一種從粗焊錫富集銀金屬的設備的制造方法
【專利摘要】一種從粗焊錫富集銀金屬的設備，包括電機、調速減速器、高溫段出口、可控溫加熱器、外槽、內槽、轉動軸、葉片、粗焊錫進液鍋、鋅錠熔化鍋以及低溫段出口，所述粗焊錫進液鍋和鋅錠熔化鍋獨立安裝在外槽旁邊，可控溫加熱器安裝在內槽與外槽之間，內槽的下部連接低溫段出口，內槽上部連接高溫段出口，內槽中間安裝轉動軸，葉片焊接在轉動軸上，轉動軸的前端與調速減速器的一端連接，調速減速器的另一端與電機連接。本實用新型不僅能夠使鋅金屬有效捕捉并富集粗焊錫中的銀金屬，還能降低操作工人的勞動強度，并改善生產現場環境。
【專利說明】
一種從粗焊錫富集銀金屬的設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及粗錫精煉和有價金屬綜合回收設備，具體是一種從粗焊錫富集銀金屬的設備。
【背景技術】
[0002]在以錫精礦或雜錫物料回收的錫冶煉過程中，錫精礦通常含Ag0.005?0.02%，雜錫物料含Ag0.001?0.1 %，錫精礦或雜錫物料中的銀，在熔煉或熔化過程中，95 %以上進入粗錫中，粗錫在后續的火法精煉過程中，粗錫中98%以上的銀進入了粗焊錫中，粗焊錫含Ag0.05%以上;粗焊錫進行真空分離后，得到粗鉛和真空粗錫，粗焊錫中的銀進入真空粗錫中，真空粗錫再返回到火法精煉，銀金屬也跟隨返回火法精煉，再進入粗焊錫，此時的粗焊錫含Ag0.1 %以上。隨著生產的不斷進行，粗焊錫中的銀金屬含量將逐步上升，當焊錫含Ag0.2%以上時，為了確保精錫產品的銀含量不超過產品質量標準要求，同時為企業增加產值和新的經濟效益，需要及時從粗焊錫中提取銀金屬。而從粗焊錫提取銀金屬的第一步，也是最重要的一步，是如何將粗焊錫中的銀進行有效富集并與錫鉛金屬分離。
[0003]目前，從粗焊錫有效富集與分離銀金屬的常用方法只有一種，即粗焊錫熔鑄陽極后在硅氟酸體系溶液電解，在電解陽極泥中回收銀金屬。該方法的主要過程如下:
[0004]1、陽極板澆鑄。粗焊錫在鐵制鍋內加熱熔化后，在280?330 °C時，澆鑄為陽極板，陽極板的厚度15?30mm，長度和寬度根據電解槽尺寸確定，小型板的長度約500mm，寬度約400mm，大型板的長度約1000mm，寬度約800mm，生產規模不大、機械化程度不高的企業通常使用小型板，生產規模大、機械化程度高的大型企業通常使用大型板。
[0005]2、硅氟酸體系溶液電解。以粗焊錫為陽極，精焊錫始板為陰極，在硅氟酸體系溶液電解，電解溫度為室溫，即10?40°C，電解電壓0.3?0.5V，電流密度120?180A/m2，Sn、Pb總離子濃度45?60g/L，游離H2SiF6離子濃度180?250g/L。在電解過程中，陽極中的錫金屬、鉛金屬，以及金屬活性更強的金屬，如鐵金屬、銦金屬失去電子，轉變為陽離子溶解，進入溶液，金屬活性較弱的金屬，如銅金屬、銻金屬、銀金屬、鉍金屬等，殘留在陽極中，形成陽極泥，銀金屬富集在陽極泥中，陽極泥含Agl.0?10.0%;進入溶液中的錫金屬離子和鉛金屬離子，由于金屬電位接近，同時在陰極得到電子，放電以金屬形態析出，溶液中的鐵離子、銦離子由于金屬活性高不會放電析出，在溶液中不斷累積上升，氫離子由于需要較高的超電壓，因此，也不會在陰極放電析出，以維持電解過程的酸度平衡。當電解溶液中的銦、鐵金屬離子達到5g/L時，通常采用P204萃取劑對電解液進行部分開路處理并回收銦金屬，以確保陰極產品的銦含量不超過焊錫產品質量標準要求，同時，回收銦金屬可以為企業增加產值和效益。
