本發明屬于二次資源回收利用領域,具體涉及一種廢鍍錫電線的回收方法。
技術背景:
隨著電力通訊事業的飛速發展,社會對電線電纜的需求日益增加,隨之而來的廢電線電纜也與日俱增,加上金屬資源日益匱乏,國際銅、錫價格高居不下,廢電線電纜的回收對經濟和社會都具有重要意義。由于傳統的導體銅線在高溫擠塑時會有部分氧化,且易在導線連接時容易出現接觸不良,因此,現有的銅導線普遍在表面鍍錫以使其具有良好的抗腐蝕性能和焊接性能。
對于大多數廢鍍錫銅線,由于很難剝線或剝線效率低,通常采用粉碎技術處理。粉碎技術是通過切斷機和粉碎機等機械設備將廢電線電纜直接破碎成顆粒狀,再通過分選設備將塑料和金屬分離開來。可以看出,現有的廢電線電纜的回收技術著重于分離銅和塑料,而對銅導線上的錫鍍層的分離回收無能為力。對于廢鍍錫銅線表面的錫鍍層的分離回收技術而言,從現有技術來看,主要有酸浸法和電解法兩種,但存在回收成本高、工藝流程長等問題。
因此,需要研發一種從廢鍍錫電線中徹底分離錫、銅、塑料的方法,實現高效資源化。
技術實現要素:
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本發明所要解決的技術問題是提供一種方法簡單、無污染、成本低、回收率高的廢鍍錫電線的回收方法。
本發明一種廢鍍錫電線的回收方法,通過以下步驟實現:
1)真空離心熱解:將廢鍍錫銅線置于真空容器的離心分離裝置中,升溫至450℃保持恒溫30min,廢鍍錫銅線表面的塑料熱解,熱解揮發物從真空容器中分離后冷卻液化為液體油;熱解的同時,利用離心分離裝置將廢鍍錫銅線表面的碳化物、大部分錫鍍層與銅線分離,另一部分極薄的錫殘留在銅線上;
2)電解:將步驟1)獲得的銅線裝入碳鋼制成的陽極框中,以碳鋼板作為陰極,電解液為NaSnO3-NaOH溶液,氫氧化鈉濃度為50g/L,控制電流密度180A/m2,槽電壓為0.4V,銅線表面上的錫被氧化成錫離子進入電解液中,陰極上將電解液中的錫還原成金屬海綿錫,當陽極框內有氣泡產生時停止電解;
3)拋光:將步驟2)得到的銅線置入清水中清洗,再放入稀鹽酸溶液中浸泡10min,再用清水清洗,即獲得光亮的銅線。
本發明一種廢鍍錫電線的回收方法,真空離心熱解的體系壓力為20kpa。
本發明一種廢鍍錫電線的回收方法,真空離心熱解過程的離心轉速保持800rpm。
本發明一種廢鍍錫電線的回收方法,電解過程中錫離子濃度為18g/L。
本發明一種廢鍍錫電線的回收方法,拋光過程中稀鹽酸溶液濃度為1mol/L。
采用上述技術方案的一種廢鍍錫電線的回收方法,其工作原理及過程簡述如下:
本發明將廢鍍錫電線裝入真空容器的離心分離裝置——熱解與離心復合機的轉鼓中,轉鼓為空心且側面和底部帶有篩孔,將體系進行抽真空處理,加熱至廢鍍錫銅線表皮塑料的熱解溫度,塑料即熱解揮發,揮發物抽出冷卻成油,塑料皮熱解后殘留了積碳在銅線表面;同時啟動離心分離裝置——轉鼓,銅線表面上殘留的碳與大部分熔融態錫在離心力的作用下甩出,與銅線分離,只殘留了少量的錫在銅線的表面上;隨后采用電解的方式分離回收殘留在銅線表面的錫。
本發明人發現,若單獨采用真空熱解離心分離方法,殘留在銅線表面的錫得不到較為徹底的回收;若采用直接剝線+電解的方式,所需的試劑量巨大,能耗高,成本高;本發明采用將真空熱解分離+電解的方法,省去了剝線過程,塑料皮熱解后得到的熱解油可用作燃料,大部分錫通過物理過程得到回收,且在真空狀態下,在塑料皮熱解積碳的保護下不會氧化,得到較高品質的單質錫;然后通過電解過程實現少量錫的回收。申請人發現,目前廢鍍錫電線中錫占金屬總量的3%甚至更多,在本發明中,通過真空離心分離的方式脫除90%以上的錫(此過程基本上實現零成本回收錫),剩余的10%以下的錫交由電解過程完成。通過技術經濟性比較即可知:本發明將真空熱解離心分離方法和電解方法結合,省去了剝線過程,相對于純電解方法而言大大降低了電解能耗、電解試劑,顯著降低了回收成本,提高了回收效率,得到了意想不到的技術效果。
將兩種技術結合后的技術效果比每項技術特征效果的綜合更優越。
本發明的有益效果是:
本發明一種廢鍍錫電線的回收方法,工藝方法簡單,回收效率高、成本低,廢鍍錫電線中的銅、錫、塑料都得到較高質量的資源化回收,適合于大規模的工業化回收應用。
附圖說明:
圖1為一種廢鍍錫電線的回收方法的工藝流程圖。
具體實施方式:
實施例1
1)取1kg廢鍍錫銅線置于真空容器的離心分離裝置中,升溫至450℃保持恒溫30min,體系內的壓力不高于20kpa,廢鍍錫銅線表面的塑料熱解,熱解揮發物從真空容器中分離后冷卻液化為液體油;熱解的同時,利用離心分離裝置將廢鍍錫銅線表面的碳化物、大部分錫鍍層與銅線分離,轉速保持800rpm,另一部分極薄的錫殘留在銅線上;
2)電解:將步驟1)獲得的銅線裝入碳鋼制成的陽極框中,以碳鋼板作為陰極,電解液為NaSnO3-NaOH溶液,其中錫離子濃度為18g/L,氫氧化鈉濃度為50g/L,控制電流密度180A/m2,槽電壓為0.4V,銅線表面上的錫被氧化成錫離子進入電解液中,陰極上將電解液中的錫還原成金屬海綿錫,當陽極框內有氣泡產生時停止電解;
3)將步驟2)得到的銅線置入清水中清洗,再放入1mol/L的稀鹽酸溶液中浸泡10min,再用清水清洗,即獲得高純度的銅線。
實驗結果如下:
廢鍍錫銅線回收產物情況:
熱解油:153g
積碳:62g
真空熱解離心分離得到的錫:27.3g
銅線:743g(含銅量:99.91%)
電解過程得到的海綿錫:2.6g。