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
技術領域：
本發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：
錫的熔點為232℃，極富延展性，耐蝕性好，常用于其他金屬特別是銅的電鍍。隨著我國工業化的飛速發展，工業用鍍鋅銅件被大量使用，隨之而來的鍍錫銅件被廢棄的現象大量存在，再加上國際銅錫資源價格高居不下，回收銅錫等再生資源會對經濟和社會產生顯著的效益。目前，從鍍錫廢料中回收錫的工業方法有以下幾種1真空加熱法將鍍錫銅件打捆放入真空電爐中，利用銅錫的熔點不同(錫的熔點為232℃，銅的熔點為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，應用真空電爐成本高，經濟效益不好，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，故生產效果并不好。
2硫酸和硫酸銅混合加熱法根據中山大學雷勇強等人的研究(《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公式推算出來和經實驗測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應用，濃硫酸加熱使操作的難度加大，并且最終產物會污染環境。
3電化學法利用滾筒退鍍、提籃退鍍等設備進行電化學退鍍。此法可在不侵蝕銅基體的情況下獲得純度為99.9％的錫，但由于是電化學退鍍，耗能極大，且電解加工設備價格昂貴，總體成本過高。
4油浴法專利號為01105413.1的中國專利《從鍍錫、浸錫和焊錫的金屬廢料回收錫的方法及其裝置》中用煤油作為銅錫分離的介質，并加熱到280℃-310℃左右。由于煤油在加熱時，易被人體吸入，造成神經性中毒，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，但都存在著環境溫度高(多為中高溫鹽浴)、熔鹽重復利用性差、操作危險性大(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中的應用。申請號為95111809.9的中國專利《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。
發明內容
針對現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、設備成本高、環境污染等問題，本發明提供一種環境溫度低、成本低、效果好的鍍錫廢料中錫回收的方法。同時提供一種用于該方法的專用加熱爐。
本發明的鍍錫廢料中錫回收的方法是(1)按質量比取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-5小時；(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，然后將熔鹽介質加熱至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。
上述熔鹽介質中ZnCl2是主要成分(ZnCl2易潮解，故使用前必須烘干)，其熔點為283℃。NaCl的加入一方面是為了降低成本(ZnCl2的價格較NaCl高)，另一方面也可以降低熔鹽介質的熔點，進而減少加熱能耗，節約資源。當NaCl與ZnCl2質量比為20∶66時，熔鹽介質有低共熔點262℃，為防止熔鹽老化，須給熔鹽提供一個還原性環境。本發明的方法應用碎石墨片作為防老化劑。硅膠的吸水性強，且吸水后變藍色，可指示ZnCl2中水分，同時和石墨片配合提供還原環境，具有環境溫度低、成本低、效果好的特點。
本發明的鍍錫廢料中錫回收專用加熱爐采用以下技術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，殼體內部粘附耐火材料，殼體側面設置保護氣入口和熱電偶，殼體上端設有密封蓋，殼體下部設有窺視孔，殼體底面呈3-5°傾斜，殼體最低處設有放流口，殼體內部設有2-3層銅網，兩層銅網之間設置碎石墨片及硅膠顆粒，銅網孔徑小于兩種顆粒的直徑。多層銅網的設計能回收銅屑，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，結構簡單，便于加工，成本低廉。
附圖是本發明的鍍錫廢料中錫回收專用加熱爐的結構示意圖。
其中1、殼體，2、襯里，3、保護氣入口，4、熱電偶，5、密封蓋，6、窺視孔，7、放流口，8、第一層銅網，9、第二層銅網，10、第三層銅網，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。
具體實施例方式
