CN104593614A - 高效分离含锑高的铅锡锑三元合金铅、锡、锑的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效分离含锑高的铅锡锑三元合金铅、锡、锑的方法，本方法是控制蒸馏温度为800～1000℃，真空度为5～30Pa，合金中的铅锡锑通过蒸馏处理，将铅单独蒸馏出来，而锡锑及部分铅则从留在蒸馏母液中形成粗焊锡，而后制成阳极板，经电解将锑、铋及金银等富集到阳极泥中，电解阴极则再次蒸馏，将铅再次蒸馏出来，蒸馏母液中的锡可达88-95%，通过结晶机可生产出99.95%以上的合格产品锡。本发明采用真空蒸馏降低了电解负荷，提高生产效率；通过湿法回收锑，回收安全环保；应用两次真空分离，避免了因蒸馏后液锑含量高真空炉石墨元件的腐蚀，提高了真空炉的生产周期；通过电解将大部分杂质分离至阳极泥中，降低了粗锡的精炼除杂难度，确保了精锡质量。
Description
技术领域
本发明属于锡冶金领域，具体涉及一种高效分离含锑高的铅锡锑三元合金铅、锡、锑的方法。
背景技术
铅锡锑三元合金是铅、锡、锑冶金中常见的中间产品，随着国内外资源的日渐紧张，如何经济有效对该合金进行分离利用是一个十分重要的课题。中国专利文献公开了昆明理工大学专利号为200910095113.3的《一种分离铅锡锑三元合金的方法》，该专利为采用真空蒸馏法处理铅锡锑三元合金的方法，对于处理含锑较高的合金，一是因为温度较高（900-1200℃），存在锑、砷、铜、铋等对真空炉石墨配件腐蚀严重的问题；二是含锡较低的合金，在真空炉连续生产时则因为蒸馏后液量太少，导致砷、铜、铋等杂质含量升高，流动性变差，容易堵塞出料管。这两个问题均可导致维修量大、生产周期缩短、生产成本提高。
发明内容
本发明提供一种高效分离含锑高的铅锡锑三元合金铅、锡、锑的方法。
本发明是在昆明理工大学方法基础上，通过降低真空分离温度，调整其他技术参数，采用真空分离铅，通过锡电解分离锑及贵金属的方法处理含高锑的锑、铅、锡三元合金。
本发明控制蒸馏温度为800～1000℃，真空度为5～30Pa，合金中的铅锡锑通过蒸馏处理，将铅单独蒸馏出来，而锡锑及部分铅则从留在蒸馏母液中形成粗焊锡，而后制成阳极板，经过电解将锑、铋及金银等富集到阳极泥中，电解阴极则再次蒸馏，将铅再次蒸馏出来，蒸馏母液中的锡可达88-95%，通过结晶机可生产出99.95%以上的合格产品锡。
本发明的具体工艺如下：
1、一次真空蒸馏分离铅
将铅锡锑三元合金投入融化锅熔化至340-450℃，开启真空泵至真空度5-30Pa，待真空炉升温至800-1000℃，且进料管、出料管温度达到450-600℃，融化锅、出料锅温度达到240-450℃时，调节融化锅进进料锅的金属液体流量，金属液体由进料管进入真空炉进行真空分离铅，将铅及蒸馏后液分别铸锭，得到产品一次铅锭和粗焊锡；
2、粗焊锡铸阳极板，用铅作阴极板
将低铅锡锑合金投入阳极锅融化，导入阳极模板中，冷却出模成阳极板，用铅锭融化浇注成薄阴极板；
3、低铅锡锑电解
将阴、阳极板装入电解槽中，控制槽电压0.12-0.5 0V,电流密度80-120A/m2,电解4-5天，阴、阳极板出槽，阳极残极返回阳极制作，阴极板进真空炉进行二次分离铅，阳极泥去回收贵金属及锑；
4、电解阴极二次真空分离
开启融化锅、进料锅、出料锅电炉，进料管、出料管保温电阻丝，并合上真空炉电路开关升温。将铅锡锑三元合金投入融化锅熔化至340-450℃，开启真空泵至真空度5-30Pa。待真空炉升温至800-1000℃，且进料管、出料管温度达到450-600℃，融化锅、出料锅温度达到240-450℃时，调节融化锅进进料锅的金属液体流量，金属液体由进料管进入真空炉进行真空分离铅，将铅及蒸馏后液分别铸锭，得到产品二次铅锭和含锡88-95%粗锡；
5、粗锡结晶机分离除杂
粗锡经过结晶机进一步分离铅等杂质，即可得到含锡99.95%的精锡。
本发明的具体优点在于：
1、三元合金中通过真空分离直接得到98-99.5%的铅，只剩20-40%的低铅锡锑合金需电解处理，从而降低了电解负荷，提高生产效率；
2、通过电解将锑分离至阳极泥中，可通过湿法回收锑，相比火法回收安全环保；
3、应用两次真空分离，从而使蒸馏后液中的锑含量控制在一定范围内，避免了因蒸馏后液锑含量高真空炉石墨元件腐蚀严重的问题，提高了真空炉的生产周期，减少了石墨元件的消耗；
4、通过电解将大部分杂质分离至阳极泥中，降低了粗锡的精炼除杂难度，确保了精锡质量。
具体实施例
设备：
真空炉两台，10吨/天1台，5吨/天1台
电解槽：30个
阴阳极融化锅：2个
结晶机：1台
原料：每实施列各三元合金20吨，成分见表1
生产方式：每个实施列均为连续生产
表 1 三元合金成分表（%）
