專利名稱：鍍錫廢料中錫回收的方法及其專用加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從鍍錫廢料中回收錫，尤其是從鍍錫銅線中回收錫的方法，及該方法的專用加熱爐。
背景技術(shù)：
錫的熔點(diǎn)為232℃，極富延展性，耐蝕性好，常用于其他金屬特別是銅的電鍍。隨著我國(guó)工業(yè)化的飛速發(fā)展，工業(yè)用鍍鋅銅件被大量使用，隨之而來的鍍錫銅件被廢棄的現(xiàn)象大量存在，再加上國(guó)際銅錫資源價(jià)格高居不下，回收銅錫等再生資源會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)產(chǎn)生顯著的效益。目前，從鍍錫廢料中回收錫的工業(yè)方法有以下幾種1真空加熱法將鍍錫銅件打捆放入真空電爐中，利用銅錫的熔點(diǎn)不同(錫的熔點(diǎn)為232℃，銅的熔點(diǎn)為1083℃)將其加熱至300℃左右，使其表面的錫熔化并滴到爐底，匯集后回收。顯然，應(yīng)用真空電爐成本高，經(jīng)濟(jì)效益不好，但若不用真空電爐而用一般電爐，銅容易被空氣氧化。而銅又往往在鍍錫銅件中占了主要成分，故生產(chǎn)效果并不好。
2硫酸和硫酸銅混合加熱法根據(jù)中山大學(xué)雷勇強(qiáng)等人的研究(《有色金屬(冶金部分)》2004年第六期)，可配置置換反應(yīng)液組，該液組的組成為含CuSO4 30g/L、95％-98％的濃硫酸100mL/L，放入鍍錫銅件后，由Arrennius公式推算出來和經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的處理溫度均為50-60℃，而且錫是以SnO2粉末的方式來回收的，不僅純度高而且回收率也高。但該方法并不適合于工業(yè)應(yīng)用，濃硫酸加熱使操作的難度加大，并且最終產(chǎn)物會(huì)污染環(huán)境。
3電化學(xué)法利用滾筒退鍍、提籃退鍍等設(shè)備進(jìn)行電化學(xué)退鍍。此法可在不侵蝕銅基體的情況下獲得純度為99.9％的錫，但由于是電化學(xué)退鍍，耗能極大，且電解加工設(shè)備價(jià)格昂貴，總體成本過高。
4油浴法專利號(hào)為01105413.1的中國(guó)專利《從鍍錫、浸錫和焊錫的金屬?gòu)U料回收錫的方法及其裝置》中用煤油作為銅錫分離的介質(zhì)，并加熱到280℃-310℃左右。由于煤油在加熱時(shí)，易被人體吸入，造成神經(jīng)性中毒，此法操作性較差。
此外還有一種鹽浴脫錫的方法。雖然也有不少研究人員提出過各種各樣的鹽浴配方，但都存在著環(huán)境溫度高(多為中高溫鹽浴)、熔鹽重復(fù)利用性差、操作危險(xiǎn)性大(尤其是硝酸鹽鹽浴)等不足。這在一定程度上限制了鹽浴法在工業(yè)中的應(yīng)用。申請(qǐng)?zhí)枮?5111809.9的中國(guó)專利《一種鍍錫銅線廢料和錫鋁廢渣的再生工藝及用裝置》中使用的熔鹽還原劑是碳粉，碳粉防老化效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有從鍍錫廢料中回收錫的各種方法存在的脫錫效果差、操作難度大、設(shè)備成本高、環(huán)境污染等問題，本發(fā)明提供一種環(huán)境溫度低、成本低、效果好的鍍錫廢料中錫回收的方法。同時(shí)提供一種用于該方法的專用加熱爐。
本發(fā)明的鍍錫廢料中錫回收的方法是(1)按質(zhì)量比取NaCl∶ZnCl2∶石墨片∶硅膠＝20∶66∶12∶2，將其中的NaCl和ZnCl2混合均勻制成混合鹽，將混合鹽在100℃-110℃下烘干2小時(shí)-5小時(shí)；(2)將石墨片和硅膠與烘干后的混合鹽均勻混合，成為熔鹽介質(zhì)，然后將熔鹽介質(zhì)加熱至300℃-370℃，使其完全熔化；(3)將鍍錫廢料放入上述熔化的熔鹽介質(zhì)中，鍍錫廢料中的錫化為錫液沉淀，然后排出，凝固成形。
上述熔鹽介質(zhì)中ZnCl2是主要成分(ZnCl2易潮解，故使用前必須烘干)，其熔點(diǎn)為283℃。NaCl的加入一方面是為了降低成本(ZnCl2的價(jià)格較NaCl高)，另一方面也可以降低熔鹽介質(zhì)的熔點(diǎn)，進(jìn)而減少加熱能耗，節(jié)約資源。當(dāng)NaCl與ZnCl2質(zhì)量比為20∶66時(shí)，熔鹽介質(zhì)有低共熔點(diǎn)262℃，為防止熔鹽老化，須給熔鹽提供一個(gè)還原性環(huán)境。本發(fā)明的方法應(yīng)用碎石墨片作為防老化劑。硅膠的吸水性強(qiáng)，且吸水后變藍(lán)色，可指示ZnCl2中水分，同時(shí)和石墨片配合提供還原環(huán)境，具有環(huán)境溫度低、成本低、效果好的特點(diǎn)。
