酸性浸出—电解法回收锡

2020-03-29 12:39

酸性浸出—电解法回收锡

在电子,电器工业中,元器件的加工及插件加工中产生大量的含锡废料。如镀锡铜,电子脚,电路板等。从此废料中回收锡,既可再生金属,也可减少废料的产生。

处理原则:原料分类—预处理—处理等。

原则上先用物理方法预处理(特别含锡高的物料),再用化学方法深处理(提纯)。例如:处理线路板,须先用加热—振动方法分离元器件,再对元器件及底板进行金属回收处理。

本文对物理方法不做介绍,对化学法(含电化法)作深入探讨。 化学法回收锡参阅(电子脚回收工艺—化学退锡法)。 电化法回收锡参阅(电子脚回收工艺—直接电解法)。

浸出—电解(积)法回收锡是一种新工艺,用工少,环保(药水循环使用),自动化程度高。缺点是设备投资大,耗电多。 锡(铅)的化学性质:

1.锡(铅)是两性金属,只溶于强酸,强碱及络合酸中。碱性溶解锡需在高温下(95℃以上)进行,因此,对于酸性退锡不易后处理的原料材考虑用碱浸—电解法。如镍(铁)等原料镀锡废料的退锡处理。或者镀锡层含银的原料处理。

对于碱性浸出—回收锡参考(电子脚回收工艺;碱浸出—电解法)。 对于镀锡铜,虽可用碱性浸出—电解法回收锡。但酸性浸出—电解法更具竞争力:

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A.溶解锡不须加热,工序简单.

B.锡溶解液同时是铜化学抛光剂,可直接得到光亮铜。原理:锡的电位值少于0,理论上可溶于酸。锡的标准氧化还原电位E0(Sn/Sn2+=-0.13V);铅

E0(Pb/Pb2+=-0.126V)。由于锡的还原

电位在0附近,在强电解条件下,容易电积出金属锡。因此酸性浸锡—电积回收是可能的。

酸性退锡液的选择及参数的影响:

1.酸。可溶解锡的酸有硫酸,盐酸,硝酸,络合酸(氟硼酸,氟硅酸,甲基磺酸)等。

硫酸铅的溶解度很小,对于含铅的锡料,硫酸不适合用来退锡。 盐酸在电解过程中可能产生有毒的氯气,不建议使用。 硝酸为氧化性酸,锡离子在硝酸中会自行氧化成四价锡离子,进一步转变为不溶于酸碱的B—锡酸(B—锡酸无法电积锡)。 在盐酸及硫酸中,锡离子与铜存在置换反应,同时锡的歧化反应也很严重。导致溶液中含铜高,同时锡也退不干净。

Sn2+—Sn+Sn4+ Sn4++Cu—Sn2++Cu2+ Sn2++Cu—Sn2++Cu↓

因此,硫酸,盐酸退锡液电积提锡的话,锡中含铜极高。不适合电积提锡。

在络合酸(如氟硼酸)中,锡离子与酸的络合常数远比铜与酸

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的络合常数要大。重要的是,在电解过程中,络合酸根离子电解过程中不分解。锡离子易电积。当电解液中含铜离子时,可用锡置换铜的方式除去电解液中的铜离子。

Sn+2HX+(0)→SnX2

HX—络合酸 Cu+2HX+【O】—CuX2 CuX2+Sn—Cu↓+SnX2

测试结果证明,用此法可得到较纯的电解液。 因此,酸性退锡液的酸优先考虑络合酸。 2.氧化剂

锡(铅)溶于络合酸需氧化剂,氧化剂可用三价铁离子或氧气或双氧水。双氧水和氧气是干净的氧化剂,反应后无残留。铁离子反应后有残留,在电积锡的过程中会导致电耗增大,但微量的铁离子在隔膜电积中可吸收并储存阳极产生的氧气,减少双氧水的用量。这是一矛盾体,实际操作证明,溶液中的铁离子≦5克/升时对电积锡的影响不大。因此,铁离子的许可残留量控制在≦0--5克/L。

3.添加剂的影响

在有退锡添加剂A(酸洗退锡助剂)存在的状态下,锡的溶解速度远大于铜。在双氧水(氧化剂)含量不高时铜基本不溶。即使有少量溶于酸的铜离子,也可在无氧状态下用锡置换反应除去。此可净化电解液,得到可用于电积锡的电解液。

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在锡(铅)电积过程中,添加适量酸性电锡助剂B(锡电积助剂)可增加锡(铅)的纵向及横向结合力,从而得到致密的锡(铅)板。

4.酸的浓度对退锡的影响。

酸含量高,电解液粘度大,不利于电解。 酸含量小,电解液溶锡量小,同样不利于电解。 退锡流程: 镀锡铜

酸性退锡 →含锡液 ↓ ↓

铜 置换净化→铜粉

↓ ↓ 调整 电积提锡→锡 ↓ ↓ 水洗 成分测定及调节 ↓ ↓ 钝化 返回退锡 ↓ 光亮铜

酸性退锡常见问题及处理:

1.退锡慢

原因A:酸含量低.

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处理:补加适量酸. 原因B:氧化剂含量低. 处理:补加适量氧化剂. 2.锡退不净,铜不光亮. 原因A:酸性退锡助剂少. 处理:补加适量退锡助剂 原因B:酸含量低. 处理:补加适量酸. 原因C:退锡液锡含量高. 处理:更换退锡液. 3.锡退不净,铜损大. 原因A:退锡温度过高.

处理:冷却退锡液,降低退锡液温度。 原因B:双氧水添加量过大.

处理:暂停添加双氧水,冷却退锡液. 原因C:酸性退锡助剂A含量小。 处理:补加适量酸洗助剂A.

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