[其他]粗锡精炼除铅、铋的方法及装置

说明书

本发明是关于锡冶炼工艺中，精炼工序粗锡除铅、铋的方法及实现该方法的一种装置。

在现有技术中，粗锡精炼脱铅采用氯化法，脱铋则采用加碱金属除铋法。真空蒸馏法脱铅、铋处理低含铅的物料较为适宜，但作业费用较高。1943年美国人哈尔曾提出“哈尔共晶分离器”（Hall    Eutectic    Separator），联邦德国1976年用“结晶回流法”处理含铅1.36%的粗锡，可产出精锡与含铅5.6%的合金，但均未用于生产实践。

本发明的目的在于采用电热连续结晶机脱出粗锡中的铅和铋，产出精锡和焊锡。使生产过程连续化，减轻劳动强度，提高劳动生产率和有价金属的回收率。

结晶熔析法除铅：附图1是锡-铅二元系状态图。如图所示，在富锡端183℃～232℃范围内，任意成份（铅0-38.1%）的锡铅合金X，当温度下降到液相线Bc以下，就会析出一部份晶体（β固熔体），晶体含铅量比原锡铅合金含铅量低，而液体含铅比原来增加。创造条件，使粗锡在温度变化时产生的晶体和液体能随时分离，並将晶体温度逐渐上升，则不断析出液体，由于液体产生后立即与晶体分离，则晶体成份就沿AB线变化。温度上升至232℃，晶体的成份就趋近于纯锡，含铅量接近于零，从而使粗锡中含铅降低到任何牌号精锡的要求。另一方面液体温度降低，析出一些晶体而变成含铅量更高的液体，温度逐渐降低，析出的晶体与液体分离，液体的成份沿BC线变化，液体温度趋近于183.3℃时其成份就接近C点（共晶点），含铅量接近38.1%。

结晶熔析法除铋：附图2是锡-铋系状态图，富锡端液体粗锡降温结晶出d固熔体，含铋量减少，平衡液体金属中含铋升高，故粗锡中的铋也和铅一样，一同进入焊锡。但是，当粗锡含铅低，含铋较高。用结晶法分离铋效果较差，需按含铋量加入精铅到粗锡中再用结晶法处理，方能达到良好效果。

结晶熔析法处理粗锡，除了达到除铅、铋以获得精锡和焊锡外，由于铟、银与锡均能形成低熔点共晶体，故还能将粗锡中的铟和银富集到焊锡中。

附图3是该装置的示意图。

电热连续结晶机：包括有一个钢制内槽（1）和外槽（2），在内槽和外槽夹层内，从槽头到槽尾分成数段，按温度梯度的要求敷设电热元件（3）可采用电阻丝和其他电加热元件，槽内装有一根螺旋轴（4），轴上装有间断螺旋片（5），结晶槽装在可调节坡度的支承架（6）上。

含铅1-20%，铋0.1-2%的粗锡，在结晶机内连续除铅铋。产出不同牌号的精锡和焊锡，首先应在结晶机的两端严格控制由铅、锡共晶熔点183℃至精锡熔点232℃之间的温度梯度，其次，要使结晶熔析过程中的晶体和液体分离，可转螺旋器是达到此目的的装置。螺旋器是由扇形叶片交错焊接在螺旋轴上，三片绕轴一周，螺距在进料口（7）至精锡排出口（9）之间的熔析段为450毫米，在进料口至焊锡放出口（8）之间的结晶段为350毫米，叶片与轴倾角为86.5度，螺旋器转速为1～2.5转/分。结晶机安装坡度可从2度到10度调节。

电热连续结晶机消耗的电功率，应满足工艺过程的要求，其数量需根据每台结晶机处理粗锡的数量，通过详细的热平衡计算来确定。电阻丝的布置分为常开负荷和调节负荷，常开负荷在通电后应保证在内槽中熔融物料形成的温度梯度。调节负荷根据温度的高低进行调节。由于空气的对流和热传导作用，从槽头到槽尾自然地形成了稳定的温度梯度，满足了工艺上的要求。

本发明的优点是：用电热连续结晶机能连续处理不同成份的粗锡，产出不同牌号的精锡（国家标准）和焊锡。具有过程简单，生产效率高，劳动条件好，锡的直接回收率高和成本低等优点。

实施例可进一步说明本发明。

实例1

原料含铅17.39%，铋0.1%，锡81.9%的粗锡。连续加入结晶机中，结晶机螺旋转速保持2转/分精锡端温度230℃～231℃，焊锡端185℃，槽体坡度为5度，产出精锡含锡99.95%，铅0.037%，铋0.002%，焊锡含锡67%，铅31.9%，铋0.22%。

实例2

粗锡含铅11.18%，铋0.114%，锡88.5%，连续加入结晶机内，螺旋转速2.5转/分，结晶机内槽精锡端温度230-231℃，焊锡端192℃，槽体坡度7度，产出精锡含锡99.75%，铅0.054%，铋0.003%，焊锡含锡66.81%，铅32.90%，铋0.28%。直接回收率锡96-97%，铅97-98%，处理量30-45吨/台·天。粗锡作业成本9-10元/吨粗锡。

实例3

粗锡含铅5%，铋0.2%、锡94.7%。连续加入结晶机内，螺旋转速1.5转/分，结晶机内槽精锡端温度230-231℃，焊锡端温度186℃，槽体坡度7度，产出精锡含锡99.9%，铅0.016%、铋0.03%。焊锡含锡66.4%，铅32.54%，铋0.85%。