专利名称：一种镀锡铜米分离回收金属铜锡的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明属于镀锡铜料回收处理，特别涉及镀锡铜米直接回收金属铜锡的方法和装置。
背景技术：
电子及通讯工业使用大量的镀锡铜线，在镀锡铜线的生产及使用过程中，不可避 免的产生大量的废镀锡线，对这部分镀锡铜线的处理，除一部分用于生产青铜合金外，对于 其他利用场合，都要求脱除铜线上的镀锡层。镀锡铜线中锡含量大约1衬％左右，铜含量在 98%以上，具有很高的回收价值。目前，国内外主要采用火法、火法电解方法、电化学方法和化学方 法回收镀锡铜 线。中国发明专利95111809. 9利用火法在特定熔融介质中回收锡，达到铜锡分离的效果。 但是存在能耗高，分离不彻底等问题。火法电解方法是将废料冶炼成电解铜板，通过电解达 到分离铜锡效果，该方法存在能耗高，工艺路线长，生产成本高的缺点。电化学方法可以不 浸蚀铜基体，并能回收海绵锡，洗涤后熔炼除杂，即可得到99. 9%的锡，但是由于镀锡铜线 中锡含量不一，很难控制电化学回收工艺，很难大规模生产。部分企业把废旧镀锡铜线置于 工业盐酸中，利用三氯化铁或者双氧水等氧化剂分离铜锡，达到回收铜的效果，但是该方法 对铜存在一定的腐蚀。中国发明专利200910090636. 9提出硫酸铜置换-堆浸工艺回收废旧镀锡铜线中 的铜锡，解决镀锡铜线工业化生产问题。由于镀锡铜米粒度小，浸润性差，利用堆浸等工艺 很难实现镀锡铜米的铜锡分离。本发明提出采用专门的浸出装置和工艺实现镀锡铜米的铜 锡分离，采用电解方法直接得到金属锡。
发明内容
本发明的目的主要解决镀锡铜米铜锡分离并电解回收金属锡，提出采用专门的浸 出工艺和装置回收废旧镀锡铜线中的金属铜锡，不仅能够保证有效分离铜锡，而且处理工 艺流程短、设备简单、投资少、上马快、不造成二次污染。本发明所述的一种镀锡铜米分离回收金属铜锡的方法如下(1)将镀锡铜米装入铜锡分离专用装置中进行铜锡分离处理，步骤如下甩浸将镀锡铜米置于浸液中进行甩浸，温度为40 60°C，甩浸时间为5 15分 钟，转速为50 3000rpm，得到浸渣及浸后液；漂洗将浸渣置于新鲜浸液中进行漂洗，所述新鲜浸液由硫酸铜、98%硫酸和少量 硫酸亚锡水溶液组成，其中硫酸铜浓度为160 320g/L，98%硫酸浓度为80 150mL/L，漂 洗时间为5 10分钟，转速为50 3000pm，得漂洗后液；水洗漂洗后的浸渣进行水洗，水洗时间为5 10分钟，转速为50 3000rpm，得 水洗后液；脱水水洗后的浸渣进行脱水，脱水时间为3 5分钟，转速为1500 3000rpm，得脱锡铜米；(2)在步骤1. 1所得浸后液中加入锡锭进行除铜处理，处理温度为40 60°C，直 到浸液蓝色完全消除为止，过滤得到滤液和铜粉；(3)将滤液在电解槽中进行电解得到金属锡和电解后液，亚锡离子浓度60 120g/L，阴极电流密度0. 5 3A/dm2，温度20 40°C，直到溶液中亚锡离子浓度彡15g/L时 停止电解，得金属锡及电解后液；(4)在步骤 1. 1所得水洗后液中加入适量的铜粉并鼓入空气，其中铜粉加入量为 再生新鲜浸液中硫酸铜所需的铜量的1. 5倍，反应温度为85 95°C，反应时间为2 4小 时，得到再生液；(5)将再生液与步骤1. 3所得电解后液混合，利用水、硫酸铜、98%硫酸调节溶液 中硫酸铜和硫酸的浓度，使得硫酸铜浓度为160 320g/L，98%硫酸浓度为80 150mL/L， 得到新鲜浸液并用于下次镀锡铜米工艺。进一步的，所述步骤(1)中，漂洗所得的漂洗后液可循环使用，作为甩浸用的浸 液。