[0006]3、陰極產品處理。陰極產品主要元素為錫和鉛兩種金屬，經過熔化澆鑄后，得到精焊錫產品，可以出售，也可以進行真空分離產出粗鉛和粗錫；另外，在陰極產品熔化澆鑄的過程中，會澆鑄電解用的陰極始板，以便于下周期的電解過程使用。
[0007]4、陰極泥收集與銀金屬提取。采用人工收集方法，將附著在殘陽極板上的陽極泥刮落到收集槽內，然后在收集槽中加入適量清水進行洗滌，回收陽極泥的夾帶溶液，殘陽極返回熔鑄陽極，陽極泥提取銀金屬。從陽極泥中提取銀，有火法和濕法。火法是將陽極泥全部投入到轉爐中進行還原熔煉后氧化吹煉，使陽極泥中的錫、鉛、銻、鉍分別被氧化，形成氧化渣，銀以金屬形式存在，經過分層后得到粗銀;濕法是將陽極泥進行硝酸浸出，得到硝酸銀溶液，硝酸銀溶液進行氯化沉銀或置換沉銀后，得到沉銀渣，沉銀渣進行還原熔煉后產出粗銀。
[0008]目前的常用方法，在電解陽極泥中有效富集銀金屬，銀含量富集5倍以上，與粗焊錫中的錫、鉛實現了初步分離，但該方法存在著較多的缺點，具體如下:
[0009](I)、工藝流程長。常用方法整個工藝流程有四個過程，即粗焊錫熔鑄陽極、硅氟酸體系溶液電解、陰極產品處理、陽極泥收集與銀金屬提取，工藝流程長，設備數量多，需要的投資大。
[0010](2)、勞動強度大。陽極澆鑄、電解過程的陽極板入槽、陰極板出槽、陽極泥收集、陽極泥洗滌與過濾、殘陽極澆鑄、陰極始板澆鑄等工作，很難形成機械化和自動化作業，都是以人工勞動形式完成，造成現場生產工人的勞動強度很大。
[0011 ] (3)、生產成本高。由于勞動強度大，造成人工成本高，加上熔鑄過程的煤電消耗、電解過程硅氟酸消耗、電解溶液中的錫金屬損失、電解直流電能消耗、設備維修等成本，此夕卜，電解周期長、電解溶液量大，大量的錫金屬被流程占用，總成本高，降低了效益。
[0012](4)、現場環境差。電解過程在硅氟酸體系溶液進行，硅氟酸具有揮發性和腐蝕性，導致現場環境差，并影響了現場操作工人的身體健康。

【發明內容】

[0013]本實用新型的目的是彌補現有技術的不足，提供一種從粗焊錫富集銀金屬的設備。適合處理含Sn62?78 %、Pb20?38 % ,Ag0.2?2.0 %的粗焊錫，具有勞動強度小、生產成本低、現場環境好的優點。
[0014]本實用新型解決上述問題的技術方案如下:一種從粗焊錫富集銀金屬的設備，包括電機、調速減速器、高溫段出口、可控溫加熱器、外槽、內槽、轉動軸、葉片、粗焊錫進液鍋、鋅錠熔化鍋以及低溫段出口，具體結構和連接關系為:所述粗焊錫進液鍋和鋅錠熔化鍋獨立安裝在外槽旁邊，可控溫加熱器安裝在內槽與外槽之間，內槽的下部連接低溫段出口，內槽上部連接高溫段出口，內槽中間安裝轉動軸，葉片焊接在轉動軸上，轉動軸的前端與調速減速器的一端連接，調速減速器的另一端與電機連接。
[0015]所述可控溫加熱器共有4?8組，用于加熱內槽。
[0016]所述由4?8個可控溫加熱器加熱的內槽，形成4?8個溫度段，不同溫度段之間存在溫度梯度，溫度依次降低，靠近高溫段出口處溫度最高為410?430°C，靠近低溫段出口處溫度最低為200?220°C。
[0017]工作原理分兩步，具體如下:
[0018]1、鋅銀合金生成。含有銀的粗焊錫熔化加入到內槽，與同時加入內槽的鋅液接觸，由于金屬鋅對銀金屬的親和力比錫金屬對銀金屬的親和力大，也比鉛金屬對銀金屬的親和力大，鋅金屬將粗焊錫中的銀捕捉到鋅合金體中，并通過金屬間的化合反應，與銀形成兩種金屬間化合物Ag2Zn3和Ag2Zn5，由于加入的鋅金屬量相對于粗焊錫的銀金屬是過量的，因此銀金屬絕大部分以金屬間化合物Ag2Zm和Ag2Zn5存在，以游離金屬態形式存在的銀很少;金屬間化合物Ag2Zn3和Ag2Zn5具有穩定性好、熔點高的特點，Ag2Zn3的熔點為665°C ,Ag2Zn5的熔點為636°C，這兩種金屬間化合物的熔點都高于內槽的控制溫度。
