專(zhuān)利名稱(chēng)：鍍錫液的回收再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在鍍錫液中、進(jìn)而在鍍錫后的水洗浴中除去累積的Fe離子以及其他有害的陽(yáng)離子，來(lái)回收、再生使用鍍錫液及電鍍導(dǎo)電助劑、錫等有用資源的方法。
以往，電鍍錫大致可分堿性生產(chǎn)線(xiàn)和酸性生產(chǎn)線(xiàn)，酸性生產(chǎn)線(xiàn)的電鍍?cè)〕３Ｊ褂名u素浴、費(fèi)羅斯坦電鍍錫鋼板浴等。另外，最近，隨著高電流密度化、不溶性陽(yáng)極化也逐漸使用了有機(jī)酸(鏈烷磺酸、鏈烷醇磺酸)浴。可是近年來(lái)，環(huán)境污染問(wèn)題愈加嚴(yán)重，對(duì)于廢液處理的規(guī)定也就愈嚴(yán)格，另外由于有機(jī)酸浴價(jià)格昂貴，所以有必要采用將電鍍生產(chǎn)線(xiàn)作成封閉系統(tǒng)以減少?gòu)U液的方法。另外為了提高電流效率和改善鍍層外觀，往往向電鍍液中加入各種高價(jià)的有機(jī)電鍍添加劑。為了防止這些高價(jià)添加劑的損失，電鍍液的回收也是不可缺少的。
可是，這種通過(guò)密閉系統(tǒng)將回收的一部分或全部廢液再返回電鍍槽的操作連續(xù)進(jìn)行下去時(shí)，則在開(kāi)放系統(tǒng)下應(yīng)與廢液一同排出系統(tǒng)外的各種雜質(zhì)會(huì)累積在電鍍液中，這樣會(huì)給電鍍產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)不良影響。特別是Fe離子，在電鍍基板(鋼板或鋼帶)進(jìn)入酸性鍍錫槽后，通電使其表面沉積金屬錫之前的預(yù)浸期間發(fā)生溶解，或者由于預(yù)處理工序的酸洗水溶液的攜帶而累積在電鍍液中。
進(jìn)而，如下式(1)所示，電鍍液中的Fe2+由于空氣氧化或者在不溶性陽(yáng)極上陽(yáng)極氧化而成為Fe3+離子。
可是當(dāng)電鍍液中存在Sn離子時(shí)，F(xiàn)e3+離子發(fā)生下式(2)的反應(yīng)，使Sn離子氧化。
這樣生成的Sn4+離子成為淤渣(SnO2)沉淀下來(lái)。為此，可以認(rèn)為鍍錫液中幾乎不存在Fe3+離子，全部是Fe2+離子。還可以認(rèn)為僅存在少量Sn4+離子，幾乎都是Sn2+離子。因此，在鍍錫液中存在Fe3+離子時(shí)，會(huì)使Sn2+離子氧化而變成淤渣，所以貴重錫的損失很大。
另外，本發(fā)明者通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Sn2+的氧化速度與Fe3+濃度的平方成正比。電鍍液中Fe離子濃度增大時(shí)，淤渣產(chǎn)生量急劇增加，帶來(lái)錫的損失、污染電鍍生產(chǎn)線(xiàn)以及由于與淤渣的接觸而使鍍層表面形狀變差等嚴(yán)重問(wèn)題。特別是在高速電鍍生產(chǎn)線(xiàn)上，由于空氣的卷入使得電鍍液的氧化加劇，這些問(wèn)題變得更為突出。因此，電鍍液中Fe離子的除去、處理非常重要。如果使用象鹵素浴那樣廉價(jià)的電鍍?cè)?，由于其電鍍液?jīng)常作為廢液扔掉，這些問(wèn)題也就不明顯。可是近年來(lái)為提高電鍍性能，逐漸使用成本高的有機(jī)浴等，若將這些電鍍液作為廢液扔掉，或更新這些電鍍液，可以說(shuō)決不是經(jīng)濟(jì)的事情，所以再生電鍍液的方法是非常需要的。
在鍍錫液中，Sn離子和Fe離子等有害陽(yáng)離子共存時(shí)，無(wú)論使用什么方法也只是優(yōu)先捕集Sn離子，而不能除去其他的Fe離子等有害陽(yáng)離子，它們?nèi)粤粼陔婂円褐?。因此，用任何一種預(yù)處理方法除去電鍍液中的Sn離子后，再除去殘留在電鍍?cè)≈械腇e離子等有害陽(yáng)離子的方法是在此之前最一般的基本思想?；谶@種思想，先有技術(shù)提出了以下方法。