本发明所述的一种镀锡铜米分离回收金属铜锡的铜锡分离装置该装置包括专用浸出设备(1)、漂洗后液槽(2)、新鲜浸液槽(3)、水洗槽(4)、耐酸 泵(5、6·、7)和管道(8、9、10、11、12、13)；所述专用浸出设备(1)顶部通过管道(8)与漂洗后液槽(2)连通，耐酸泵(5)安 装在管道⑶上；所述专用浸出设备(1)顶部通过管道(9)与新鲜浸液槽(3)连通，耐酸泵(6)安 装在管道(9)上；所述专用浸出设备⑴顶部通过管道(10)与水洗槽⑷连通，耐酸泵(7)安装在 管道(10)上；所述专用浸出设备(1)底部通过管道(11)与新鲜浸液槽(3)连通；所述专用浸出设备(1)底部通过管道(12)与漂洗后液槽(2)连通；所述专用浸出设备⑴底部通过管道(13)与水洗槽⑷连通。进一步的，所述专用浸出设备(1)包括进料口(14)、内筒(I5)、外筒(ie)、动力输 入轴(17)、支架(18)、出料口(19)、变速器(20)和驱动电机(21)；所述专用浸出设备⑴的内筒(15)与动力输入轴(17)连接，驱动电机(21)、变速 器(20)和动力输入轴(17)相连，驱动电机(21)通过变速器(20)和动力输入轴(17)驱动 内筒(15)旋转实现专用浸出设备(1)的浸出、漂洗、水洗和脱水功能；所述专用浸出设备⑴的内筒(15)、外筒(16)与支架(18)固定连接；所述专用浸出设备(1)的内筒(15)上端带有进料口(14)，外筒底部带有出料口 (19)，物料直接通过进料口(14)进入到内筒(15)中，漂洗后液通过管道(8)插入进料口 (14)进入到内筒(15)中，新鲜浸液通过管道(9)插入进料口(14)进入到内筒(15)中，水 洗液通过管道(10)插入进料口(14)进入到内筒(15)中；物料直接通过出料口(19)进行 卸料，漂洗后液通过出料口(19)与管道(12)相连流回漂洗后液槽(2)中，新鲜浸液通过出 料口(19)与管道(11)相连并流回新鲜浸出槽(3)中，水洗后液和脱水液通过出料口(19) 与管道(13)相连并流回水洗槽(4)中。
进一步的，所述的内筒(15)由多块耐酸耐磨板(22)构成，所述各耐酸耐磨板(22) 上开有小孔，各耐酸耐磨板(22)之间具有一定空隙。本发明具有工艺简单易行、所用原料和设备都比较常见且廉价、进出速度快、浸液 循环使用和无污染、锡脱除率和回收率高等特点。
图1表示镀锡铜米分离 回收金属铜锡方法总工艺流程图。图2表示铜锡分离工艺流程图。图3表示铜锡分离装置示意图。其中，专用1.浸出设备；2.浸液槽；3.新鲜浸液 槽；4.水洗槽；5、6、7.耐酸泵和8、9、10、11、12、13.管道。图4表示专用浸出设备装置示意图。其中14.进料口 ；15.内筒；16.外筒；17.动 力输入轴；18.外壳；19.出料口 ；20.变速器和21.驱动电机；22.耐酸耐磨板。图5表示内筒的耐酸耐磨板结构示意图。
具体实施例方式本发明工艺的实施例如下实施例1将100公斤装入专用浸出设备中进行铜锡分离处理，甩浸时温度为40°C，时间为 15分钟，转速为50rpm，漂洗所用新鲜浸液中硫酸铜浓度为160g/L，98%硫酸浓度为SOmL/ L,时间为10分钟，转速为50rpm，水洗时间为10分钟，转速为50rpm，脱水时间为3分钟，转 速为3000rpm ；将浸液加入过量的锡锭进行去铜处理，处理温度为40°C，直到浸液蓝色完全 消除为止，过滤得到滤液体和铜粉；将滤液在电解槽中进行电解，阴极电流密度0. 5A/dm2， 温度20°C，直到溶液中亚锡离子浓度为14g/L时停止电解，得到金属锡和电解后液；将水 洗后液中加入适量的铜粉并鼓入空气，其中铜粉加入量为再生堆浸液中硫酸铜所需的铜量 的1. 5倍，反应温度为85°C，反应时间为2小时；将再生液与电解后液混合，利用水、硫酸 铜、98%硫酸调节溶液中硫酸铜和硫酸的浓度，使得硫酸铜浓度为320g/L，98%硫酸浓度为 150mL/L。锡脱除率为98. 2%，锡回收率为97. 3%。