一种利用橡胶与含锡资源共热解回收锡以及可燃气体的方法与流程

本发明涉及一种利用橡胶与含锡资源共热解回收锡以及可燃气体的方法，属于能源减排和资源综合利用技术领域。

背景技术：

锡在经济发展中占有重要地位,近年来各界对于锡的需求量不断扩大。然而,随着锡矿贫、细、杂化及资源的不断开采利用,锡矿资源逐年减少,因此对复杂锡资源回收其中锡资源成为国内外专家关注的重点。研究发现，传统的还原剂（无烟煤和焦炭）和硫化剂（黄铁矿和高硫煤等）可以对锡含量较低的物料中锡进行有效的挥发脱除，但是当复杂资源中锡含量增加到1%以上时，经其处理后锡的挥发率普遍不高。其具体原因是传统还原剂（无烟煤和焦炭等）需要较高的温度（1100℃以上）才具有较强的还原氛围，在此温度下锡易和铁形成铁锡合金且合金中铁含量大，造成锡物相不易转化为sns。

众所周知，废橡胶的处理是当今人们面临的严重问题之一。为了满足不断提高的材料性能要求，橡胶朝着高强度、耐磨、稳定和耐老化的方向发展，但是同时造成了废弃后的橡胶长时期不能自然降解的问题，大量的废旧橡胶造成了比塑料污染(白色污染)更难处理的黑色污染，另一方面浪费了宝贵的橡胶资源。废旧材料的回收再生利用方式主要可以分为以下三类：(1)再生利用；(2)焚烧回收能量；(3)裂解转化。其中再生利用是最经济和最简便的方法，但由于废旧材料具有多样化、混杂性、污脏的特点，因此其加工程序比较繁杂，得到的复合再生材料性质也不稳定。废旧材料热值较高，燃烧可回收能量，但燃烧时会产生大量含硫等有毒、有害物质，对环境易造成“二次污染”。与此同时，橡胶中有价金属锌在上述回收利用中未得到利用，造成了资源的浪费。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种利用橡胶与含锡资源共热解回收锡以及可燃气体的方法。本发明将橡胶与含锡资源的共热解，利用橡胶在较低温度下可进行充分热解，实现较低温度下（900-1000℃）获得可燃气体和回收其中有价金属锡和锌，对复杂含锡资源和废橡胶综合利用。本发明通过以下技术方案实现。

一种利用橡胶与含锡资源共热解回收锡以及可燃气体的方法，具体步骤如下：

步骤1、将含锡资源磨矿至粒度为150um以下的粉末，将橡胶破碎成0.1mm～1mm颗粒，将含锡原料和橡胶颗粒按质量比为1.2～3：1机械混匀得到的混合物料或制粒成直径为4～10mm球团；

步骤2、在通入流量为0.1～0.6l/min的气体条件下，将步骤1得到的混合物料或球团，在温度为900～1000℃下保温40～80min进行高温焙烧，在此过程中高温气体通过收尘回收其中的锡和锌资源，烟气经过处理后回收其中的可燃气体。

所述步骤1中含锡资源为锡中矿、锡铁矿、含锡合金或锡污泥复杂含锡资源，含锡资源中锡含量为1wt%以上。

所述步骤2中气体为氮气、氩气或者混合气体。

所述混合气体为任意体积比的高炉煤气或者二氧化碳与惰性气体组成的混合气体。

本发明的有益效果是：

（1）可以将橡胶转化为可燃气体并且回收其中的含锌资源，几乎不产生废物，为其资源低污染化利用提供一种新思路。

（2）橡胶具有强的还原性，相对于传统脱锡工艺，可有效在较低温度下实现含高锡复杂资源中锡的有效分离，有利于焙烧工艺的控制和扩大化运用。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，该利用橡胶与含锡资源共热解回收锡以及可燃气体的方法，具体步骤如下：

步骤1、将含锡资源（锡铁矿，锡铁矿中锡含量为1.38wt%、铁含量为64.85wt%、钙含量为1.55wt%、硅含量为0.91wt%、镁含量为0.87wt%，主要物相为fe2o3、cao、sio2、mgo）磨矿至粒度为150um以下的粉末，将橡胶破碎成0.1mm～1mm颗粒，将含锡原料和橡胶按质量比为2：1颗粒机械混匀得到的混合物料；

步骤2、在通入流量为0.1l/min的气体（氮气）条件下，将步骤1得到的混合物料，在温度为950℃下保温60min进行高温焙烧，在此过程中高温气体通过收尘回收其中的锡和锌资源，烟气经过处理后回收其中的可燃气体。

上述焙烧产物中锡由原来的1.38wt%下降至0.12wt%，焙烧产物含锌＜0.02wt%，实现了锡和锌高效回收，且收集到的可燃气体中co、h2占总气体的40vol%。

实施例2

如图1所示，该利用橡胶与含锡资源共热解回收锡以及可燃气体的方法，具体步骤如下：

步骤1、将含锡资源（锡中矿，锡中矿中锡含量为2.18wt%、硅含量为54.85wt%、铁含量为8.55wt%、钙含量为4.78wt%、铝含量为1.87wt%，主要物相为sio2、fe2o3、cao、al2o3）磨矿至粒度为150um以下的粉末，将橡胶破碎成0.1mm～1mm颗粒，将含锡原料和橡胶按质量比为1.5：1颗粒机械混匀得到的混合物料；

