[发明专利]一种用于降低镀锡液制备过程中锡泥产生量的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种装置，具体地，涉及一种用于降低镀锡液制备过程中锡泥产生量的装置，同时，本发明还涉及一种应用所述装置降低镀锡液制备过程中锡泥产生量的方法，应用于不溶性阳极的镀液制备。

背景技术

商品电镀锡板的生产方式分为两种：一种是使用不溶性阳极进行电镀锡，一种是使用可溶性锡阳极进行电镀锡。采用不溶性阳极，由于阳极电极不发生溶解，可以使阳极和被镀钢带的距离保持不变，因而镀层的厚度更均匀。同时不溶性阳极的寿命在10个月左右，这样就避免了可溶性阳极必须班班更换的繁重的体力劳动和承受现场开放式的恶劣操作环境的影响。

采用不溶性阳极电镀锡的方法与可溶性阳极的最大不同是不溶性阳极镀锡必须有一个进行镀锡液制备的装置。这是一个化学溶解锡的过程，通过吹氧加速锡氧化成Sn²⁺，但不可避免将产生Sn⁴⁺，即锡泥。

镀锡液制备的装置是一个内部充填有金属锡粒子，有镀液高速流动和吹入氧气使锡发生溶解的金属锡溶解罐。当金属锡粒子遇到氧时其表面就会生成氧化亚锡，氧化亚锡与镀锡液中的H⁺反应就生成我们需要的二价锡离子。过量的溶解氧又会与氧化亚锡反应生成氧化锡，由于氧化锡是不溶性的，所以就成为镀锡液中的淤泥，它的存在不仅会影响电镀的质量，同时也是一种锡资源损失的表现形式。

可溶性阳极电镀锡由于没有这种锡粒子和氧的强制性接触，它所产生的锡泥中锡的含量一般占总的锡金属的使用量的0.5~1.5%(锡泥中含有的锡/溶解锡)，而不溶性阳极在4~12%。因此，降低不溶性阳极电镀锡的锡泥损耗就成为该技术的一种追求。也是目前不溶性阳极电镀锡技术没有得到广泛应用的原因。

事实上，锡泥的来源由两方面的原因造成，一是不溶性阳极工艺所面临的独有的制锡过程中锡离子和纯氧气的强制性接触；另一方面是这二种工艺都要面对的电镀锡过程，电镀的过程会产生氧气，同时由于镀锡液是在开口的槽罐中运行的，在电镀的过程中势必会和空气接触，因此电镀的过程也会产生锡泥。世界上所有商业化的镀锡生产线其可溶性阳极电镀锡所产生的锡损耗率即锡泥中锡的含量占总的锡金属的使用量(锡泥中含有的锡÷金属锡的消耗量)的百分比为0.5~1.5%，而不溶性阳极电镀锡由于还有一个制锡过程，所有锡泥中锡的含量占总的锡金属的使用量的百分比在4~12%。因此，降低不溶性阳极电镀锡的锡泥损耗就成为该技术的一种追求。也是目前不溶性阳极电镀锡技术没有得到广泛应用的原因。

为了抑制锡溶解罐中的氧化亚锡进一步氧化成氧化锡沉淀而在镀液中生成锡泥，目前主要存在如下专利文献：

专利文献1：特开平3—180493号公报提出了对金属离子进行机械搅拌以加速锡的溶解速度，从而减少锡泥的发生量。实际上，机械搅拌的主要作用是使锡颗粒与吹入的氧气和流动的镀锡液更充分的均匀混合。该方法增加了设备投资，同时，在锡颗粒溶解罐有很大压力的情况下，搅拌器旋转轴穿过溶解罐部位的动态密封就显得十分重要，连续工作状态下正常工作的可靠性难以保证。增加的搅拌器也增加了能源的额外消耗。

专利文献2：特开平—131399号公报提出向混合室中的金属锡粒子供给溶解氧为300ppm以下的电镀液，减少过量氧情况的发生来减少锡泥的发生量。专利文献3：CN1993502A提供了一种将锡离子浓度控制在目标上下限之间，从而使锡离子生成速度接近锡离子的平均预定消耗速度，因而可以减少锡泥的产生的方法。该方法是在调整氧的吹入量的时候，根据钢带的运行速度计算出锡离子预定消耗速度随时间的变化量，每隔预定时间对所述锡离子生成速度进行划分，将在各划分的区间已经平均化的锡离子生成速度设定为平均随时间的变化量，以此来调整氧的吹入量，使得平均随时间的变化量相适应的锡离子浓度成为不超过控制目标上下限的锡离子生成速度。上述两个专利文献都是从如何减少过量的氧气吹入量入手来减少锡泥的产生，但方法繁琐且控制方法复杂，对控制精度要求较高，实施难度较大。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于降低镀锡液制备过程中锡泥产生量的装置，以及一种应用所述装置降低镀锡液制备过程中锡泥产生量的方法，在不增加额外设备的情况下，提供一个多孔网板的设计方案来保证锡溶解罐中的锡颗粒能处于理想的流态化状态，即锡颗粒在溶解罐中处于一种自由流动的状态，和含有溶解氧的镀锡液充分混合，避免局部过量氧的发生。另外同时增加混合室中锡颗粒的量，用过量的锡颗粒，保证最大的溶锡速率情况下氧气也不会过量，同时，通过合理的镀锡液组分的配比，使锡泥产生量降低到一个较低的水平。