CN106282980B - 一种降铅装置及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种降铅装置及工艺方法，所述装置包括：反应罐用于将镀液量与降铅剂进行反应0.5～1h；沉降罐用于对反应后的所述镀液进行沉淀，获取镀液及固体物；压滤机用于对所述固体物以预设的周期进行压滤，获取滤液；其中，每小时进入反应罐中的镀液量为镀液总量的降铅剂的量为所述镀液量的0.1～1倍；如此，以碳酸钡Ba2CO3作为降铅剂，Ba2 +离子与镀液中的溶液中SO4 2‑反应生成BaSO4，镀锡溶液中的铅离子被BaSO4沉淀所吸附，并且，铅在BaSO4沉淀物上的吸附需要一定的陈化时间，当随着陈化过程的进行，铅离子Pb2+的过吸附逐渐减弱，最后趋于平稳；这样即不会降低镀液量，又不会大幅度增加生产成本，并且能快速安全去除镀锡溶液中铅离子，实现了低铅含量镀锡板的稳定生产。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业技术领域，尤其涉及一种降铅装置及工艺方法。
背景技术
镀锡板是食品包装行业主要包装材料，随着我国现代化建设进程的发展，人们生活水平日日益提高，镀锡板的应用范围和用量日益增长。与此同时，人们对镀锡板的质量要求也日益增加，特别是镀锡板的表面质量。如欧盟标准“EN10333-2005包装用钢-预期用于接触人类和动物饮食的食品或饮料的扁钢制品-镀锡板”中规定用于镀锡产品的锡锭中总锡大于99.85％，铅含量小于0.01％，铬含量小于0.01％，砷含量小于0.03％。
而镀锡板生产的原料是锡锭和锡粒，锡溶解后形成镀锡溶液，在锡溶解的过程中锡原料中杂质铅一并进入到镀液，由于铅和锡是同族元素，在锡层形成的过程中镀液中的铅液一并沉积到镀锡层中，从而形成镀锡层中的铅超标。
现有技术中，主要有三种方法：第一是降低镀液中的铅含量可采用超纯的锡原料，但这会大幅增加生产成本。第二是采用化学沉淀法降低镀液中的铅含量；化学沉淀法是含铅废水常用的处理方法，其原理是在含铅废水中加入沉淀剂进行反应，使溶解态的铅离子转变为不溶于水的沉淀物而去除。但由于镀锡液中铅含量很低，采用常规的化学沉淀法，要达到镀液中铅沉淀，对大幅度损耗镀液量，镀液利用率下降间接增加了生产成本。第三是采用酸化和沉淀吸附方法来降低镀液中的铅含量，但该方法首先需要对镀液进行酸化处理，由于电镀液对镀层的性能影响重大，进行酸化处理后会对降低镀液的性能。
基于此，目前亟需一种新型的降低镀液中铅含量的方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种降铅装置及工艺方法，用于解决现有技术中降低镀锡液中的铅含量时，导致镀液利用率下降，生产成本增加的技术问题。
本发明的提供一种降铅装置，所述装置包括：
反应罐，所述反应罐用于将镀液量与降铅剂进行反应0.5～1h；
沉降罐，所述沉降罐用于对反应后的所述镀液进行沉淀，获取镀液及固体物；
压滤机，所述压滤机用于对所述固体物以预设的周期进行压滤，获取滤液；其中，每小时进入反应罐中的镀液量为镀液总量的所述降铅剂的量为所述镀液量的0.1～1倍。
上述方案中，所述装置还包括：抽风机，所述抽风机与所述反应罐相连，用于抽出反应中生成的二氧化碳CO2。
上述方案中，所述降铅剂具体为碳酸钡Ba2CO3。
上述方案中，所述反应罐包括：
预混室，所述预混室用于将所述镀液与所述降铅剂预混合；
主反应室，所述主反应室用于将预混合后的所述镀液与所述降铅剂进行反应；
搅拌桨，所述搅拌桨用于在反应过程中对所述镀液与所述降铅剂进行搅拌。
上述方案中，所述搅拌桨的宽度为所述反应罐直径的所述搅拌桨的转速为30～100rpm。
上述方案中，所述沉降罐的底部为锥形体，所述锥形体的锥角为60～90°。
上述方案中，所述沉降罐包括：下降管，所述下降管设置在所述沉降罐内部，所述下降管插入沉降罐中溶液中的深度h为沉降罐高度H的