本發(fā)明的鍍錫廢料中錫回收專用加熱爐采用以下技術(shù)方案該專用加熱爐包括圓柱筒型殼體和加熱器，殼體安裝在加熱器上，殼體內(nèi)部粘附耐火材料，殼體側(cè)面設(shè)置保護(hù)氣入口和熱電偶，殼體上端設(shè)有密封蓋，殼體下部設(shè)有窺視孔，殼體底面呈3-5°傾斜，殼體最低處設(shè)有放流口，殼體內(nèi)部設(shè)有2-3層銅網(wǎng)，兩層銅網(wǎng)之間設(shè)置碎石墨片及硅膠顆粒，銅網(wǎng)孔徑小于兩種顆粒的直徑。多層銅網(wǎng)的設(shè)計(jì)能回收銅屑，使分離效果更好。
上述加熱爐能夠控制加熱溫度以及保證脫錫效果，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，成本低廉。


附圖是本發(fā)明的鍍錫廢料中錫回收專用加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、殼體，2、襯里，3、保護(hù)氣入口，4、熱電偶，5、密封蓋，6、窺視孔，7、放流口，8、第一層銅網(wǎng)，9、第二層銅網(wǎng)，10、第三層銅網(wǎng)，11、碎石墨片及硅膠顆粒，12、電阻加熱爐，13、打捆鍍錫廢料，14、掛鉤，15、熔鹽介質(zhì)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明采用的鍍錫廢料中錫回收專用加熱爐的結(jié)構(gòu)如附圖所示，包括圓柱筒型殼體1和電阻加熱爐12。殼體1安裝在電阻加熱爐12的上面。殼體1采用鍋爐鋼板制作，殼體1的外壁焊接3-5個(gè)掛鉤14，可與另外的保持架配合保持整體垂直。殼體1的內(nèi)部粘附耐火材料襯里2，以保護(hù)殼體防止變形。殼體1側(cè)面設(shè)置保護(hù)氣入口3和熱電偶4，由保護(hù)氣入口3向殼體內(nèi)輸入氮?dú)獾榷栊詺怏w，防止加熱中金屬氧化。熱電偶4用于檢測(cè)殼體1內(nèi)溫度，根據(jù)檢測(cè)的溫度，可由單片機(jī)控制電阻加熱爐12的運(yùn)行。殼體1上端設(shè)有密封蓋5，向殼體內(nèi)加入熔鹽介質(zhì)15和打捆鍍錫廢料13后關(guān)閉該密封蓋。殼體1下部設(shè)有窺視孔6，以觀察錫液的情況。殼體1的底面呈3-5°傾斜，最低處設(shè)有放流口7。殼體1內(nèi)部設(shè)有第一層銅網(wǎng)8、第二層銅網(wǎng)9、第三層銅網(wǎng)10，第一層銅網(wǎng)8和第二層銅網(wǎng)9之間設(shè)置碎石墨片及硅膠顆粒11，銅網(wǎng)孔徑小于兩種顆粒的直徑。
通過行列式鍵盤設(shè)定溫度闕值上限為370℃，闕值下限為300℃，保溫溫度為345℃，然后將混合均勻的熔鹽介質(zhì)15配料倒入殼體1中。然后熱電偶4開始采集殼體1內(nèi)的溫度并傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，通過控制電路控制電阻加熱爐12的運(yùn)行，以控制整個(gè)爐溫。將鍍錫廢料打捆，吊裝入熔鹽里，放在第一層銅網(wǎng)8上，熔化的錫就會(huì)穿過銅網(wǎng)孔匯集到殼體1底部。當(dāng)錫液面升高到窺視孔處時(shí)，打開放流口7，讓錫液流出后鑄錠。若生產(chǎn)規(guī)模較大，則錫液的自由流動(dòng)及鍍錫銅件的旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)也是可以根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的自動(dòng)化控制程度來適當(dāng)擴(kuò)展可以用光電管來檢測(cè)錫液的液面；把放流口換成耐高溫的陶瓷式電磁閥，電磁閥的開啟在單片機(jī)中由光電管對(duì)管外部中斷負(fù)觸發(fā)而產(chǎn)生；物件的攪拌可以通過直流減速電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
以下給出幾個(gè)具體的實(shí)施實(shí)例。