本發明采用的鍍錫廢料中錫回收專用加熱爐的結構如附圖所示，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個掛鉤14，可與另外的保持架配合保持整體垂直。殼體1的內部粘附耐火材料襯里2，以保護殼體防止變形。殼體1側面設置保護氣入口3和熱電偶4，由保護氣入口3向殼體內輸入氮氣等惰性氣體，防止加熱中金屬氧化。熱電偶4用于檢測殼體1內溫度，根據檢測的溫度，可由單片機控制電阻加熱爐12的運行。殼體1上端設有密封蓋5，向殼體內加入熔鹽介質15和打捆鍍錫廢料13后關閉該密封蓋。殼體1下部設有窺視孔6，以觀察錫液的情況。殼體1的底面呈3-5°傾斜，最低處設有放流口7。殼體1內部設有第一層銅網8、第二層銅網9、第三層銅網10，第一層銅網8和第二層銅網9之間設置碎石墨片及硅膠顆粒11，銅網孔徑小于兩種顆粒的直徑。
通過行列式鍵盤設定溫度闕值上限為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15配料倒入殼體1中。然后熱電偶4開始采集殼體1內的溫度并傳遞給單片機，單片機輸出控制信號，通過控制電路控制電阻加熱爐12的運行，以控制整個爐溫。將鍍錫廢料打捆，吊裝入熔鹽里，放在第一層銅網8上，熔化的錫就會穿過銅網孔匯集到殼體1底部。當錫液面升高到窺視孔處時，打開放流口7，讓錫液流出后鑄錠。若生產規模較大，則錫液的自由流動及鍍錫銅件的旋轉攪動也是可以根據生產規模的自動化控制程度來適當擴展可以用光電管來檢測錫液的液面；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中由光電管對管外部中斷負觸發而產生；物件的攪拌可以通過直流減速電機來實現。
以下給出幾個具體的實施實例。
實施例1(1)將NaCl、ZnCl2分別研磨，稱取24gNaCl、80gZnCl2(質量比為20∶66)，摻和組成1mol ZnCl2-NaCl混合鹽。將混合鹽攪拌均勻，放入烘干機中在100℃-110℃下烘干2小時-5小時；(2)分別取質量為15g的碎石墨片和質量為3g的硅膠顆粒與烘干好的混合鹽均勻混合，成為熔鹽介質，然后將熔鹽介質置于專用加熱爐內加熱至300℃--370℃，以在345℃左右最好，此時混合鹽已完全熔化并具有一定流動性。加熱前加熱爐內輸入氮氣。
(3)截取一段質量為23.9619g的標準銅網線(當作鍍錫廢料)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)將冷卻后的銅網線放入烘干機中在100℃-110℃下烘干2小時，后稱重為23.5708g。標準銅網線中Cu重占98.3％，Sn重占1.7％，則該銅網線中含錫總量為0.4073g，實際脫離出的錫占0.3911g，脫錫率為96.023％。
實施例2步驟(1)、(2)與實施例1一樣。
(3)截取一段質量為20.5171g的標準銅網線并剪開，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)將冷卻后的銅網線放入烘干機中在100℃-110℃下烘干2h，后稱重為20.1786g。標準銅網線中Cu重占98.3％，Sn重占1.7％，則該銅線中含錫總量為0.3488g，實際脫離出的錫為0.3385g，脫錫率為97.047％。
實施例3步驟(1)、(2)與實施例1一樣。
(3)截取一段質量為23.8162g的標準銅網線并剪開，置于熔鹽中保溫8-10min后取出并立刻置于溫水中冷卻；(4)將冷卻后的銅網線放入烘干機中在100℃-110℃下烘干2h，后稱重為23.4184g。標準銅網線中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，但根據鍍錫銅件的規格可作適當調整。如一般絞線的絡合處的錫難以剝離，需停留的時間就要長些。另外剝離錫層后的銅件應迅速放入溫水中，不宜用冷水，因為冷水會引起銅件表面冷熱交替，容易出現表面裂紋，增大銅件脆性，不利于回收再加工。當熔融介質減少到難以維持正常生產時，及時補充即可。
權利要求
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-5小時；(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，然后將熔鹽介質加熱至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，殼體內部粘附耐火材料，殼體側面設置保護氣入口和熱電偶，殼體上端設有密封蓋，殼體下部設有窺視孔，殼體底面呈3-5°傾斜，殼體最低處設有放流口，殼體內部設有2-3層銅網，兩層銅網之間設置碎石墨片及硅膠顆粒，銅網孔徑小于兩種顆粒的直徑。
3.根據權利要求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)按質量比取NaCl∶ZnCl
文檔編號C22B25/00GK101067168SQ20071001490
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月13日 優先權日2007年6月13日
發明者湯盛文, 相楠, 黃藝華, 孫康寧, 趙曼佟 申請人:湯盛文