上述方案中，所述压滤机的过滤精度为1μm。
本发明还提供一种降铅工艺方法，所述方法包括：
将镀液总量的的镀液量泵入反应罐中；
在所述反应罐中加入降铅剂后，反应0.5～1h，所述降铅剂的量为所述镀液量的0.1～1倍；
反应后将镀液泵入沉降罐进行沉淀，沉淀后的镀液溢流至镀液槽中，沉降后的沉淀物以预设的周期泵入压滤机中进行压滤；
将压滤后得到的镀液泵入所述镀液槽中。
上述方案中，在反应罐进行反应时，所述方法还包括：将反应得到的二氧化碳CO2抽出。
本发明提供了一种降铅装置及工艺方法，所述装置包括：反应罐，所述反应罐用于将镀液量与降铅剂进行反应0.5～1h；沉降罐，所述沉降罐用于对反应后的所述镀液进行沉淀，获取镀液及固体物；压滤机，所述压滤机用于对所述固体物以预设的周期进行压滤，获取滤液；其中，每小时进入反应罐中的镀液量为镀液总量的所述降铅剂的量为所述镀液量的0.1～1倍；如此，以碳酸钡Ba2CO3作为降铅剂，Ba2 +离子与镀液中的溶液中SO4 2-反应生成BaSO4，镀锡溶液中的铅离子被BaSO4沉淀所吸附，并且，铅在BaSO4沉淀物上的吸附需要一定的陈化时间，当随着陈化过程的进行，铅离子Pb2+的过吸附逐渐减弱，最后趋于平稳；这样即不会降低镀液量，又不会大幅度增加生产成本，并且能快速安全去除镀锡溶液中铅离子，实现了低铅含量镀锡板的稳定生产。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的降铅装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的反应罐的整体结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的沉降罐的整体结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的降铅工艺方法流程示意图。
具体实施方式
为了在降低镀锡液中的铅含量时，避免镀液利用率下降，生产成本增加，本发明提供了一种降铅装置及工艺方法，所述装置包括：反应罐，所述反应罐用于将镀液量与降铅剂进行反应0.5～1h；沉降罐，所述沉降罐用于对反应后的所述镀液进行沉淀，获取镀液及固体物；压滤机，所述压滤机用于对所述固体物以预设的周期进行压滤，获取滤液；其中，每小时进入反应罐中的镀液量为镀液总量的所述降铅剂的量为所述镀液量的0.1～1倍。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种降铅装置，如图1所示，所述装置包括：反应罐1、沉降罐2、压滤机3及抽风机5；其中，
所述反应罐1用于将镀液量与降铅剂进行反应0.5～1h；所述沉降罐2用于对反应后的所述镀液进行沉淀，获取镀液及固体物；所述压滤机3用于对所述固体物以预设的周期进行压滤，获取滤液；这里，所述抽风机5与所述反应罐1相连，用于抽出反应中生成的二氧化碳CO2。
具体地，利用耐蚀性离心泵以每小时为单位将镀液总量的镀液量从镀液槽4中泵入反应罐1中，通过反应罐入口将降铅剂注入到反应罐1中，所述降铅剂与所述镀液在反应罐1中进行反应，在反应过程中，为了防止生成的二氧化碳CO2聚集，利用抽风机5抽出反应中生成的二氧化碳CO2。其中，所述降铅剂具体可以为碳酸钡Ba2CO3，所述降铅剂的量为所述镀液量的0.1～1倍，所述Ba2CO3的纯度为分析纯，所述Ba2CO3的粒度不大于10μm，优选地，为2μm、5μm或9μm。
这里，所述反应罐1的罐体为圆筒形，反应罐1的体积由镀液量和镀液在反应罐中的停留时间决定，为了保证反应效果，参见图2，所述反应罐1包括：预混室21、主反应室22及搅拌桨23；其中，所述反应罐1的高度为2000mm，直径为1600mm；所述预混室1的的直径为450mm，高度为350mm。所述预混室21用于将所述镀液与所述降铅剂进行预混合，使得混合充分；当所述镀液与所述降铅剂混合充分后流入主反应室22，所述主反应室22用于将预混合后的所述镀液与所述降铅剂进行反应，生成硫酸钡BaSO4，为了确保BaSO4的吸附效果，还利用所述搅拌桨23在反应过程中对所述镀液与所述降铅剂进行搅拌。其中，所述搅拌桨23为平桨，搅拌桨23的宽度d为所述反应罐直径的所述搅拌桨23的转速为30～100rpm，所述搅拌桨23利用电机驱动旋转。