在特公昭57-53880號(hào)中提出了使用能夠選擇性地吸附鍍錫液中Sn離子的螯合樹(shù)脂進(jìn)行回收后，再用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂除Fe離子等陽(yáng)離子的方法?？墒菑脑搶?zhuān)利中很明顯地看出，當(dāng)解吸吸附在螯合樹(shù)脂上的Sn離子時(shí)，由于使用用螯合樹(shù)脂處理而得到的回收酸(與電鍍導(dǎo)電助劑相同的酸)，所以為了充分地將吸附的離子解吸，使交換反應(yīng)在解吸附近進(jìn)行，需要使用回收量以上的酸(電鍍導(dǎo)電助劑)。因此，最終得到的回收鍍錫液中，由于為了穩(wěn)定地從螯合樹(shù)脂上解吸出Sn離子，需要通入大量的酸，所以與除鐵處理前的電鍍液相比含有過(guò)剩的酸。這樣一來(lái)，該電鍍液不能直接返回到電鍍槽中，必須使用一些方法除去過(guò)剩的酸。再者，Sn離子解吸時(shí)必須使用高價(jià)的導(dǎo)電助劑，所以處理成本隨之加大。另外由于需要2個(gè)樹(shù)脂塔，設(shè)備成本也提高了。
另外，特公昭61-17920號(hào)公開(kāi)了通過(guò)電解鍍錫液，經(jīng)電析除去Sn離子后，將殘液通過(guò)H型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂除去Fe離子等陽(yáng)離子的方法?？墒鞘褂么朔椒〞r(shí)，由于電解使得電鍍液中的添加劑被陽(yáng)極氧化。另外，在處理帶出液時(shí)或者Sn離子濃度極低時(shí)，電解效率下降，成本隨之增加。進(jìn)而，對(duì)于電析了的陰極的維護(hù)等也是很麻煩的，并且必須向新的浴中補(bǔ)充由于電極而失去的Sn離子，很不經(jīng)濟(jì)。
這樣選擇性地捕集Sn離子后，再除去Fe離子等陽(yáng)離子的方法，不能有效地回收用螯合樹(shù)脂法或者電析法捕集到的Sn離子。為此，這種工序中，不僅工藝的整體操作性、經(jīng)濟(jì)性不好，而且向再生電鍍液中混入了過(guò)剩酸或者Sn離子在電析時(shí)失去，造成了物料的不平衡狀態(tài)。結(jié)果在其反復(fù)操作時(shí)，電鍍液的組成會(huì)與最初的組成偏離很大，因而使之不能連續(xù)操作。因此，連續(xù)操作再生酸性鍍錫浴的方法目前尚未開(kāi)發(fā)出來(lái)，迫切希望開(kāi)發(fā)出一種經(jīng)濟(jì)性、操作性皆?xún)?yōu)的方法。
本發(fā)明的目的在于當(dāng)回收、再生鍍錫液時(shí)改善其環(huán)境衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)性及操作性。其目的特別在于提供除去鍍錫液中累積的Fe離子及其他有害陽(yáng)離子，在廉價(jià)地回收使用鍍錫液的同時(shí)，回收、再生電鍍導(dǎo)電助劑、錫等有用資源的方法。進(jìn)而，其目的在于提供可連續(xù)地反復(fù)再生鍍錫液的方法。
也就是說(shuō)，本發(fā)明的鍍錫液的回收再生方法，其特征是按以下的工序回收、再生含有Sn離子、Fe離子和有害陽(yáng)離子的鍍錫液。
a.將鍍錫液或其稀釋液通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，除去Sn離子、Fe離子和有害陽(yáng)離子后得到回收酸;
b.在吸附了Sn離子、Fe離子和有害陽(yáng)離子的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上通過(guò)酸液，再生上述交換樹(shù)脂，同時(shí)把吸附了的Sn離子、Fe離子和有害陽(yáng)離子解吸到含酸溶液中;
c.從上述b工序得到的溶液中，沉淀Sn離子，以Sn化合物的沉淀物形式分離出去，同時(shí)把Fe離子和有害陽(yáng)離子留在溶液中;
d.將上述c工序得到的Sn化合物的沉淀物，直接或還原后，再混合、溶解到上述a工序中得到的回收酸中，作為鍍錫液回收使用;
e.將上述c工序得到的含F(xiàn)e離子和有害陽(yáng)離子的溶液排出到鍍錫液系統(tǒng)外。
對(duì)于其他目的，從本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求可以一目了然。


圖1是將鍍錫設(shè)備作成密閉系統(tǒng)時(shí)，除去Fe離子等其他陽(yáng)離子、回收再生電鍍液的本發(fā)明的流程圖。