步骤2、在通入流量为0.1l/min的气体（体积比为1:1的氮气和二氧化碳混合气体）条件下，将步骤1得到的混合物料，在温度为1000℃下保温60min进行高温焙烧，在此过程中高温气体通过收尘回收其中的锡和锌资源，烟气经过处理后回收其中的可燃气体。

上述焙烧产物中锡由原来的2.18wt%下降至0.18wt%，焙烧产物含锌＜0.02wt%，实现了锡和锌高效回收，且收集到的可燃气体中co、h2占总气体的48vol%。

实施例3

如图1所示，该利用橡胶与含锡资源共热解回收锡以及可燃气体的方法，具体步骤如下：

步骤1、将含锡资源（锡污泥，锡污泥中锡含量为1.15wt%、钙含量为14.85wt%、铁含量为10.55wt%、铝含量为1.68wt%、镁含量为0.87wt%，主要物相为cao、fe2o3、al2o3、mgo）磨矿至粒度为150um以下的粉末，将橡胶破碎成0.1mm～1mm颗粒，将含锡原料和橡胶按质量比为1.5：1颗粒机械混匀得到的混合物料；

步骤2、在通入流量为0.2l/min的气体（由体积百分比的58%n2+24%co+18%co2）混合气体）条件下，将步骤1得到的混合物料，在温度为1000℃下保温40min进行高温焙烧，在此过程中高温气体通过收尘回收其中的锡和锌资源，烟气经过处理后回收其中的可燃气体。

上述焙烧产物中锡由原来的1.15wt%下降至0.09wt%，焙烧产物含锌＜0.02wt%，实现了锡和锌高效回收，且收集到的可燃气体中co、h2占总气体的50vol%。

实施例4

如图1所示，该利用橡胶与含锡资源共热解回收锡以及可燃气体的方法，具体步骤如下：

步骤1、将含锡资源（锡中矿，锡中矿中锡含量为2.59wt%、铁含量为30.85wt%、硅含量为10.55wt%、钙含量为2.48wt%、铝含量为0.95wt%，主要物相为fe2o3、sio2、cao、al2o3）磨矿至粒度为150um以下的粉末，将橡胶破碎成0.1mm～1mm颗粒，将含锡原料和橡胶按质量比为1.2：1颗粒机械混匀得到的混合物料；

步骤2、在通入流量为0.15l/min的气体（由体积百分比的58%n2+24%co+18%co2）混合气体）条件下，将步骤1得到的混合物料，在温度为1000℃下保温40min进行高温焙烧，在此过程中高温气体通过收尘回收其中的锡和锌资源，烟气经过处理后回收其中的可燃气体。

上述焙烧产物中锡由原来的2.59wt%下降至0.13wt%，焙烧产物含锌＜0.02wt%，实现了锡和锌高效回收，且收集到的可燃气体中co、h2占总气体的55vol%。

实施例5

如图1所示，该利用橡胶与含锡资源共热解回收锡以及可燃气体的方法，具体步骤如下：

步骤1、将含锡资源（锡铁矿，锡铁矿中锡含量为1.06wt%、铁含量为34.45wt%、硅含量为13.55wt%、钙含量为3.48wt%、铝含量为0.95wt%，主要物相为fe2o3、sio2、cao、al2o3）磨矿至粒度为150um以下的粉末，将橡胶破碎成0.1mm～1mm颗粒，将含锡原料和橡胶按质量比为3：1颗粒机械混匀得到的混合物料；

步骤2、在通入流量为0.2l/min的气体（氮气）条件下，将步骤1得到的混合物料，在温度为900℃下保温60min进行高温焙烧，在此过程中高温气体通过收尘回收其中的锡和锌资源，烟气经过处理后回收其中的可燃气体。

上述焙烧产物中锡由原来的1.06wt%下降至0.04wt%，焙烧产物含锌＜0.02wt%，实现了锡和锌高效回收，且收集到的可燃气体中co、h2占总气体的37vol%。

实施例6

如图1所示，该利用橡胶与含锡资源共热解回收锡以及可燃气体的方法，具体步骤如下：

步骤1、将含锡资源（锡铁矿，锡铁矿中锡含量为1.04wt%、铁含量为37.85wt%、硅含量为6.55wt%、钙含量为4.48wt%、镁含量为3.95wt%，主要物相为fe2o3、sio2、cao、mgo）磨矿至粒度为150um以下的粉末，将橡胶破碎成0.1mm～1mm颗粒，将含锡原料和橡胶按质量比为3：1制粒成直径为4～10mm球团；

步骤2、在通入流量为0.6l/min的气体（氮气）条件下，将步骤1得到的混合物料，在温度为900℃下保温80min进行高温焙烧，在此过程中高温气体通过收尘回收其中的锡和锌资源，烟气经过处理后回收其中的可燃气体。

上述焙烧产物中锡由原来的1.04wt%下降至0.03wt%，焙烧产物含锌＜0.02wt%，实现了锡和锌高效回收，且收集到的可燃气体中co、h2占总气体的45vol%。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。