反应罐1在搅拌桨23的搅拌下经过0.5～1.0小时后，优选地为0.6、0.8或0.9h；通过镀液泵将反应后的镀液泵入沉降罐2中，镀液中的硫酸钡BaSO4在沉降罐2中沉淀，沉降后的镀液清液通过溢流回至镀液槽4中，沉淀物在沉降罐2的底部通过泥浆泵以预设的周期定时打入到压滤机3中。
其中，参见图3，所述沉降罐2为锥体结构，底部为锥形体，所述锥形体的锥角为60～90°，优选地，为65°，75°，85°或89°。所述沉降罐2的直径D为镀液的流量F(L/h)的所述沉降罐2的高度为沉降罐2的直径D的1～1.5倍。所述镀液流量即为每小时从镀液槽泵入反应罐中的镀液量。
这里，所述沉降罐2包括：下降管31，所述下降管31设置在所述沉降罐2中心内部，所述下降管31插入沉降罐2中溶液中的深度h为沉降罐的高度H的所述下降管31的直径d1可以为镀液的流量F(L/h)的
这里，所述下降管31用于使得镀液能充分均匀，镀液从所述下降管的中间进入，沉降后的镀液从沉降罐2的顶部流出，沉淀物在所述下降管31的下端沉淀。所述下降管31的一端(下端)为喇叭状，喇叭口的直径d2为下降管31的直径d1的2～4倍，优选地，为2.5，3或3.5倍。
进一步地，当镀液在沉降罐中沉降后，罐底的沉淀物利用泥浆泵抽出，沉淀物在沉降罐2的底部通过泥浆泵以预设的周期定时打入到压滤机3中，压滤机3采用尼龙过滤布对沉淀物进行过滤，所述尼龙过滤布的过滤精度为1μm。过滤得到的清液再引回至镀液槽4中，过滤后得到的泥饼作为固体废弃物排放。
本实施例提供的降铅装置，以碳酸钡Ba2CO3作为降铅剂，Ba2 +离子与镀液中的溶液中SO4 2-反应生成BaSO4，镀锡溶液中的铅离子被BaSO4沉淀所吸附，并且，铅在BaSO4沉淀物上的吸附需要一定的陈化时间，当随着陈化过程的进行，铅离子Pb2+的过吸附逐渐减弱，最后趋于平稳；这样即不会降低镀液量，又不会大幅度增加生产成本，并且能快速安全去除镀锡溶液中铅离子，实现了低铅含量镀锡板的稳定生产，所述装置单位小时的处理量为镀液总量的单位小时的处理量为镀液总量这样可以确保快速循环镀液，提高工作效率。
实施例二
相应于实施例一，本实施例还提供一种降铅工艺方法，如图4所示，所述方法主要包括以下步骤：
步骤410，每小时将镀液总量的的镀液量泵入反应罐中。
本步骤中，可以利用耐蚀性离心泵以每小时为单位将镀液总量的镀液量从镀液槽中泵入反应罐中。
步骤411，在所述反应罐中加入降铅剂后，反应0.5～1h，降铅剂的量为镀液量的0.1～1倍。
本步骤中，通过反应罐入口将降铅剂注入到反应罐中，所述降铅剂与所述镀液在反应罐中进行反应，在反应过程中，为了防止生成的二氧化碳CO2聚集，利用抽风机抽出反应中生成的二氧化碳CO2。其中，所述降铅剂具体可以为碳酸钡Ba2CO3，所述降铅剂的量为所述镀液量的0.1～1倍，所述Ba2CO3的纯度为分析纯，所述Ba2CO3的粒度不大于10μm，优选地，为2μm、5μm或9μm。
这里，所述反应罐的罐体为圆筒形，反应罐的体积由镀液量和镀液在反应罐中的停留时间决定，为了保证反应效果，参见图2，所述反应罐包括：预混室、主反应室及搅拌桨；其中，所述反应罐的高度为2000mm，直径为1600mm；所述预混室的直径为450mm，高度为350mm。所述预混室用于将所述镀液与所述降铅剂进行预混合，使得混合充分；当所述镀液与所述降铅剂混合充分后流入主反应室，所述主反应室用于将预混合后的所述镀液与所述降铅剂进行反应，生成硫酸钡BaSO4，为了确保BaSO4的吸附效果，还利用所述搅拌桨在反应过程中对所述镀液与所述降铅剂进行搅拌。其中，所述搅拌桨为平桨，搅拌桨的宽度d为所述反应罐直径的所述搅拌桨的转速为30～100rpm，所述搅拌桨利用电机驱动旋转。
