錫化學(xué)符號(hào)Sn熔點(diǎn)231℃沸點(diǎn)2260℃具有熔點(diǎn)低，質(zhì)地柔軟展性強(qiáng)的特點(diǎn)，主要被用于制造焊錫、錫絲、錫板、錫條、錫箔等產(chǎn)品，由于錫的低熔點(diǎn)所以對(duì)冶煉的窯爐，要求并不是很?chē)?yán)格，在一些地方比如云南、貴州等還有在使用鼓風(fēng)爐、燃燒爐或者是小電爐等設(shè)備在進(jìn)行錫的重熔冶煉。
錫的冶煉有兩種一種是原礦冶煉，采用錫精礦在電爐內(nèi)進(jìn)行還原分解，這種屬于大型冶煉。一種就是回收一些錫渣、或者是廢舊的含錫金屬在小作坊內(nèi)用比較落后的窯爐進(jìn)行重熔冶煉，今天我們主要分析再使用錫渣冶煉時(shí)爐內(nèi)使用鉻剛玉磚的化學(xué)反應(yīng)模擬，以證實(shí)鉻剛玉磚的適用性。
錫渣與鉻剛玉磚反應(yīng)的物相組成、液相組成與反應(yīng)速率的關(guān)系分別如圖1、圖2所示。圖1是1400℃時(shí)鉻剛玉磚和錫冶煉渣反應(yīng)時(shí)的物相變化與反應(yīng)速率的關(guān)系圖。從圖1可以看出，當(dāng)<A>值為0時(shí)，液相含量約為0.89，說(shuō)明1400℃下?tīng)t渣成分未完全變成液相。隨著<A>值增大，爐渣中的Fe203、AL203與鉻剛玉首先發(fā)生反應(yīng)生成FeAL204；之后莫來(lái)石相、CaAL2Si208相(鈣長(zhǎng)石)和Mg4AL10Si2023(假藍(lán)寶石)相生成且含量逐漸增多，當(dāng)<A>值到0.4時(shí)各個(gè)物相的含量達(dá)到最大值而液相含量降到最低。與此同時(shí)隨著<A>值越來(lái)越大AL203急劇增加，說(shuō)明爐渣對(duì)鉻剛玉磚的侵蝕減弱，莫來(lái)石相、CaAL2Si208相和Mg4AL10Si2023相含量逐漸減少。當(dāng)<A>值為0.6時(shí)FeAL204含量達(dá)到最大。當(dāng)<A>值為0.8時(shí)Cr203開(kāi)始出現(xiàn)。
圖2是1400℃時(shí)鉻剛玉磚和錫冶煉渣反應(yīng)時(shí)液相成分與反應(yīng)速率Alpha的關(guān)系圖。從圖2可以看出，隨著Alpha值增加，液相中各種氧化物(Fe203、CaO、AL203、Ti02、Si02、MgO)都呈下降趨勢(shì)，其中Si02下降速率最快，AL203含量在<A>值大于0.2時(shí)迅速下降。結(jié)合圖1可知液相中各氧化物與鉻剛玉磚發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致液相中氧化物含量迅速下降，當(dāng)<A>值大于O.4時(shí)，由于爐渣侵蝕能力下降，爐渣沿著大顆粒邊緣和顆粒空隙對(duì)鉻剛玉磚基質(zhì)侵蝕，因此爐渣中各氧化物
含量有所上升，但隨著侵蝕的進(jìn)行氧化物含量逐漸降低。以上模擬結(jié)果表明，錫冶煉渣侵蝕鉻剛玉磚時(shí)，錫冶煉熔渣對(duì)鉻剛玉磚進(jìn)行侵蝕時(shí)爐渣中的Fe203最先與鉻剛玉磚反應(yīng)生成FeCr204；熔渣中各氧化物的消耗主要集中在反應(yīng)區(qū)域、在侵蝕滲透區(qū)域消耗較少。說(shuō)明鉻剛玉磚在錫渣冶煉爐內(nèi)的侵蝕實(shí)驗(yàn)是成功的，是可以選用的材料。