矿业和集中

矿脉矿床,如玻利维亚和英国的矿脉矿床,通常出现在花岗岩地层中,通过采掘传统的地下硬岩开采技术。在深矿中,初级破碎设备通常位于地下,以便在运输到地面之前将矿石减少到可管理的尺寸。

产量较高的冲积田是相对较浅的细粒矿物矿床,这些矿物积聚在古老的河床或山谷中。它们是用几种露天采矿方法之一开采的,主要是抽石、疏浚,在较小的范围内,露天开采.的很大一部分矿石是用抽砾石开采的。在这种方法中,通常用拖绳或铁锹将贫瘠的覆盖层移除,并使用高压水射流将含锡砂破碎并移走。然后,一个水下的砾石泵将泥浆和水的泥浆吸出,并将其提升到一系列向下倾斜的水闸箱,或称水闸箱挡板沿着它们的长度间隔放置。当矿浆流动时,较重的矿物,包括锡石,会落到底部,而较轻的废料则会从盒子的末端流向尾矿场。周期性地停止流动,去除粗精矿。

在水源充足的地方,海拔在海平面以上的区域冲积层常因改道而被淹没,采矿挖泥船漂浮在上面。挖泥船一端有无穷无尽的斗链,用于挖掘含锡矿石并将其提升到通常位于船上的初级加工厂。矿石采用重选方法进行浓缩,包括夹具摇晃桌子。然后,浓缩物被收集到岸上进行进一步处理,而贫瘠的物质则被排到疏浚船的尾部。

锡精矿产于云南的冲积矿区东南亚虽然可能有少量的相关矿物,如黑钨矿、白钨矿和铌石,但相对不含杂质。运往冶炼厂的精矿通常含有70%至75%的锡金属。另一方面,在地下矿床中发现的复杂硫化物矿石,如玻利维亚的矿床,要求更复杂矿物加工工程,通常包括泡沫浮选,以生产干净的锡精矿。即便如此,玻利维亚的锡精矿平均也只有50%到60%。

提取和精炼

冶炼

在进行冶炼之前,复杂矿石中的低品位精矿首先在反射炉或多底炉中进行焙烧,温度在550 - 650℃(1025 - 1200°F)之间,以去除硫。根据杂质的种类和数量,会发生氧化、还原或氯化反应。在焙烧之后,经常用水或酸溶液浸出,以除去通过焙烧而溶解的杂质。

经过适当的准备后,炉料进行冶炼包括氧化锡和一些杂质,包括氧化铁,在矿物加工或焙烧过程中未被去除。

锡冶炼炉是三种基本类型之一:反射炉、高炉或电炉。通常这种操作以批处理的方式进行。

锡冶炼的原理是用碳加热,使氧化锡发生化学还原,产生锡金属二氧化碳气体。在实践中,炉料含有氧化锡精矿、无烟煤煤或焦炭形式的碳和石灰石作为助熔剂和产渣剂。

在典型的混响过程中(最常用的),炉被加热到1300 - 1400°C(2375 - 2550°F),持续约15小时,在此期间频繁搅拌,特别是在后期阶段。这一过程会产生一个熔锡池,熔锡池上方漂浮着含有大部分不必要杂质的熔渣。

在熔炼完成时,不纯锡被敲掉并铸造成大块的锡板,而渣则被铸造成大块的锡板固化倒入水箱中成颗粒。不纯的锡板进行进一步精炼,可能仍含有锡的粒状炉渣被回收。

精炼

有两种方法精炼不纯锡。火精炼是最常用的,生产锡(高达99.85%)适合一般商业用途。电解精炼用于复杂矿石的产品和生产非常高的锡品位(高达99.999%)。

一种火精炼方法被称为沸腾.在这种情况下,从冶炼厂或从液化炉取出的不纯锡(见下文),在容器或水壶中加热压缩空气.其作用是氧化杂质,杂质上升到表面形成渣滓。

另一种火精炼方法是熔融.用于处理不纯锡和熔炼的渣渣,它去除那些熔化温度比锡高的杂质。待处理的材料被放置在斜坡上在一个反射炉然后加热到刚刚超过熔点锡。锡慢慢融化,顺着山坡流下来,被收集到容器中,留下未融化的残渣在炉膛上。这些随后被清除和处理。

真空蒸馏有时用于火炼。在这个过程中,熔融的锡在高密度石墨容器中高温加热(1100到1300°C,或2000到2375°F)。应用真空,杂质在各自的沸腾温度下通过选择性蒸馏除去。

在电解精炼中,不纯锡被铸造成阳极。它们被放置在酸性电解质中,启动阴极由高纯度锡铸成的薄片制成。电解液中需要特殊的药剂才能得到密集的,紧凑的阴极沉积。经过大约一周的时间,阴极被移除。

锡通常以锭或猪的形式出售,锭是用精炼的锡铸造而成的。大多数金属锡是在矿区附近的冶炼厂生产的。

二次锡

废锡的重要来源是使用的轴承、焊锡合金或青铜。通常,不从这些废料中回收高品位锡,而是直接用含锡废料生产合金是经济的。

锡渣可以像锡精矿一样处理,并如上所述进行冶炼和精炼。电解精炼是生产二次锡的常用方法。

马口铁,无论是干净的罐头制造商的废料还是用过的罐头,都是二次锡的另一个来源。马口铁通过电解分离得到高质量的锡和干净的废钢,这些废钢被送回钢铁制造商。