步骤412，反应后将镀液泵入沉降罐进行沉淀，沉淀后的镀液溢流至镀液槽中，沉降后的沉淀物以预设的周期泵入压滤机中进行压滤。
本步骤中，反应罐在搅拌桨的搅拌下经过0.5～1.0小时后，优选地为0.6、0.8或0.9h；通过镀液泵将反应后的镀液泵入沉降罐中，镀液中的硫酸钡BaSO4在沉降罐中沉淀，沉降后的镀液清液通过溢流回至镀液槽中，沉淀物在沉降罐的底部通过泥浆泵以预设的周期定时打入到压滤机中。
其中，参见图3，所述沉降罐为锥体结构，底部为锥形体，所述锥形体的锥角为60～90°，优选地，为65°，75°，85°或89°。所述沉降罐的直径D为镀液的流量F(L/h)的所述沉降罐的高度H为沉降罐的直径D的1～1.5倍。
这里，所述沉降罐包括：下降管，所述下降管设置在所述沉降罐中心内部，所述下降管插入沉降罐中溶液中的深度h为沉降罐的高度H的
所述下降管的直径d1可以为镀液的流量F(L/h)的
这里，所述下降管用于使得镀液能充分均匀，镀液从所述下降管的中间进入，沉降后的镀液从沉降罐2的顶部流出，沉淀物在所述下降管的下端沉淀。所述下降管的一端(下端)为喇叭状，喇叭口的直径d2为下降管的直径d1的2～4倍，优选地，为2.5，3或3.5倍。
进一步地，当镀液在沉降罐中沉降后，罐底的沉淀物利用泥浆泵抽出，沉淀物在沉降罐2的底部通过泥浆泵以预设的周期定时打入到压滤机中，压滤机采用尼龙过滤布对沉淀物进行过滤，所述尼龙过滤布的过滤精度为1μm。过滤得到的清液再引回至镀液槽中，过滤后得到的泥饼作为固体废弃物排放。
本实施例提供的降铅工艺方法，以碳酸钡Ba2CO3作为降铅剂，Ba2 +离子与镀液中的溶液中SO4 2-反应生成BaSO4，镀锡溶液中的铅离子被BaSO4沉淀所吸附，并且，铅在BaSO4沉淀物上的吸附需要一定的陈化时间，当随着陈化过程的进行，铅离子Pb2+的过吸附逐渐减弱，最后趋于平稳；这样即不会降低镀液量，又不会大幅度增加生产成本，并且能快速安全去除镀锡溶液中铅离子，实现了低铅含量镀锡板的稳定生产，所述装置单位小时的处理量为镀液总量的单位小时的处理量为镀液总量这样可以确保快速循环镀液，提高工作效率。
实施例三
本实施例采用实施例一的装置及实施例二的方法对某镀锡机组的镀锡液进行降铅，机组循环镀液量约为80m3，具体过程为：
首先利用耐蚀性离心泵以4m3/h的流量从镀液槽中泵入反应罐中，采用微型螺旋输送器通过反应罐入口向所述反应罐中以2000g/h的单位连续加入降铅剂。
所述降铅剂与所述镀液在反应罐中进行反应1h，在反应过程中，为了防止生成的二氧化碳CO2聚集，利用抽风机抽出反应中生成的二氧化碳CO2。其中，所述降铅剂具体可以为碳酸钡Ba2CO3，所述Ba2CO3的纯度为分析纯，所述Ba2CO3的粒度不大于10μm，优选地，为8μm。
这里，所述反应罐的罐体为圆筒形，反应罐的体积由镀液量和镀液在反应罐中的停留时间决定，为了保证反应效果，参见图2，所述反应罐包括：预混室、主反应室及搅拌桨；其中，本实施例中反应罐的有效容积为4m3；由于镀锡液的粘度较低，故取反应罐的高度与直径比为1.2，可以根据公式(1)计算得出反应罐的直径：
按照容器的标准直径，所述反应罐的直径可以为1600mm；所以高度可以为2000mm。
这里，所述预混室的直径可以为450mm，高度为350mm；所述预混室用于将所述镀液与所述降铅剂进行预混合，使得混合充分；当所述镀液与所述降铅剂混合充分后流入主反应室，所述主反应室用于将预混合后的所述镀液与所述降铅剂进行反应，生成硫酸钡BaSO4，为了确保BaSO4的吸附效果，还利用所述搅拌桨在反应过程中对所述镀液与所述降铅剂进行搅拌。其中，所述搅拌桨为平桨，搅拌桨的宽度d为所述600mm，所述搅拌桨的转速为60rpm，所述搅拌桨利用电机驱动旋转。
反应罐在搅拌桨的搅拌下经过0.5～1.0小时后，优选地为1h；通过镀液泵将反应后的镀液泵入沉降罐中，镀液中的硫酸钡BaSO4在沉降罐中沉淀，沉降后的镀液清液通过溢流回至镀液槽中，沉淀物在沉降罐的底部通过泥浆泵以预设的周期定时打入到压滤机中。