[0019]2、鋅銀合金與錫鉛金屬分離。根據鉛、錫、鋅、銀的金屬相圖，在200°C時，兩種金屬間化合物Ag2Zn3和Ag2Zn5在焊錫中的溶解度非常小，銀含量可以接近0%，焊錫端的鋅含量最低可以降低到8%，而富鋅端富集了所有的金屬間化合物Ag2Zn3和Ag2Zn5,理論含銀可以達到50 %。當液態粗焊錫、鋅液及反應生成的金屬間化合物Ag2Zn3和Ag2Zn5，在轉動的螺旋軸葉片的攪拌和推動下，內槽中的下部物料受到槽體底下的可控溫加熱器加熱而升溫熔化，在內槽中的上部物料通過槽體散熱而降溫結晶，下部物料在重力作用下往低溫的低位處流動，上部結晶體在轉動葉片的推動下，往高溫的高位處運動，由于高位處的溫度更高，物料又進行熔化和結晶；隨著過程不斷進行，內槽中的物料連續不斷的進行熔化和結晶，且熔化和結晶過程不斷相互交替，當內槽中的物料通過連續不斷的反復結晶與熔化以及轉動葉片的連續不斷推動后，恪點較高的金屬化合物Ag2Zm和Ag2Zn5，及過量的鋅金屬，富集在設備高溫段出口，形成鋅銀合金，而熔點較低的低銀粗焊錫富集在設備的低溫段出口，最后達到富集銀金屬的目的。
[0020]除另有說明外，本實用新型所述的百分比均為質量百分比，各組分含量百分數之和為100%。
[0021]本實用新型的突出優點是:
[0022]1、銀金屬直收率高。采用本實用新型，由于鋅液與銀生成的金屬間化合物Ag2Zn3和Ag2Zn5，具有較好的穩定性，因此，鋅液能夠將粗焊錫中的銀捕捉得很徹底，在鋅金屬加入量超過理論需要量時，銀均以金屬間化合物形式存在，為后續的分離創造了基礎條件。同時，由于生成的金屬間化合物Ag2Zn3和Ag2Zn5具有較高的熔點，Ag2Zn3的熔點為665°C ,Ag2Zn5的熔點為636°C，而粗焊錫的熔點僅為185?190°C，鋅銀金屬間化合物與粗焊錫熔點差距較大，為熔析分離和凝析分離提供理論基礎。本實用新型所述的帶有溫度梯度的設備，能夠使內槽中的物料完成鋅銀合金化反應，并在連續不斷的進行熔化過程中完全熔析分離，和在連續不斷的結晶過程中完成凝析分離，且在熔化和結晶不斷相互交替過程中，完成了熔析分離和凝析分離的不斷相互交替，最終實現金屬化合物Ag2Zn3和Ag2Zn5，與恪點較低的低銀粗焊錫分離的目的。
[0023]2、工藝流程短。鋅對銀金屬的捕捉，在I臺本實用新型所述的設備內完成，理論上可以產出含銀達到50%的鋅銀合金;在實際生產應用時，為了提高銀金屬的捕捉效率，鋅液的加入量是過剩的，因此產出的鋅銀合金含量為1.0?10.0%;對鋅銀合金進行蒸餾和熔煉后，可以產出粗銀。使用本實用新型，從粗焊錫中提取銀，也僅有3個工藝過程。
[0024]3、勞動強度小。采用本實用新型，鋅液對銀金屬的捕捉及后續的分離，都在I臺設備內完成，基本不需要體力勞動。
[0025]4、生產過程清潔環保。采用本實用新型，在鋅液捕捉銀金屬過程中，最高操作溫度僅430°C，設備外層設有保溫隔熱材料，過程沒有粉塵和揮發性氣體生成;不使用水，不使用酸，不對外排放廢渣，因此，工藝過程清潔環保，有效保護了環境。
【附圖說明】

[0026]圖1為本實用新型所述的從粗焊錫富集銀金屬的設備的結構示意圖。
[0027]圖2為本實用新型所述的從粗焊錫富集銀金屬的設備的俯視圖。
[0028]圖中標記為:電機1、調速減速器2、高溫段出口3、可控溫加熱器4、外槽5、內槽6、轉動軸7、葉片8、粗焊錫進液鍋9、鋅錠熔化鍋1、低溫段出口 11。