實(shí)施例1(1)將NaCl、ZnCl2分別研磨，稱取24gNaCl、80gZnCl2(質(zhì)量比為20∶66)，摻和組成1mol ZnCl2-NaCl混合鹽。將混合鹽攪拌均勻，放入烘干機(jī)中在100℃-110℃下烘干2小時(shí)-5小時(shí)；(2)分別取質(zhì)量為15g的碎石墨片和質(zhì)量為3g的硅膠顆粒與烘干好的混合鹽均勻混合，成為熔鹽介質(zhì)，然后將熔鹽介質(zhì)置于專用加熱爐內(nèi)加熱至300℃--370℃，以在345℃左右最好，此時(shí)混合鹽已完全熔化并具有一定流動(dòng)性。加熱前加熱爐內(nèi)輸入氮?dú)狻?br> (3)截取一段質(zhì)量為23.9619g的標(biāo)準(zhǔn)銅網(wǎng)線(當(dāng)作鍍錫廢料)并剪開，置于熔化的混合鹽中，保溫8-10分鐘后取出并立刻置于溫水中冷卻；(4)將冷卻后的銅網(wǎng)線放入烘干機(jī)中在100℃-110℃下烘干2小時(shí)，后稱重為23.5708g。標(biāo)準(zhǔn)銅網(wǎng)線中Cu重占98.3％，Sn重占1.7％，則該銅網(wǎng)線中含錫總量為0.4073g，實(shí)際脫離出的錫占0.3911g，脫錫率為96.023％。
實(shí)施例2步驟(1)、(2)與實(shí)施例1一樣。
(3)截取一段質(zhì)量為20.5171g的標(biāo)準(zhǔn)銅網(wǎng)線并剪開，置于熔鹽中保溫8-10分鐘后取出并立刻置于溫水中冷卻；(4)將冷卻后的銅網(wǎng)線放入烘干機(jī)中在100℃-110℃下烘干2h，后稱重為20.1786g。標(biāo)準(zhǔn)銅網(wǎng)線中Cu重占98.3％，Sn重占1.7％，則該銅線中含錫總量為0.3488g，實(shí)際脫離出的錫為0.3385g，脫錫率為97.047％。
實(shí)施例3步驟(1)、(2)與實(shí)施例1一樣。
(3)截取一段質(zhì)量為23.8162g的標(biāo)準(zhǔn)銅網(wǎng)線并剪開，置于熔鹽中保溫8-10min后取出并立刻置于溫水中冷卻；(4)將冷卻后的銅網(wǎng)線放入烘干機(jī)中在100℃-110℃下烘干2h，后稱重為23.4184g。標(biāo)準(zhǔn)銅網(wǎng)線中Cu重占98.3％，Sn重占1.7％，則該銅線中含錫總量為0.4049g，實(shí)際脫離出的錫為0.3978g，脫錫率為98.246％。
打包的鍍錫銅件在熔鹽中一般停留15-20分鐘，但根據(jù)鍍錫銅件的規(guī)格可作適當(dāng)調(diào)整。如一般絞線的絡(luò)合處的錫難以剝離，需停留的時(shí)間就要長(zhǎng)些。另外剝離錫層后的銅件應(yīng)迅速放入溫水中，不宜用冷水，因?yàn)槔渌畷?huì)引起銅件表面冷熱交替，容易出現(xiàn)表面裂紋，增大銅件脆性，不利于回收再加工。當(dāng)熔融介質(zhì)減少到難以維持正常生產(chǎn)時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充即可。
權(quán)利要求
1.一種鍍錫廢料中錫回收的方法，其特征是包括以下步驟(1)按質(zhì)量比取NaCl∶ZnCl2∶石墨片∶硅膠＝20∶66∶12∶2，將其中的NaCl和ZnCl2混合均勻制成混合鹽，將混合鹽在100℃-110℃下烘干2小時(shí)-5小時(shí)；(2)將石墨片和硅膠與烘干后的混合鹽均勻混合，成為熔鹽介質(zhì)，然后將熔鹽介質(zhì)加熱至300℃--370℃，使其完全熔化；(3)將鍍錫廢料放入上述熔化的熔鹽介質(zhì)中，鍍錫廢料中的錫化為錫液沉淀，然后排出，凝固成形。
2.一種鍍錫廢料中錫回收專用加熱爐，其特征在于包括圓柱筒型殼體和加熱器，殼體安裝在加熱器上，殼體內(nèi)部粘附耐火材料，殼體側(cè)面設(shè)置保護(hù)氣入口和熱電偶，殼體上端設(shè)有密封蓋，殼體下部設(shè)有窺視孔，殼體底面呈3-5°傾斜，殼體最低處設(shè)有放流口，殼體內(nèi)部設(shè)有2-3層銅網(wǎng)，兩層銅網(wǎng)之間設(shè)置碎石墨片及硅膠顆粒，銅網(wǎng)孔徑小于兩種顆粒的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍍錫廢料中錫回收專用加熱爐，其特征在于所述加熱器為電阻加熱器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鍍錫廢料中錫回收的方法。該方法方法是(1)按質(zhì)量比取NaCl∶ZnCl
文檔編號(hào)C22B25/00GK101067168SQ20071001490
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者湯盛文, 相楠, 黃藝華, 孫康寧, 趙曼佟 申請(qǐng)人:湯盛文