CN108728652A - 一种锡渣中锡成份数据采集及回收方法 - Google Patents

一种锡渣中锡成份数据采集及回收方法 Download PDF

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章静波
章赛娟
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Abstract

本发明涉及一种锡渣中锡成份数据采集及回收方法，包含两步，对锡渣进行预处理回收处理以及将预处理后的锡渣分离，将分离器进行功能划分，规定其中涉及的技术细节，并且对其中的参数进行计算，并且不仅进行了锡渣的预处理，还将锡渣进行了回收分离，对其中涉及的数据进行采集，提高了回收的效率以及数据的指导性。

Description

一种锡渣中锡成份数据采集及回收方法
技术领域
本发明涉及锡成份回收领域，为一种锡渣中锡成份数据采集及回收方法。
背景技术
锡条熔化后，锡液表面的氧化及其内合金属元素(主要是Cu)作用生成一些残渣都是不可避免的，即熔融锡液表面不断氧化形成锡渣，从而导致焊料的损耗加大，相对增加了产品成本。出现少量的锡渣是正常的，但如果锡渣量过多，或打渣间隔时间太短，可能是工艺设计上存在问题，或者锡条质量不合格。
锡渣的回收与再利用一直是一个永恒的课题，锡渣中包含了大量的金属元素，如果对金属元素善加利用再使用能够节约一笔很大的费用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的锡渣中锡成份数据采集及回收方法。
为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：一种锡渣中锡成份数据采集及回收方法，包含以下步骤：
第一步，将锡渣放入分离器中，放入前，对锡渣进行称重，分离器为一个漏斗状的容器，从上到下被分为三层区域，包括：
第一层区域以及第一连接部分，第一层区域为原料放置区，用于放置锡渣，第一层区域以及第一连接部分从分离器的入口一直延伸到第一区连接线；
第二层区域以及第二连接部分，第二层区域为震动分离区，第二层区域以及第二连接部分从第一区连接线一直延伸到第二区连接线；
第三层区域以及第三连接部分，第三层区域为回收区，用于回收锡渣中被震动而分离的杂质，第三层区域以及第三连接部分从第二区连接线一直延伸到分离器的出口；
震动分离区为一个空心容器，又被分为上下两层，上层为转动区，装有电动马达，从固定地方向不停地转动，下层为收集区，收集因转动甩出的锡渣中的杂质；转动区厚度为d，单位为mm，为一个等腰梯形空心容器，等腰梯形空心容器的上底a大于下底b，上底与下底将厚度d计算在内，转动区的转动半径为r，其的值等于b-d；
转动区的内壁具有坡度，存在倾斜角度α，倾斜角度α的计算为内壁与水平线的夹角，水平线与地面平行；转动区在转动的过程中，围绕转动区的中轴线进行转动，转动由左向右逆时针转动，转动的角度为θ；锡渣的初始质量为m，受到的重力为m×g，g为重力与锡渣的质量的比值；锡渣的质量在不断变化，随着转动区的转动在不断减少，在转动的过程中锡渣的质量为Δm，Δm的值为一个变化的值，相应地，重力变化值为Δm×g；
锡渣受到的摩擦力为F，摩擦力沿着内壁向下；重力的方向与水平线垂直向下；锡渣受到内壁的作用力垂直于内壁向里，表示为T,摩擦力F与锡渣受到内壁的作用力T呈正比例，即F＝CT，C为摩擦系数；
转动区进行转动的离心力为P，P的值等于Δm×(Δv)2×(b-d),Δv为转动区的转动速率，表示该值不为恒定的值，转动速率Δv与Δm成正比，即为Δv＝k×Δm，k为一个正数，该正数的值不为恒定的，为不断变化的；
锡渣随着转动的过程中，将其中包含的杂质甩出，杂质被甩入收集区，满足以下公式一以及公式二：
公式一：CT+Δm×g×sinα≤Δm×(Δv)2×(b-d)×cosα
公式二:CT＝Δm×g×cosα+Δm×(Δv)2×(b-d)×sinα
经过化解，最后得到k的取值范围为：