【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖和實施例對本實用新型的技術方案作進一步描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0030]實施例1
[0031]本實用新型所述的從粗焊錫富集銀金屬的設備，包括電機1、調速減速器2、高溫段出口 3、可控溫加熱器4、外槽5、內槽6、轉動軸7、葉片8、粗焊錫進液鍋9、鋅錠熔化鍋10以及低溫段出口 11。具體結構和連接關系為:
[0032]所述粗焊錫進液鍋9、鋅錠熔化鍋10獨立安裝在外槽5旁邊，可控溫加熱器4安裝在內槽6與外槽5之間，內槽6的下部連接低溫段出口 11，內槽6上部連接高溫段出口3，內槽6中間安裝轉動軸7，葉片8焊接在轉動軸7上，轉動軸7的前端與調速減速器2—端連接，調速減速器2的另一端與電機I連接。
[0033]電機I為4kW電機，調速減速器2為1:289，可控溫加熱器4為4組，裝機總功率40kW，外槽5為 Φ 600 X L2400mm，內槽6為 Φ 300 X L2500mm，轉動軸7為 Φ 89 X L3000mm，葉片8為21塊、粗焊錫進液鍋9為Φ 500 X H400mm，鋅金屬進液鍋1為Φ 300 X H300mm。
[0034]所述的從粗焊錫富集銀金屬的設備的使用方法:
[0035]將含Sn62 %、Pb38 %、Ag0.2 %的粗焊錫，加入到粗焊錫熔化鍋熔化，并升溫到200°C條件下，以0.2t/h的速度連續加入到設有4個溫度控制段的內槽中，內槽4個控制段溫度由高向低分別為410°C、350°C、280°C、200°C，同時將在鋅錠熔化鍋內熔化的450°C鋅液，按0.04t/h的速度連續加入到內槽中，螺旋軸的轉速為1.5n/min，粗焊錫和鋅液在螺旋軸上的葉片攪拌和推動下，在內槽中進行連續不斷合金化反應、連續不斷反復結晶與連續不斷恪化后，在高溫段出口，以0.008^11的速度產出含31115.03%、？匕4.97%^85.0%、21175.12%的鋅銀合金，銀的富集提高到25倍，在低溫度段出口，以0.232t/h的速度產出含Sn52.93%、Pb32.57%、Ag0.001% ,Znl4.55% 的低銀粗焊錫。實施例2
[0036]一種從粗焊錫富集銀金屬的設備，包括1kW電機、1:289調速減速器、高溫段出口、6組裝機總功率90kW可控溫加熱器、Φ 900 X L4700mm外槽、Φ 500 X L4800mm內槽、Φ 133 XL5500mm轉動軸、30塊葉片、Φ 800 X H700mm粗焊錫進液鍋、Φ 500 X H400mm鋅金屬進液鍋、低溫段出口，所述粗焊錫進液鍋、鋅金屬進液鍋獨立安裝在外槽旁邊，可控溫加熱器安裝在內槽與外槽之間，內槽的下部連接低溫段出口，內槽上部連接高溫段出口，內槽中間安裝轉動軸，葉片焊接在轉動軸上，轉動軸的前端與調速減速器連接，調速減速器的另一端與電機連接。
[0037]所述的從粗焊錫富集銀金屬的設備的使用方法:
[0038]將含Sn70 %、Pb29 %、Agl.0 %的粗焊錫，加入到粗焊錫熔化鍋熔化，并升溫到250°C條件下，以1.0t/h的速度連續加入到設有6個溫度控制段的內槽中，內槽6個控制段溫度由高向低分別為420 0C、390 °C、350 °C、310 °C、260 °C、210 °C，同時將在鋅錠熔化鍋內熔化的500°C鋅液，按0.25t/h的速度連續加入到內槽中，螺旋軸的轉速為1.5n/min，粗焊錫和鋅液在螺旋軸上的葉片攪拌和推動下，在內槽中進行連續不斷合金化反應、連續不斷反復結晶與連續不斷熔化后，在高溫段出口，以0.098t/h的速度產出含Snl2.03%、Pb4.28%、八810.0%、21173.69%的鋅銀合金，銀的富集提高到10倍，在低溫度段出口，以0.1152^11的速度產出含Sn59.74%、Pb24.81 %、Ag0.016%、Znl5.43% 的低銀粗焊錫。