圖2表示本發(fā)明的其他例子的與圖1相同的流程圖。
以下詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
在本發(fā)明中，首先將鍍錫液、鍍錫后的帶出液、水洗液或其混合液通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。通過(guò)交換樹(shù)脂的液體也可以是鍍錫原液，但鍍錫液是強(qiáng)酸性時(shí)，會(huì)使交換樹(shù)脂的吸附性能降低，所以為了提高通過(guò)液體的pH值，希望能與帶出液和水溶液混合使用。通過(guò)液體后得到的濾液，作為含有添加劑的回收酸用于調(diào)節(jié)電鍍液以及其他用途。
在吸附了Sn離子、Fe離子等陽(yáng)離子的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上，通過(guò)通入酸液，解吸回收Sn離子、Fe離子等陽(yáng)離子后，可以再生交換樹(shù)脂。用于解吸的酸不一定與電鍍導(dǎo)電助劑相同，可使用較便宜的硫酸和鹽酸。另外，酸的濃度以10～30w/v%左右為宜。進(jìn)而，為防止電鍍液中的懸浮物沉積在交換樹(shù)脂上、防止交換樹(shù)脂的性能劣化、提高交換樹(shù)脂的壽命，在通入液體之前也可將液體進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾。對(duì)離子交換樹(shù)脂塔的操作方法沒(méi)有特殊的限制，采用一般的方法即可。
向陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中通入酸液而得到的溶液中，含有Sn離子和Fe離子，有必要從此溶液中分離出Sn離子。
本發(fā)明為了提供能夠反復(fù)操作的工藝，再次探討了以往方法中成為問(wèn)題Sn離子的選擇性捕集工序。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了兩種有力的解決方法。首先，其中的一個(gè)方法著眼于在此之前完全未曾研究過(guò)的Sn、Fe的氫氧化物的生成條件。也就是，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)提高Sn離子、Fe離子共存的酸性溶液的Ph值，pH值在3以上時(shí)，首先生成Sn的氫氧化物沉淀，進(jìn)而當(dāng)pH值達(dá)到6時(shí)，則開(kāi)始生成Fe的氫氧化物沉淀。
根據(jù)文獻(xiàn)(M.PourbaixAtlasof Electrochemical Equibria，(1966)，312頁(yè)、478頁(yè)，Pergamon Press)的報(bào)導(dǎo)，pH值在1以上時(shí)生成Sn的氫氧化物沉淀，pH值在6以上時(shí)生成Fe的氫氧化物沉淀?？墒浅恋淼娜芙舛认蛑鳩e的氫氧化物的方向變小，在此之前不曾知道實(shí)際的共存溶液的這些情況。當(dāng)分離出生成的Sn的氫氧化物沉淀后，加入酸降低pH值時(shí)，可以百分之百地溶解沉淀。這種通過(guò)控制pH值回收捕集Sn離子的方法，幾乎可以百分之百地回收Sn離子，所以與以往的方法相比具有極大的優(yōu)勢(shì)。也就是在工藝過(guò)程的一個(gè)周期內(nèi)保持了物料的平衡，所以即使反復(fù)操作也可以使電鍍液的組成不變。另外，pH值的上升、下降只要添加堿或酸就可以，所以裝置、操作都很簡(jiǎn)便，維護(hù)修養(yǎng)也可簡(jiǎn)單化進(jìn)而在經(jīng)濟(jì)上也是優(yōu)越的。
可是這個(gè)方法不能直接照搬地用在以往的除Sn工序上。其理由在于當(dāng)使電鍍液的pH值上升時(shí)，由于中和反應(yīng)會(huì)換失作為高價(jià)電鍍導(dǎo)電助劑的酸。