| 元素 | Sn | Pb | Cu | Fe | As | Sb | Ag（g/t） | Bi |
| 实施列1 | 9.23 | 87.89 | 0.39 | 0.24 | 0.36 | 1.35 | 950 | 0.56 |
| 实施列2 | 16.25 | 78.55 | 0.28 | 0.19 | 0.27 | 1.89 | 1465 | 0.23 |
| 实施列3 | 26.47 | 69.17 | 0.21 | 0.34 | 0.18 | 1.54 | 2641 | 0.52 |
1、一次真空蒸馏分离铅
开启10吨/天真空炉的融化锅、进料锅、出料锅电炉，进料管、出料管保温电阻丝，并合上真空炉电路开关升温。将铅锡锑三元合金投入融化锅熔化至340-450℃，开启真空泵至真空度5-30Pa。待真空炉升温至800-1000℃，且进料管、出料管温度达到450-600℃，融化锅、出料锅温度达到240-450℃时，调节融化锅进进料锅的金属液体流量，金属液体由进料管进入真空炉进行真空分离铅，将铅及蒸馏后液分别铸锭，得到产品一次铅锭和粗焊锡，融化锅液面下降时进料，保证连续生产。一次铅锭和粗焊锡成分见表2：
表 2 一次铅锭和粗焊锡成分表（%）
2、粗焊锡铸阳极板，用铅锭制作阴极板
将粗焊锡投入阳极锅融化，导入阳极模板中，冷却出模成阳极板，用铅锭融化浇注成薄阴极板。
3、粗焊锡电解
将阴、阳极板装入电解槽中，启动整流变，给电解槽通入直流电，控制槽电压 0.12-0.50 V,电流密度80-120A/m2,电解4-5天，阴、阳极板出槽，阳极残极返回阳极制作，阴极板进真空炉进行二次分离铅，阳极泥去回收贵金属及锑。
4、电解阴极二次真空分离
开启5吨/天真空炉的融化锅、进料锅、出料锅电炉，进料管、出料管保温电阻丝，并合上真空炉电路开关升温。将粗焊锡投入融化锅熔化至340-450℃，开启真空泵至真空度5-30Pa。待真空炉升温至800-1000℃，且进料管、出料管温度达到450-600℃，融化锅、出料锅温度达到240-450℃时，调节融化锅进进料锅的金属液体流量，金属液体由进料管进入真空炉进行真空分离铅，将铅及蒸馏后液分别铸锭，得到产品铅锭和含锡88-95%粗锡。融化锅液面下降时进料，保证连续生产。二次铅锭和粗锡成分见表3：
表 3 二次铅锭和粗锡成分表
5、粗锡结晶机分离除杂
粗锡经过结晶机进一步分离铅等杂质，即可得到含锡99.95%以上的精锡和焊锡，精锡成分见表4。
表 4 精锡成分表（%）
| 元素 | Sn | Pb | Cu | Fe | As | Sb | Bi | Zn |
| 实施列1 | 99.953 | 0.021 | 0.0006 | 0.0004 | 0.0057 | 0.015 | 0.0027 | 0.0015 |
| 实施列2 | 99.956 | 0.023 | 0.0005 | 0.0004 | 0.0043 | 0.011 | 0.0035 | 0.0018 |
| 实施列3 | 99.958 | 0.016 | 0.0004 | 0.0003 | 0.0052 | 0.016 | 0.0022 | 0.0014 |
Claims (1)
1.一种高效分离含锑高的铅锡锑三元合金铅、锡、锑的方法，其特征在于其工艺过程为：
1）、将铅锡锑三元合金投入融化锅熔化至340-450℃，开启真空泵至真空度5-30Pa，待真空炉升温至800-1000℃，且进料管、出料管温度达到450-600℃，融化锅、出料锅温度达到240-450℃时，调节融化锅进进料锅的金属液体流量，金属液体由进料管进入真空炉进行真空分离铅，将铅及蒸馏后液分别铸锭，得到产品铅锭和低铅锡锑合金；
2）、低铅锡锑合金铸阳极板，用粗锡制作阴极板，将低铅锡锑合金投入阳极锅融化，导入阳极模板中，冷却出模成阳极板，用粗锡融化浇注成薄阴极板；
3）、低铅锡锑电解: 将阴、阳极板装入电解槽中，控制槽电压0.12-0.5 0V,电流密度80-120A/m2,电解4-5天，阴、阳极板出槽，阳极残极返回阳极制作，阴极板进真空炉进行二次分离铅；
4）、电解阴极二次真空分离:开启融化锅、进料锅、出料锅电炉，进料管、出料管保温电阻丝，并合上真空炉电路开关升温，将铅锡锑三元合金投入融化锅熔化至340-450℃，开启真空泵至真空度5-30Pa，待真空炉升温至800-1000℃，且进料管、出料管温度达到450-600℃，融化锅、出料锅温度达到240-450℃时，调节融化锅进进料锅的金属液体流量，金属液体由进料管进入真空炉进行真空分离铅，将铅及蒸馏后液分别铸锭，得到产品铅锭和含锡88-95%粗锡；
5）、粗锡结晶机分离除杂:粗锡经过结晶机进一步分离铅等杂质，即可得到含锡99.95%的精锡。
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