[0039]實施例3
[0040]一種從粗焊錫富集銀金屬的設備，包括15kW電機、1:289調速減速器、高溫段出口、8組裝機總功率150kW可控溫加熱器、Φ 1200/1^6400臟外槽、0700/1^6500111111內槽、0 189 XL7000mm轉動軸、39塊葉片、Φ 900 X H800mm粗焊錫進液鍋、Φ 600 X H500mm鋅金屬進液鍋、低溫段出口，所述粗焊錫進液鍋、鋅金屬進液鍋獨立安裝在外槽旁邊，可控溫加熱器安裝在內槽與外槽之間，內槽的下部連接低溫段出口，內槽上部連接高溫段出口，內槽中間安裝轉動軸，葉片焊接在轉動軸上，轉動軸的前端與調速減速器連接，調速減速器的另一端與電機連接。
[0041 ]所述的從粗焊錫富集銀金屬的設備的使用方法:
[0042]將含Sn78 %、Pb20 %、Ag2.0 %的粗焊錫，加入到粗焊錫熔化鍋熔化，并升溫到300°C條件下，以2.0t/h的速度連續加入到設有8個溫度控制段的內槽中，內槽8個控制段溫度由高向低分別為430 0C、400 0C、370 °C、340 °C、300 °C、270 °C、240 °C、220 °C，同時將在鋅錠熔化鍋內熔化的550°C鋅液，按0.6t/h的速度連續加入到內槽中，螺旋軸的轉速為1.5n/min，粗焊錫和鋅液在螺旋軸上的葉片攪拌和推動下，在內槽中進行連續不斷合金化反應、連續不斷反復結晶與連續不斷熔化后，在高溫段出口，以0.198t/h的速度產出含Snll.54%、Pb3.18%、Ag20.0 %、Zn65.28 %的鋅銀合金，銀的富集提高到10倍，在低溫度段出口，以2.402t/h的速度產出含Sn63.99%、Pbl6.39%、Ag0.017%、Znl9.61 % 的低銀粗焊錫。
[0043]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種從粗焊錫富集銀金屬的設備，包括電機、調速減速器、高溫段出口、可控溫加熱器、外槽、內槽、轉動軸、葉片、粗焊錫進液鍋、鋅錠熔化鍋以及低溫段出口，其特征在于，具體結構和連接關系為:所述粗焊錫進液鍋和鋅錠熔化鍋獨立安裝在外槽旁邊，可控溫加熱器安裝在內槽與外槽之間，內槽的下部連接低溫段出口，內槽上部連接高溫段出口，內槽中間安裝轉動軸，葉片焊接在轉動軸上，轉動軸的前端與調速減速器的一端連接，調速減速器的另一端與電機連接。2.根據權利要求1所述的從粗焊錫富集銀金屬的設備，其特征在于，所述安裝在內槽與外槽之間的可控溫加熱器共有4?8組。3.根據權利要求1所述的從粗焊錫富集銀金屬的設備，其特征在于，所述由4?8個可控溫加熱器加熱的內槽，形成4?8個溫度段，不同溫度段之間存在溫度梯度，溫度依次降低，靠近高溫段出口處溫度最高為410?430°C，靠近低溫段出口處溫度最低為200?220°C。
【文檔編號】C22B25/08GK205710871SQ201620737111
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】陶政修, 龍浩, 廖柏俊, 楊茂峰, 陳光耀
【申請人】來賓華錫冶煉有限公司