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电解法 废铁装入可旋转的铁丝篮中作为阳极,铁极为阴极,在槽电压0.5~2.5V、电流密度100~130A/m和温度338~348K条件下,于含NaOH47~65g,/L、Na2SnO315~25g/L的电解液中进行电解。阳极发生锡的溶解反应:
Sn+6OH-4e=Sn(OH)6
阴极发生锡的还原析出反应:
Sn(OH)6+4e=Sn+6OH [1] 产生的阴极锡为海绵状。海绵锡经过压团、熔化可得到含锡98%左右的粗锡。锡的总回收率为95%~98%,锡的脱除率为99%,电流效率为90%,每吨锡耗电3000~4000kW·h,耗碱750~900kg。
研究表明,电解法产生海绵锡是由于2价锡离子的放电引起的,添加硝基苯甲酸等有机氧化剂可使sn氧化成sn,便可得到致密的阴极锡。据此,人们提出了加氧化剂电解的混合法。混合法电解液含NaOH20~40g/L、硝基苯甲酸5~10g/L、Sn5~15g/L,在363~368K温度和阴极电流密度400~500A/m条件下得到致密阴极锡,锡的回收率97.2%。
废料回收锡编辑
铅锡合金废料包括巴氏轴承合金、易熔合金和焊料等。含锡高的合金可用粗锡真空蒸馏除铅铋和粗锡结晶机除铅铋相结合的方法进行处理。含锡低于5%的合金可用氧化法或碱法回收锡(见粗铅火法精炼)。
锡再回收
铁废料主要有铁生产厂的边角料、废旧罐头盒、饮料罐等。废料首先经过分类、剪切、脱油、洗涤和干燥等准备作业,然后进行脱锡和回收锡。按脱锡方法不同,工业上采用氯化法、碱液浸出法和电解法回收锡。
氯化法 用 把锡氯化成氯化锡(SnCl4)。这种方法要求原料不带有机物和水分,过程中要用冷却器排除反应放出的热量使反应在低温(311K)下进行,以减少铁的氯化。随着液态SnCl4的生成,反应器内压力减小,此时须逐渐加压以保持 压力在0.7×10~2.03×10Pa。当压力不再下降时,表示反应完成。产出的液体SnCl4通过蒸馏分离铁和游离 后,可作为产品出售,也可用置换法或电解沉积法生产金属锡。氯化法适用于大规模生产,氯化效率达97%~99%。经氯化处理后的铁含锡0.05%~0.1%,作为炼钢厂的再生原料。
碱液浸出法 用热碱溶液溶出锡的过程。在含NaOH180~200g/L的溶液中加入氧化剂,浸出温度控制在353~363K,使马口铁表面的锡生成锡酸钠(Na2SnO4)溶解出来。过去曾广泛使用过硝石(NaNO3)氧化剂,现已逐渐被硝基苯甲酸(NO2C6H4COOH)等有机氧化剂所代替。后者的优点是氧化速度快,生成4价锡离子,有机氧化剂靠空气中的氧就可以再生。将马口铁碎片装入浸没在浸出槽内的有孔转鼓中,锡在碱液中的溶解便连续进行。浸出液含锡达15g/L时即可排出,然后用CO2、NaHCO3、Ca(OH)2及H2SO4等沉淀锡。含锡沉淀物经还原得金属锡;也可用Na2S净化浸出液后生产SnO2化合物;还可用电解沉积法直接生产电锡。处理后的马口铁含锡0.04%。
电解法 废铁装入可旋转的铁丝篮中作为阳极,铁极为阴极,在槽电压0.5~2.5V、电流密度100~130A/m和温度338~348K条件下,于含NaOH47~65g,/L、Na2SnO315~25g/L的电解液中进行电解。阳极发生锡的溶解反应:
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