第一层区域以及第一连接部分与第二层区域以及第二连接部分的交界线为第一区连接线；第二层区域以及第二连接部分与第三层区域以及第三连接部分的交界线为第二区连接线；
第一连接部分、第二连接部分、第三连接部分为一个连续管道，连续管道中设置一个导向片，该导向片为可以被自由控制关闭与打开的活动片，第一连接部分中的导向片与第一层区域内部设置的重力感应器联动，即一旦感应到第一层区域中存在重量，就打开第一连接部分中的导向片；第二连接部分中的导向片与第二区域中电动马达的启动、关闭联动，当电动马达启动后又再次关闭，打开第二连接部分中的导向片；第三连接部分中的导向片与电动马达的关闭联动，当电动马达关闭后，第三连接部分中的导向片打开；
原料放置区、震动分离区、回收区之间相互相连，并可以自由分离，第一区连接线、第二区连接线为自由分离的分界线；分离后将震动分离区中的被去除杂质的锡渣进行刮除，得到预处理后的锡渣；
第二步，将预处理后的锡渣投入炉腔中，加入液态焊锡并在300℃中高温加热，使其溶化，预处理后的锡渣自动分离成两部分，为锡的氧化物以及纯锡，纯锡通过自动排放装置从炉腔中去除，对纯锡进行称重，计算重量，并将其纪录下来，自动排放装置为一个高压抽取装置，将纯锡从炉腔中抽取出来。
本发明的有益成果为：本发明提供了一种锡渣中锡成份数据采集及回收方法，将分离器进行功能划分，规定其中涉及的技术细节，并且对其中的参数进行计算，并且不仅进行了锡渣的预处理，还将锡渣进行了回收分离，对其中涉及的数据进行采集，提高了回收的效率以及数据的指导性。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。具体方法如下：
实施例1：一种锡渣中锡成份数据采集及回收方法，包含以下步骤：
将锡渣放入分离器中，放入前，对锡渣进行称重，分离器为一个漏斗状的容器，从上到下被分为三层区域，包括：
第一层区域以及第一连接部分，第一层区域为原料放置区，用于放置锡渣，第一层区域以及第一连接部分从分离器的入口一直延伸到第一区连接线；
第二层区域以及第二连接部分，第二层区域为震动分离区，第二层区域以及第二连接部分从第一区连接线一直延伸到第二区连接线；
第三层区域以及第三连接部分，第三层区域为回收区，用于回收锡渣中被震动而分离的杂质，第三层区域以及第三连接部分从第二区连接线一直延伸到分离器的出口；
震动分离区为一个空心容器，又被分为上下两层，上层为转动区，装有电动马达，从固定地方向不停地转动，下层为收集区，收集因转动甩出的锡渣中的杂质；转动区厚度为d，单位为mm，为一个等腰梯形空心容器，等腰梯形空心容器的上底a大于下底b，上底与下底将厚度d计算在内，转动区的转动半径为r，其的值等于b-d；
转动区的内壁具有坡度，存在倾斜角度α，倾斜角度α的计算为内壁与水平线的夹角，水平线与地面平行；转动区在转动的过程中，围绕转动区的中轴线进行转动，转动由左向右逆时针转动，转动的角度为θ；锡渣的初始质量为m，受到的重力为m×g，g为重力与锡渣的质量的比值；锡渣的质量在不断变化，随着转动区的转动在不断减少，在转动的过程中锡渣的质量为Δm，Δm的值为一个变化的值，相应地，重力变化值为Δm×g；
锡渣受到的摩擦力为F，摩擦力沿着内壁向下；重力的方向与水平线垂直向下；锡渣受到内壁的作用力垂直于内壁向里，表示为T,摩擦力F与锡渣受到内壁的作用力T呈正比例，即F＝CT，C为摩擦系数；
转动区进行转动的离心力为P，P的值等于Δm×(Δv)2×(b-d),Δv为转动区的转动速率，表示该值不为恒定的值，转动速率Δv与Δm成正比，即为Δv＝k×Δm，k为一个正数，该正数的值不为恒定的，为不断变化的；
锡渣随着转动的过程中，将其中包含的杂质甩出，杂质被甩入收集区，满足以下公式一以及公式二：
公式一：CT+Δm×g×sinα≤Δm×(Δv)2×(b-d)×cosα
公式二:CT＝Δm×g×cosα+Δm×(Δv)2×(b-d)×sinα
其中，Δv＝kΔm，将其带入公式一与公式二，化解为：
