一种锡铜烟灰回收方法与流程

本发明涉及烟灰回收领域，尤其涉及锡铜烟灰回收方法领域。

背景技术：

1、冶炼工艺中经常产生烟灰，烟灰中含有大量可用金属，对烟灰中金属的回收一直是工业中很重要的一环。尤其在铜工艺中，会产生大量的铜烟灰，不同工艺及用途得到含量不同的铜烟灰，对于锡含量高的锡铜烟灰，一般通过化学回收方法，如经过酸处理以分开溶于酸的金属如锡，及不溶于酸的金属铜，但由于锡铜烟灰中金属含量复杂，如还含有金属铅及金属锌等，导致这种化学方法无法得到高纯的单一金属；还有通过电化学的电解电镀方法回收金属，但设备工艺复杂且能耗高。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供该方法一种锡铜烟灰回收方法，该方法包含如下步骤：步骤p1、锡铜烟灰清洗

2、将所述锡铜烟灰在纯水中球磨并经过过滤及干燥程序得到锡铜烟灰粉；球磨可以打散团聚的颗粒，缩短之后的反应时间，同时提高锡的回收率；过滤程序可以去除一些溶于水的有机或无机杂质；

3、步骤p2、碳粉混合

4、将所述碳粉所述步骤p1干燥后得到的所述锡铜烟灰粉混合；步骤p2的混合是为步骤p3的搅拌加热做预混准备，目的是提高加热初期锡铜烟灰粉与碳粉的混合度，从而提高步骤p3的效率；

5、步骤p3、搅拌加热

6、将所述步骤p2得到的所述碳粉与所述锡铜烟灰粉的混合物，以预设温度在酸性气氛下搅拌加热；预设温度高于金属锡的熔点，但低于锡铜烟灰中其他金属的熔点，在此预设温度下，反应过程的原理如下，在酸性气氛下加热后，烟灰中的锡金属表面的氧化膜、锡合金表面的氧化膜破开，同时酸性气氛下氧含量很少，烟灰中的熔锡以单质形态与碳粉接触（此时酸性气氛类似助焊剂的作用，但由于没有表面活性剂的存在，酸性气氛降低熔锡在碳粉表面的张力的能力弱，但仍可以使熔锡接触碳粉但不会使得熔锡在碳粉表面团聚，同时碳粉的存在也阻止熔锡自我团聚），随着酸性气氛消失，氧气开始接触熔锡，使得熔锡接触碳粉部分的边缘开始氧化生成氧化锡，生成的氧化锡固化的碳粉表面，由于没有了酸性气氛，熔锡在碳粉表面的表面张力提高，使得碳粉表面的熔锡有收缩团聚倾向，这种收缩团聚与熔锡在碳粉表面的固化过程同时进行，从而最终形成，碳粉表面固化了大量细小二氧化锡颗粒；发明人进一步研究发现，随着碳粉体积缩小，则碳粉表面固化的二氧化锡颗粒也会相应变的细小均匀，如碳粉粒径到达微米纳米级别，则碳粉表面固化的二氧化锡颗粒也会大部分变为纳米颗粒。搅拌的作用是一方面使得锡与碳粉更充分接触，从而使得熔锡能够大量在碳粉表面附着，另一方面防止熔锡大量的自身团聚。

7、步骤p4、过筛

8、将步骤p3得到的混合物过筛，漏下去的粉料主要成分是铜粉混合物，而筛网上得到的粉料主要成分是碳粉及碳粉与二氧化锡的混合物，此过程筛网尺寸在碳粉粒径与步骤p1得到的所述锡铜烟灰粉粒径之间；

9、步骤p5、高温焙烧

10、对步骤p4中所述碳粉及碳粉与二氧化锡的混合物在空气或氧气气氛中进行高温焙烧生成二氧化锡粉；高温焙烧的温度超过碳粉的燃点而低于二氧化锡的熔点，这就可以使得碳粉在焙烧过程中被烧掉生成二氧化碳，从而剩下高纯的二氧化锡粉末。

11、对所述步骤p4中所用筛网孔径尺寸在所述碳粉粒径与所述步骤p1得到的所述锡铜烟灰粉粒径之间。

12、所述步骤p1中经过球磨得到的所述锡铜烟灰粉的中值粒径小于10um，所述碳粉的中值粒径大于50um。

13、所述碳粉包括碳纤维、碳管、石墨中的至少一种。

14、所述步骤p2的混合过程采用粉末混料机，且在通风橱中进行，因为碳粉及烟灰中的金属粉，当颗粒微小时在呼吸系统中，都很难被讲解，从而很容易引发呼吸系统疾病。

15、所述步骤p3的所述预设温度高于金属锡的熔点，但低于所述锡铜烟灰粉中其他金属的熔点，所述锡铜烟灰粉中金属成分及含量可通过x射线荧光光谱法测定，所述锡铜烟灰粉中其他金属的定义为在整体锡铜烟灰粉中质量百分含量高于1%。