因此，重新考慮工藝構(gòu)成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)首先需要一個(gè)回收酸的工序。也就是在本發(fā)明的方法中，在發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)pH值選擇性地捕集Sn離子以及可以高效地回收錫的同時(shí)，為了適用這種方法，完全改變了以往技術(shù)的設(shè)想，其特征在于把同時(shí)捕集電鍍液中的Sn離子及Fe離子等有害陽(yáng)離子的工藝作為前處理工序。也就是，除去所有的陽(yáng)離子并回收酸后，用pH調(diào)節(jié)法選擇性地捕集Sn離子，進(jìn)而向Sn沉淀中加入回收酸，這樣可以幾乎百分之百地回收Sn離子。
而且，其優(yōu)點(diǎn)在于再生電鍍液的組成沒(méi)有實(shí)質(zhì)的變化，可以再次使用。
對(duì)此方法沒(méi)有特殊的限制，例如可以添加苛性鈉。另外在pH值監(jiān)控上可使用pH計(jì)。回收沉淀得到的錫的氫氧化物，可作為錫電鍍?cè)∮缅a離子供給源再次利用。作為其再使用的方法，可向沉淀物中加入酸(可能的話(huà)加入電鍍液導(dǎo)電助劑)使之溶解，得到再生電鍍液。另外，當(dāng)氫氧化物中的錫成為4價(jià)時(shí)，則生成不溶性的錫淤渣，在這種情況下也可還原沉淀物。作為還原的方法，例如在氫或一氧化碳中加熱就可以，在使其不完全還原，以氧化亞錫的形式回收時(shí)，可直接投入到電鍍液中作為補(bǔ)充的錫離子。另外如特公昭61-46528上公開(kāi)的那樣，通過(guò)將淤渣保持在還原氣氛中，也可以得到金屬錫。由于金屬錫不能直接溶解在電鍍液中，所以使用另外的溶解裝置使錫氧化成2價(jià)后，以Sn離子形式溶解在電鍍液中?？墒遣幌抻谏鲜龇椒?，也可在電鍍液中，通過(guò)還原裝置將淤渣還原成金屬錫、氧化亞錫或錫離子形式并加以溶解。
以下，作為捕集Sn離子的第二種方法是將上述含有Sn離子的溶液通過(guò)氧化處理使Sn2+離子氧化生成SnO2淤渣。另一方面，F(xiàn)e離子在酸性范圍內(nèi)由于不生成沉淀物，所以只有錫從濾液中分離出來(lái)。氧化方法，無(wú)論采用藥劑、氣體等任何方法都可以，例如，吹入空氣、氧氣，或者添加過(guò)氧化氫水的方法。用此氧化法生成的淤渣也可用與上述相同的方法還原。錫的沉淀分離不限于上述方法，分離出的錫淤渣可按與上述相同的方法還原，以氧化亞錫或者金屬錫的形式回收、再生。
含有Fe離子的酸，作為廢液直接或進(jìn)一步處理后，進(jìn)行處置。
以下，通過(guò)附圖具體地說(shuō)明本發(fā)明。
圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)例子的流程圖?；旌襄冨a槽1、2的電鍍液、帶出液槽3及水洗槽4的液體，通過(guò)過(guò)濾筒5過(guò)濾除去懸浮物后，首先通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂塔6。通過(guò)向交換樹(shù)脂塔6通過(guò)液體，可以除去Sn離子和Fe離子等陽(yáng)離子，得到含有添加劑的回收酸。接著向交換樹(shù)脂塔6中通入來(lái)自硫酸槽7的硫酸溶液，使交換樹(shù)脂再生，同時(shí)，吸附了的Sn離子和Fe離子都解吸到硫酸中。將此硫酸水溶液送到pH調(diào)節(jié)槽8中，在這里通過(guò)添加苛性鈉進(jìn)行處理，僅生成錫的氫氧化物并以沉淀形式除去。此時(shí)，溶液的pH值通過(guò)pH計(jì)(圖中未示出)經(jīng)常監(jiān)測(cè)的同時(shí)，控制液體的投入量，將溶液的pH值大約維持在3～6的范圍內(nèi)，優(yōu)選3.5～4.5。
進(jìn)而，分離出來(lái)的錫的氫氧化物在溶解槽9中與回收酸混合，使之溶解，作為電鍍液再生。未能溶解的不溶性錫成分，在還原裝置10中進(jìn)行處理，再生為氧化亞錫或金屬錫。氧化亞錫可直接地、而金屬錫則要在溶解裝置12中氧化至2價(jià)后，分別以Sn離子形式溶解、回收到電鍍液中。另一方面，含鐵離子的硫酸水溶液，直接地或者經(jīng)過(guò)中和處理后棄掉。向陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中通液的空間速度(SV)為1～10。通過(guò)一系列的工序，在從電鍍液中除去Fe離子的同時(shí)，又可以回收高價(jià)的電鍍導(dǎo)電助劑(酸)和錫。