其中，参见图3，所述沉降罐为锥体结构，底部为锥形体，所述锥形体的锥角为60～90°，优选地，90°。所述沉降罐的直径D可为镀液的流量F(L/h)的为此沉降罐的直径D-＝3000mm。沉降罐体直筒罐的高度H为筒体直径1.5倍，为3500mm。
这里，所述沉降罐包括：下降管，所述下降管设置在所述沉降罐中心内部，所述下降管插入沉降罐中溶液中的深度h为沉降罐的高度H的约为1100mm，所述下降管31的直径d1可为50mm。
这里，所述下降管的一端为喇叭状，喇叭口的直径d2为下降管的直径d1的2～4倍，优选地，为3倍，为150mm。
进一步地，当镀液在沉降罐中沉降后，罐底的沉淀物利用泥浆泵抽出，沉淀物在沉降罐的底部通过泥浆泵以预设的周期定时打入到压滤机中，压滤机采用尼龙过滤布对沉淀物进行过滤，所述尼龙过滤布的过滤精度为1μm。过滤得到的清液再引回至镀液槽中，过滤后得到的泥饼作为固体废弃物排放。
本实施例中，该镀锡机组中80m3镀液经24小时连续循环降铅，镀液中的铅含量从20ppm下降到3ppm。采用该镀液生产的镀锡板，其镀锡层中铅的含量小于50ppm，满足低铅含量镀锡板的生产要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种降铅装置，其特征在于，所述装置包括：
反应罐，所述反应罐用于将镀液量与降铅剂进行反应0.5～1h；
沉降罐，所述沉降罐用于对反应后的所述镀液进行沉淀，获取镀液及固体物；
压滤机，所述压滤机用于对所述固体物以预设的周期进行压滤，获取滤液；其中，每小时进入反应罐中的镀液量为镀液总量的所述降铅剂的量为所述镀液量的0.1～1倍，所述降铅剂具体为碳酸钡Ba2CO3；其中，
所述反应罐包括：搅拌桨，所述搅拌桨的宽度为所述反应罐直径的所述搅拌桨的转速为30～100rpm。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：抽风机，所述抽风机与所述反应罐相连，用于抽出反应中生成的二氧化碳CO2。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应罐还包括：
预混室，所述预混室用于将所述镀液与所述降铅剂预混合；
主反应室，所述主反应室用于将预混合后的所述镀液与所述降铅剂进行反应；
所述搅拌桨用于在反应过程中对所述镀液与所述降铅剂进行搅拌。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述沉降罐的底部为锥形体，所述锥形体的锥角为60～90°。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述沉降罐包括：下降管，所述下降管设置在所述沉降罐内部，所述下降管插入沉降罐中溶液中的深度h为沉降罐高度H的
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述压滤机的过滤精度为1μm。
7.一种降铅工艺方法，其特征在于，所述方法包括：
每小时将镀液总量的的镀液量泵入反应罐中；
在所述反应罐中加入降铅剂后，反应0.5～1h，所述降铅剂的量为所述镀液量的0.1～1倍；
反应后将镀液泵入沉降罐进行沉淀，沉淀后的镀液溢流至镀液槽中，沉降后的沉淀物以预设的周期泵入压滤机中进行压滤；
将压滤后得到的镀液泵入所述镀液槽中；其中，
所述反应罐包括：搅拌桨，所述搅拌桨的宽度为所述反应罐直径的所述搅拌桨的转速为30～100rpm。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在反应罐进行反应时，所述方法还包括：将反应得到的二氧化碳CO2抽出。
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