酸鈉轉化率並降低硝酸根含量的方法的工藝 流程圖。
圖2是本發明所述的改型中頻爐結構圖。
對照圖2，本發明所述的改型中頻爐是由物料進出口 1、中頻爐線圈2，導 磁發熱管3，發熱管支架4，耐火磚5、爐膛6構成。其中，中頻爐中的導磁發 熱管3安裝在爐膛6上部。
具體實施例方式
下面以實施例對本發明的技術方案作進一步詳細描述。 實施例1
將含Sn26. 1% ， N0:s—4. 33%，轉化率為30. 00%的粗錫酸鈉物料，投入到如圖 2所示的改型臥式中頻爐中，在680。C 70(TC溫度下焙燒90分鐘，獲得 Sn31.4% ， N(T含量為0.74%的粗錫酸鈉，錫的轉化率為88. 30%,提高了 58. 3 個百分點。焙燒每噸粗錫酸鈉能耗267元，比採用隔焰的焙燒爐節能77. 18%。
所述改型臥式中頻爐是將豎式中頻爐改為臥式，並以耐高溫、耐鹼腐蝕的 耐火磚作爐膽，中頻爐中的導磁材料安裝在爐膽上部，對物料進行不接觸的間 接加熱。
實施例2
將含Sn 28. 3% ， N(T4. 10%，轉化率為50. 1%的粗錫酸鈉物料，投入到如圖
2所示的改型臥式中頻爐中，其爐型結構與實施例1相同，在68(TC 70(TC溫度 下焙燒80分鐘，獲得Sn33. 1% ， N03—含量為0. 72%的粗錫酸鈉，錫酸鈉轉化率為 89. 40%,提高了 38. 7個百分點。焙燒每噸粗錫酸鈉能耗237元，比採用隔焰的 焙燒爐節能79. 74%。
將含Sn 29.1% ， N0:i—3. 78%，轉化率為60. 8%的粗錫酸鈉物料，投入到如圖 2所示的改型臥式中頻爐中，爐型結構同實施例1，在68(TC 70(TC溫度下焙燒 70分鐘，獲得Sn33.6% ， NO"含量為0.62%的粗錫酸鈉，錫酸鈉的轉化率為 90.26%，提高了 29.4個百分點。焙燒每噸粗錫酸鈉能耗208元，比採用隔焰的 焙燒爐節能82. 22%。
實施例4
將含Sn 27.6% ， N0:i—4.02%，轉化率為71. 0%的粗錫酸鈉物料，投入到如圖 2所示的改型臥式中頻爐中，爐型結構同實施例1，在680。C 70(TC溫度下焙燒 60分鐘，獲得Sn32. 2% ，N03—含量為O. 65%的粗錫酸鈉，錫酸鈉的轉化率為90. 60% 提高了 19. 6個百分點。焙燒每噸粗錫酸鈉能耗178元，比採用隔焰的焙燒爐節 能84. 79%。
實施例5
將含Sn28. 5% ， N03-3. 8%，轉化率75. 0%的粗錫酸鈉物料，投入到如圖2所 示的改型臥式中頻爐中，爐型結構同實施例l，在68(TC 70(TC溫度下焙燒60 分鐘，獲得Sn33. 1% ， N03—含量為0.54%的粗錫酸鈉，錫酸鈉的轉化率為95. 60% 提高了 20.6個百分點。
權利要求
1、一種提高錫酸鈉轉化率並降低硝酸根含量的方法及其裝置，其特徵在於是將粗錫酸鈉放入改型中頻爐中焙燒，控制溫度在680℃～700℃，時間為60～90分鐘。
2 、 一種適合於權利要求1所述的提高錫酸鈉轉化率並降低硝酸根含量的 方法及其裝置，其特徵在於所述改型中頻爐是將豎式中頻爐改為臥式，並以 耐高溫、耐鹼腐蝕的耐火磚作爐膽，中頻爐中的導磁材料安裝在爐膛上部，對 物料進行不接觸的間接加熱。
3、 根據權利要求2所述的一種提高錫酸鈉轉化率並降低硝酸根含量的方法 及其裝置，其特徵在於所述中頻爐中的導磁材料是鋼管。
4、 根據權利要求2所述的一種提高錫酸鈉轉化率並降低硝酸根含量的方法 及其裝置，其特徵在於所述中頻爐中的導磁材料還可以採用如石墨、碳化矽之 類的耐高溫的導磁材料。
全文摘要
一種提高錫酸鈉轉化率並降低硝酸根含量的方法及其裝置，是將粗錫酸鈉放入改型中頻爐中焙燒，控制溫度在680℃～700℃，時間為60～90分鐘。所述改型中頻爐是將豎式中頻爐改為臥式，並在爐膛上半部安裝導磁發熱材料用作焙燒爐。採用本發明所述方法和裝置，可使粗錫酸鈉轉化率從30.0％～75.0％提高到88.30％～95.60％，硝酸根含量從3.78％～4.33％降低至0.54％～0.74％。採用本發明所述方法和裝置，焙燒每噸粗錫酸鈉能耗178元～267元，比傳統隔焰爐焙燒能耗1170元/噸粗錫酸鈉，節能77.18～84.79％。
文檔編號C01G19/00GK101186331SQ20071005072
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月1日 優先權日2007年12月1日
發明者葉有明, 廖春圖, 李仕慶, 李達彬, 林家偉, 王學洪, 王紹新, 平 甘, 鵬 趙, 雷黎明, 韋元基, 韋春陽 申請人:柳州華錫集團有限責任公司