圖2表示了本發(fā)明的另外一個(gè)例子的流程圖?；旌襄冨a槽1、2的電鍍液、帶出液槽3及水洗槽4的液體，通過(guò)過(guò)濾筒5過(guò)濾除去懸浮物后，首先通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂塔6。通過(guò)向交換樹(shù)脂塔6中通液，可除去Sn離子和Fe離子等陽(yáng)離子，得到含有添加劑的回收酸。接著向交換樹(shù)脂塔6中通入來(lái)自硫酸槽7的硫酸溶液，在再生交換樹(shù)脂的同時(shí)，將吸附了的Sn離子和Fe離子解吸到硫酸中。將此硫酸水溶液送到氧化槽11進(jìn)行氧化處理，僅沉淀除去生成的錫淤渣。進(jìn)而將分離出的錫淤渣。進(jìn)而將分離出的錫淤渣送到還原裝置10中，通過(guò)還原處理，再生為氧化亞錫或者金屬錫。得到的氧化亞錫在溶解槽9中與回收酸混合，使之溶解，作為電鍍液再生。另外，金屬錫通過(guò)與圖1同樣的溶解裝置被氧化，以Sn離子形式溶解、回收到電鍍液中。
另一方面，含F(xiàn)e離子的硫酸水溶液被中和后棄掉。向陽(yáng)離子交換樹(shù)脂通液的空間速度(SV)為1～10。通過(guò)這一系列工序可除去電鍍液中的Fe離子，同時(shí)又可以幾乎百分之百地回收高價(jià)的電鍍導(dǎo)電助劑(酸)和離子形式的錫，所以可以保持物料平衡，并能連續(xù)操作。
以下，通過(guò)實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1使用圖1所示設(shè)備除去鍍錫液中的Fe離子及其他陽(yáng)離子。在發(fā)明例1～3中使用含有異丙醇磺酸、Sn離子、Fe離子以及電鍍添加劑的鍍錫液，在發(fā)明例4和5中用苯磺酸代替異丙醇磺酸。
混合鍍錫液和帶出液，將0.1m3(酸濃度0.5kmol/m3，酸量(換算成硫酸)10kg)混合液通過(guò)過(guò)濾筒5后，以空間速度SV4通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(三菱化成(株)制代雅(ダイヤ)離子SK1B)0.08m3，除去陽(yáng)離子后，得到10kg回收酸。另一方面，向吸附了陽(yáng)離子的樹(shù)脂中通入0.2m310w/v%的硫酸溶液，使交換樹(shù)脂再生。進(jìn)而向得到的含有Sn離子和Fe離子的水溶液中逐漸添加約0.3m3的苛性鈉(1當(dāng)量水溶液)，將溶液的pH值調(diào)到4，得到錫的氫氧化物沉淀。將其分離后，與回收酸混合，使之溶解，得到約0.1m3的再生電鍍液。不能溶解的成為淤渣錫成分收集起來(lái)，在空氣中、600℃下保持1小時(shí)，使雜質(zhì)燃燒掉。繼續(xù)在還原氣氛中(10%氫，其余是氮)、850℃下保持50小時(shí)，結(jié)果回收了0.1kg氧化亞錫，進(jìn)而將其制成粉末，再加入到鍍錫液中，使之溶解，得到回收。
處理液中Sn離子量、Fe離子量、酸量的變化如表1所示，本實(shí)施例中使用的交換樹(shù)脂如表2所示。
通過(guò)向發(fā)明例1及4的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中通入幾乎與電鍍?cè)簼舛认嘟囊后w，可有效地除去Sn離子、Fe離子及其他陽(yáng)離子，而得到回收酸。另外，向此交換樹(shù)脂中通過(guò)10%硫酸再生交換樹(shù)脂的同時(shí)，得到含有Sn離子、Fe離子的硫酸水溶液。進(jìn)而向此水溶液中添加苛性鈉，Sn離子以錫的氫氧化物形式沉淀下來(lái)并分離出后，與回收酸混合，使之溶解，得到再生電鍍液。不溶解的錫成分在空氣中焙燒，燃燒掉雜質(zhì)后，在還原氣氛中還原，回收氧化亞錫0.1kg，進(jìn)而將其制成粉末，加入到電鍍?cè)≈腥芙饣厥铡?br> 發(fā)明例5中，鍍錫液中混入的Cr3+離子(Cr6+將Sn2+離子氧化，且被還原成Cr3+)與Fe2+離子同樣被除去。
另外，在發(fā)明例2及3中，分別向陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中通入用純水將電鍍?cè)合♂尦?倍及10倍的液體(液體量分別是0.3、1.0m3)，結(jié)果在交換樹(shù)脂上的陽(yáng)離子吸附量比發(fā)明例1增大。再者，與發(fā)明例1相同，得到回收酸、再生電鍍液及氧化亞錫。