公式三：CT+Δm×g×sinα≤Δm×(kΔm)2×(b-d)×cosα
公式四：CT＝Δm×g×cosα+Δm×(kΔm)2×(b-d)×sinα
并将公式四带入公式三：
Δmg×cosα+Δm×(kΔm)2×(b-d)×sinα+Δmg×sinα≤Δm×(kΔm)2×(b-d)×cosαΔmg×(cosα+sinα)≤Δm×(kΔm)2×(b-d)×(cosα-sinα)
最后得到公式五：
Δmg×cosα+Δm×(kΔm)2×(b-d)×sinα+Δmg×sinα≤Δm×(kΔm)2×(b-d)×cosα化解为：
(kΔm)2×Δm×(b-d)×(cosα-sinα)≥Δmg×(sinα+cosα)
得到：
最后得到k的取值范围为：
第一层区域以及第一连接部分与第二层区域以及第二连接部分的交界线为第一区连接线；第二层区域以及第二连接部分与第三层区域以及第三连接部分的交界线为第二区连接线；
第一连接部分、第二连接部分、第三连接部分为一个连续管道，连续管道中设置一个导向片，该导向片为可以被自由控制关闭与打开的活动片，第一连接部分中的导向片与第一层区域内部设置的重力感应器联动，即一旦感应到第一层区域中存在重量，就打开第一连接部分中的导向片；第二连接部分中的导向片与第二区域中电动马达的启动、关闭联动，当电动马达启动后又再次关闭，打开第二连接部分中的导向片；第三连接部分中的导向片与电动马达的关闭联动，当电动马达关闭后，第三连接部分中的导向片打开；
原料放置区、震动分离区、回收区之间相互相连，并可以自由分离，第一区连接线、第二区连接线为自由分离的分界线；分离后将震动分离区中的被去除杂质的锡渣进行刮除，得到预处理后的锡渣；
第二步，将将预处理后的锡渣投入炉腔中，加入液态焊锡并在300℃中高温加热，使其溶化，预处理后的锡渣自动分离成两部分，为锡的氧化物以及纯锡，纯锡通过自动排放装置从炉腔中去除，对纯锡进行称重，计算重量，自动排放装置为一个高压抽取装置，将纯锡从炉腔中抽取出来。
实施例2：对中间有特殊倾斜角度的震动分离区进行进一步筛选，将其它杂质(紧固件、电器元件等)通过震动筛选后直接进入单独回收区。
锡渣放置于设备的炉腔内，利用湿式或干式法将锡渣熔化，由于锡的氧化物和锡渣中的纯锡密度不同，锡渣将自动分成两部分，上部分为锡的氧化物，下部分为纯锡。纯锡可以通过自动排放装置分离出来，可以继续使用。
湿法分离技术是采取一定量的液态焊锡(底锡)在280℃左右对锡渣进行充分、直接的熔化，分离率在65％～85％，一般在75％左右，分离后得到纯锡与锡灰。可见锡灰中纯锡含量在8％左右。因锡渣不是纯金属，导热性能差，如将其直接进行加热干烧，不易熔化，等待时间长，消耗电能较多。采用液态底锡可对锡渣进行全面均匀、快速熔化，节约电能，且避免整个发热装置的干烧现象和过高温度操作隐含的危险性。
同时，280℃工作温度接近波峰焊接锡炉温度，分离后能保证其微量元素相近，不会导致铜、镍等元素的超标，还防止了焊锡在干法分离技术380℃工作温度下的氧化。湿法锡渣分离装置还可在锡渣分离前，增加粉碎机构，以求进一步释放锡量；粉碎搅拌机构与分离系统中间有特殊倾斜角度的震动区进行进一步筛选，将其它杂质(紧固件、电器元件等)通过震动筛选后直接进入单独回收装置箱；出锡装置采用定量容器排放，即可确保锡条成形的一致性，又可防止接锡槽之间的连焊；回收后的废气处理增加了含活性碳的耐高温滤芯进一步过滤，满足环保要求。
本发明的有益成果为：本发明提供了一种锡渣中锡成份数据采集及回收方法，将分离器进行功能划分，规定其中涉及的技术细节，并且对其中的参数进行计算，并且不仅进行了锡渣的预处理，还将锡渣进行了回收分离，对其中涉及的数据进行采集，提高了回收的效率以及数据的指导性。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求保护范围。同时以上说明，对于相关技术领域的技术人员应可以理解及实施，因此其他基于本发明所揭示内容所完成的等同改变，均应包含在本权利要求书的涵盖范围内。