16、所述预设温度范围在250℃至280℃之间，由于铅金属熔点为327℃，锡熔点为232℃，且对于微纳粉体来说，熔点会有响应降低，所述预设温度不能高于280℃，不然会造成铅融化而影响二氧化锡的纯度。

17、对步骤p3除了加热过程还包括保温及冷却过程，所述保温及冷却过程在空气或氧气气氛中进行，具体做法为，在p3的加热过程中通入氯化氢气体，当温度升高到所述预设温度后，停止氯化氢气体供应而改为空气或氧气供应。

18、所述步骤p3的所述酸性气氛可通过在所述步骤p2预混五水合四氯化锡来实现，由于加热过程中五水合四氯化锡会生成氯化氢气体，同时在预热过程中最终生成二氧化锡，从而不会对最终的二氧化锡产生干扰。

19、所述步骤p5中高温焙烧的温度超过所述碳粉的燃点而低于二氧化锡的熔点。

20、本发明公开的方法的优点为：本申请利用锡铜烟灰中锡熔点低的特性，同时借鉴焊接过程原理，通过在酸性气氛下高温焙烧的方法，将烟灰中的锡以二氧化锡的方式固定在碳粉中，由于高温焙烧过程中没有表面活性剂的存在，同时碳粉为微米级，从而最终能够得到纳米级二氧化锡；并通过前期球磨降低烟灰中颗粒尺寸小于筛网尺寸，但碳粉尺寸大于筛网尺寸，就可以通过简单的过筛方法，将含有二氧化锡的碳粉留在筛网上，之后在氧气存在下焙烧，就可以得到高纯的纳米级二氧化锡。

技术特征：

1.一种锡铜烟灰回收方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种锡铜烟灰回收方法，其特征在于，对所述步骤p4中所用筛网孔径尺寸在所述碳粉粒径与所述步骤p1得到的所述锡铜烟灰粉粒径之间。

3.根据权利要求2所述的一种锡铜烟灰回收方法，其特征在于，所述步骤p1中经过球磨得到的所述锡铜烟灰粉的中值粒径小于10um，所述碳粉的中值粒径大于50um。

4.根据权利要求3所述的一种锡铜烟灰回收方法，其特征在于，所述碳粉包括碳纤维、碳管、石墨中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的一种锡铜烟灰回收方法，其特征在于，所述步骤p2的混合过程采用粉末混料机。

6.根据权利要求3所述的一种锡铜烟灰回收方法，其特征在于，所述步骤p3的所述预设温度高于金属锡的熔点，但低于所述锡铜烟灰粉中其他金属的熔点，所述锡铜烟灰粉中金属成分及含量可通过x射线荧光光谱法测定，所述锡铜烟灰粉中其他金属的定义为在整体锡铜烟灰粉中质量百分含量高于1％。

7.根据权利要求6所述的一种锡铜烟灰回收方法，其特征在于，所述预设温度范围在250℃至280℃之间。

8.根据权利要求7所述的一种锡铜烟灰回收方法，其特征在于在，对步骤p3除了加热过程还包括保温及冷却过程，所述保温及冷却过程在空气或氧气气氛中进行。

9.根据权利要求7所述的一种锡铜烟灰回收方法，其特征在于在，所述步骤p3的所述酸性气氛可通过在所述步骤p2预混五水合四氯化锡来实现。

10.根据权利要求8或9所述的一种锡铜烟灰回收方法，其特征在于在，所述步骤p5中高温焙烧的温度超过所述碳粉的燃点而低于二氧化锡的熔点。

技术总结
本发明公开了一种锡铜烟灰回收方法，该方法包含如下步骤：步骤P1、锡铜烟灰清洗，将所述锡铜烟灰在纯水中球磨并经过过滤及干燥程序得到锡铜烟灰粉；步骤P2、碳粉混合，将所述碳粉所述步骤P1干燥后得到的所述锡铜烟灰粉混合；步骤P3、搅拌加热，将所述步骤P2得到的所述碳粉与所述锡铜烟灰粉的混合物，以预设温度在酸性气氛下搅拌加热；步骤P4、过筛，将步骤P3得到的混合物过筛，漏下去的粉料主要成分是铜粉混合物，而筛网上得到的粉料主要成分是碳粉及碳粉与二氧化锡的混合物；步骤P5、高温焙烧，对步骤P4中所述碳粉及碳粉与二氧化锡的混合物在空气或氧气气氛中进行高温焙烧生成二氧化锡粉；本申请可以得到高纯纳米级二氧化锡颗粒。

技术研发人员：李伟东,刘立瑞,盘鸿,李将
受保护的技术使用者：万载志成实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31