發(fā)明例2及3中，將回收酸分別濃縮到3倍及10倍，得到與電鍍液組成相同濃度的液體后，用于錫的氫氧化物的溶解或者電鍍液的調(diào)節(jié)。
比較例1中，使用螯合樹(shù)脂代替陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，通過(guò)電鍍液后，F(xiàn)e離子不能被吸附而殘留在回收酸中，因而不能除去Fe離子。在比較例2中，對(duì)再生陽(yáng)離子交換樹(shù)脂時(shí)得到的含有Sn離子、Fe離子的硫酸水溶液，用苛性鈉調(diào)節(jié)其pH值時(shí)，由于將溶液的pH值調(diào)到8以上，所以不僅生成了錫的氫氧化物，也生成了鐵的氫氧化物沉淀，所以不能達(dá)到分離錫、除去Fe離子的目的。
實(shí)施例2使用圖2所示的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，除去鍍錫液中的Fe離子及其他陽(yáng)離子。鍍錫液中含有異丙醇磺酸、Sn離子、Fe離子及電鍍添加劑。
將電鍍液和帶出液混合后得到的0.1m3(酸濃度0.5kmol/m3，酸量(換算成硫酸)10kg)液體通過(guò)過(guò)濾筒5后，以SV4的空間速度通過(guò)0.08m3的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(三菱化成(株)制代雅離子SK1B)，得到除去陽(yáng)離子的回收酸(酸量10kg)。另一方面，向吸附了陽(yáng)離子的交換樹(shù)脂中通過(guò)0.2m310w/v%的硫酸溶液，使交換樹(shù)脂再生。進(jìn)而，向得到的含有Sn離子和Fe離子的硫酸水溶液中吹入氧氣(流速3m3/小時(shí)，吹入時(shí)間50小時(shí))，得到錫淤渣(SnO2)的沉淀3.8kg。將其在空氣中、600℃下保持1小時(shí)，燃燒掉雜質(zhì)。繼續(xù)在還原氣氛(含氫10%，其他是氮)、850℃下保持50小時(shí)，回收得到氧化亞錫3.0kg、金屬錫0.3kg，再將氧化亞錫制成粉末，與回收酸混合，使之溶解，得到再生電鍍液0.1m3，金屬錫鑄造后，以錫陽(yáng)極形式得到再生。處理液中的Sn離子量、Fe離子量、酸量的變化如表3所示，本實(shí)施例所使用的交換樹(shù)脂如表4所示。
發(fā)明例6、7中，通過(guò)向陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中通入電鍍液的稀釋液，有效地除去Sn離子、Fe離子及其他陽(yáng)離子，得到回收酸。另外，向此交換樹(shù)脂中通入10%硫酸再生交換樹(shù)脂的同時(shí)，得到含有Sn離子、Fe離子的硫酸水溶液。進(jìn)而，向此水溶液中吹入氧氣，或者添加過(guò)氧化氫水，Sn離子以錫淤渣(SnO2)形式沉淀下來(lái)并分離后，在空氣中焙燒，燃燒掉雜質(zhì)后，在還原氣氛中還原，大部分以氧化亞錫形式回收。進(jìn)而將其制成粉末，與回收酸混合，使之溶解，得到再生電鍍液。
比較例3中，用螯合樹(shù)脂代替陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，向其中通電鍍液，F(xiàn)e離子不能被吸附而殘留在回收酸中，所以不能除去Fe離子。比較例4是將電鍍液直接氧化，欲使之生成錫淤渣，但由于電鍍液中的添加劑(防氧化劑)的作用而抑制了氧化，結(jié)果未生成淤渣。

實(shí)施例3將先有技術(shù)(特公昭57-53 880及特公昭61-17920)公開(kāi)的方法和本發(fā)明的方法反復(fù)連續(xù)操作10次，求出電鍍液中的物料平衡。
從鍍錫槽(1m3)中取出0.1m3鍍錫液，按照不同的方法除去Fe離子及其他陽(yáng)離子后，將再生了的0.1m3電鍍液返回到鍍錫槽中的過(guò)程作為1個(gè)周期，如此反復(fù)操作10次時(shí)電鍍槽中的組成如表5所示。本發(fā)明中，只是除去了電鍍液中的Fe離子，使電鍍液再生。而在比較例1(先有技術(shù)特公昭57-53880)中，雖然Fe離子被除去，可是當(dāng)從螯合樹(shù)脂回Sn離子時(shí)，使用的過(guò)剩的酸累積在電鍍槽中，所以電鍍槽4的物料不能達(dá)到平衡。在比較例2(先有技術(shù)特公昭61-17920)中，雖然Fe離子被除去，但Sn離子因電析全部損失。而且在電解時(shí)，電鍍添加劑由于部分被氧化改變性質(zhì)而減少。