Claims (1)

1.一种锡渣中锡成份数据采集及回收方法，其特征在于，包含以下步骤：
第一步，将锡渣放入分离器中，放入锡渣前，对所述锡渣进行称重，所述分离器为一个漏斗状的容器，从上到下被分为三层区域，包括：
第一层区域以及第一连接部分，所述第一层区域为原料放置区，用于放置所述锡渣，所述第一层区域以及第一连接部分从所述分离器的入口一直延伸到第一区连接线；所述第一连接部分为所述第一层区域与第二层区域的衔接部分；
第二层区域以及第二连接部分，所述第二层区域为震动分离区，所述第二层区域以及第二连接部分从所述第一区连接线一直延伸到第二区连接线；所述第二连接部分为所述第二层区域与第三层区域的衔接部分；
第三层区域以及第三连接部分，所述第三层区域为回收区，用于回收所述锡渣中被震动而分离的杂质，所述第三层区域以及第三连接部分从第二区连接线一直延伸到所述分离器的出口；所述第三连接部分为所述分离器的出口；
所述震动分离区为一个空心容器，被分为上下两层，上层为转动区，装有电动马达，从固定地方向不停地转动，下层为收集区，收集因转动甩出的所述锡渣中的杂质；所述转动区厚度为d，单位为mm，为一个等腰梯形空心容器，所述等腰梯形空心容器的上底a大于下底b，所述上底与所述下底将厚度d计算在内，所述转动区的转动半径为r，其的值等于b-d；a、b、d、r的单位都为mm，取值范围都为10mm到100mm之间；
所述转动区的内壁具有坡度，存在倾斜角度α，所述倾斜角度α为所述内壁与水平线的夹角，所述水平线为与地面平行的、穿过所述内壁的任意一条直线；所述转动区在转动的过程中，围绕所述转动区的中轴线进行转动，转动由左向右逆时针转动，转动的角度为θ；设所述锡渣的初始质量为m，受到的重力为m×g，g为所述重力与所述锡渣的质量的比值；所述锡渣的质量在不断变化，随着所述转动区的转动在不断减少，在转动的过程中所述锡渣的质量为V×m，所述V×m的值为一个变化的值，相应地，重力变化值为V×m×g；V为小于1的正实数变量，随着转动的过程中V的值不断减少；m的单位为克，α、θ的单位为度；
所述锡渣受到的摩擦力为F，所述摩擦力沿着所述内壁向下；所述重力的方向与所述水平线垂直，向着地面的方向；所述锡渣受到内壁的作用力垂直于所述内壁向里，被表示为T,所述摩擦力F与所述锡渣受到内壁的作用力T呈正比例，即F＝CT，C为摩擦系数；
所述转动区进行转动的离心力为P，P的值等于V×m×(V×e)2×(b-d),V×e为所述转动区的转动速率，表示该值不为恒定的值，所述转动速率V×e＝k×Δe＝k×Δm，k为一个正数，该正数的值不为恒定的，为不断变化的，由公式一、公式二可推出k的取值范围；e为所述转动区的转动速率的设置值，由用户指定；Δe为所述转动区的转动速率在一分钟内的变化值，Δm为所述锡渣的质量在一分钟内的变化值；
随着转动的过程，所述锡渣将其中包含的杂质甩出，所述杂质被甩入所述收集区，满足以下公式一以及公式二：
公式一：CT+Δm×g×sinα≤Δm×(Δv)2×(b-d)×cosα
公式二:CT＝Δm×g×cosα+Δm×(Δv)2×(b-d)×sinα
经过化解，最后得到所述k的取值范围为：
其中，Δv为V在一分钟内的变化值；
所述第一层区域以及第一连接部分与所述第二层区域以及第二连接部分的交界线为所述第一区连接线；所述第二层区域以及第二连接部分与所述第三层区域以及第三连接部分的交界线为所述第二区连接线；
所述第一连接部分、所述第二连接部分、所述第三连接部分都为一个连续管道，在所述连续管道中设置一个导向片，该导向片为可以被自由控制关闭与打开的活动片，所述第一连接部分中的导向片与所述第一层区域内部设置的一个重力感应器联动，即一旦感应到所述第一层区域中存在重量，就打开所述第一连接部分中的导向片；所述第二连接部分中的导向片与所述第二区域中的电动马达的启动、关闭联动，当所述电动马达启动后又再次关闭，打开所述第二连接部分中的导向片；所述第三连接部分中的导向片与所述电动马达的关闭联动，当所述电动马达关闭后，所述第三连接部分中的导向片被打开；
所述原料放置区、所述震动分离区、所述回收区之间相互相连，并可以自由分离，所述第一区连接线、所述第二区连接线为自由分离的分界线；分离后将所述震动分离区中的被去除所述杂质的所述锡渣刮除，得到预处理后的锡渣；
第二步，将所述预处理后的锡渣投入炉腔中，加入液态焊锡并在300℃中高温加热，使所述预处理后的锡渣溶化，所述预处理后的锡渣因此自动分离成两部分，为锡的氧化物以及纯锡，所述纯锡通过自动排放装置从所述炉腔中去除，对所述纯锡进行称重，计算重量，并将纯锡的质量纪录下来，所述自动排放装置为一个高压抽取装置，将所述纯锡从所述炉腔中抽取出来。
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Application publication date: 20181102

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