本發(fā)明提供了有效地除去鍍錫液中Fe離子及其他陽(yáng)離子，回收再生電鍍導(dǎo)電助劑、錫等有用資源的方法。所以本發(fā)明非常有助于節(jié)約資源、節(jié)約能源，進(jìn)而由于鍍錫設(shè)備是密閉系統(tǒng)，所以在減少電鍍液的更換、保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生方面也極其有效。

權(quán)利要求
1.鍍錫液的回收再生方法，其特征是按以下的工序回收、再生含有Sn離子、Fe離子和有害陽(yáng)離子的鍍錫液；a.將鍍錫液或其稀釋液通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，除去Sn離子、Fe離子和有害陽(yáng)離子后得到回收酸；b.在吸附了Sn離子、Fe離子和有害陽(yáng)離子的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上通過(guò)酸液，再生上述交換樹(shù)脂的同時(shí)，把吸附的Sn離子、Fe離子和有害陽(yáng)離子解吸到含酸溶液中；c.從上述b工序得到的溶液中，沉淀Sn離子，以Sn化合物的沉淀物形式分離，同時(shí)把Fe離子和有害陽(yáng)離子留在溶液中；d.將上述c工序得到的Sn化合物的沉淀物，直接或還原后，再混合、溶解到上述a工序中得到的回收酸中，作為鍍錫液回收使用；e.將上述c工序得到的含F(xiàn)e離子和有害陽(yáng)離子的溶液排出到鍍錫液系統(tǒng)外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的鍍錫液的回收再生方法，其特征是上述b工序中通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的酸液濃度是10～30w/v%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的鍍錫液的回收再生方法，其特征是向上述b工序中得到的溶液中加入堿，使Sn離子沉淀分離出來(lái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3記載的鍍錫液的回收再生方法，其特征是在向含有上述陽(yáng)離子的溶液中加入堿時(shí)，控制溶液的pH值為3～6。
5.根據(jù)權(quán)利要求3記載的鍍錫液的回收再生方法，其特征是在混合上述回收酸和Sn化合物的沉淀物時(shí)，將未能溶解的錫成分通過(guò)還原處理，以氧化亞錫和/或金屬錫的形式再生。
6.根據(jù)權(quán)利要求1記載的鍍錫液的回收再生方法，其特征是在上述c工序中，通過(guò)將得到的含有陽(yáng)離子的溶液氧化，沉淀分離出Sn離子，還原得到的Sn化合物的沉淀物并回收，再向其中加入上述回收酸，使之溶解而作為鍍錫液回收使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鍍錫液的回收再生方法，該方法可有效地除去鍍錫液中累積的鐵離子及其他有害陽(yáng)離子，并在廉價(jià)地回收使用鍍錫液的同時(shí)，回收、再生電鍍導(dǎo)電助劑、錫等有用資源。該方法在環(huán)境衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)性及操作性方面均有極大改善。該方法還可連續(xù)操作。
文檔編號(hào)C25D21/22GK1096332SQ9410333
公開(kāi)日1994年12月14日 申請(qǐng)日期1994年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月22日
發(fā)明者赤尾謙一郎, 緒方一, 菊地利裕, 望月一雄, 大和康二 申請(qǐng)人:川崎制鐵株式會(huì)社