实施例2将100公斤装入专用浸出设备中进行铜锡分离处理，甩浸时温度为60°C，时间为5 分钟，转速为3000rpm，漂洗所用新鲜浸液为实施例中1制备的新鲜浸液，时间为5分钟，转 速为3000rpm，水洗时间为5分钟，转速为3000rpm，脱水时间为5分钟，转速为1500rpm ；将 浸液加入过量的锡锭进行去铜处理，处理温度为60°C，直到浸液蓝色完全消除为止，过滤得 到滤液体和铜粉；将滤液在电解槽中进行电解，阴极电流密度3A/dm2，温度40°C，直到溶液 中亚锡离子浓度为15g/L时停止电解，得到金属锡和电解后液；将水洗后液中加入适量的 铜粉并鼓入空气，其中铜粉加入量为再生堆浸液中硫酸铜所需的铜量的1.5倍，反应温度 为95°C，反应时间为4小时；将再生液与电解后液混合，利用水、硫酸铜、98%硫酸调节溶液 中硫酸铜和硫酸的浓度，使得硫酸铜浓度为200g/L，98%硫酸浓度为100mL/L。锡脱除率为 97. 5%，锡回收率为96.8%。实施例3
将100公斤装入专用浸出设备中进行铜锡分离处理，甩浸时温度为50°C，时间为12分钟，转速为1500rpm，漂洗所用新鲜浸液为实施例2所制备的新鲜浸液，时间为7分钟， 转速为1200rpm，水洗时间为8分钟，转速为1500rpm，脱水时间为4分钟，转速为2500rpm ； 将浸液加入过量的锡锭进行去铜处理，处理温度为50°C，直到浸液蓝色完全消除为止，过滤 得到滤液体和铜粉；将滤液在电解槽中进行电解，阴极电流密度2A/dm2，温度30°C，直到溶 液中亚锡离子浓度为13g/L时停止电解，得到金属锡和电解后液；将水洗后液中加入适量 的铜粉并鼓入空气，其中铜粉加入量为再生堆浸液中硫酸铜所需的铜量的1.5倍，反应温 度为90°C，反应时间为3小时；将再生液与电解后液混合，利用水、硫酸铜、98%硫酸调节溶 液中硫酸铜和硫酸的浓度，使得硫酸铜浓度为250g/L，98%硫酸浓度为120mL/L。锡脱除率 为99. 1 %，锡回收率为98. 1 %。实施例4将100公斤装入专用浸出设备中进行铜锡分离处理，甩浸时温度为45°C，时间为 13分钟，转速为2500rpm，漂洗所用新鲜浸液为实施例3所制备的新鲜浸液，时间为9分钟， 转速为2800rpm，水洗时间为6分钟，转速为2700rpm脱水时间为5分钟，转速为2000rpm，； 将浸液加入过量的锡锭进行去铜处理，处理温度为55°C，直到浸液蓝色完全消除为止，过滤 得到滤液体和铜粉；将滤液在电解槽中进行电解，阴极电流密度2. 5A/dm2，温度25°C，直到 溶液中亚锡离子浓度为14. 5g/L时停止电解，得到金属锡和电解后液；将水洗后液中加入 适量的铜粉并鼓入空气，其中铜粉加入量为再生堆浸液中硫酸铜所需的铜量的1.5倍，反 应温度为92°C，反应时间为3. 5小时；将再生液与电解后液混合，利用水、硫酸铜、98%硫酸 调节溶液中硫酸铜和硫酸的浓度，使得硫酸铜浓度为280g/L，98%硫酸浓度为120mL/L。锡 脱除率为98. 5%，锡回收率为97. 6%。本发明所述的一种镀锡铜米分离回收金属铜锡的铜锡分离装置，如图3所示该 装置包括专用浸出设备1、浸液槽2、新鲜浸液槽3、水洗槽4、耐酸泵5、6.、7和管道8、9、10、 11、12、13。专用浸出设备1顶部通过管道8与漂洗后液槽2连通，耐酸泵5安装在管道8 上，耐酸泵5抽取浸液通过管道8到达专用进出设备1对镀锡铜米进行甩浸；专用浸出设备 1顶部通过管道9与新鲜浸液槽3连通，耐酸泵6安装在管道9上，耐酸泵6抽取新鲜浸液 通过管道9到达专用进出设备1对镀锡铜米进行漂洗；专用浸出设备1顶部通过管道10与 水洗槽4连通，耐酸泵7安装在管道10上，耐酸泵7抽取水洗液通过管道10到达专用进出 设备1对镀锡铜米进行水洗；专用浸出设备1底部通过管道11与新鲜浸液槽3连通；专用 浸出设备1底部通过管道12与漂洗后液槽2连通；专用浸出设备1底部通过管道13与水 洗槽4连通。如图4所示，上述技术方案可以作进一步的改进，其中，专用浸出设备1包括进料 口 14、内筒15、外筒16、动力输入轴17、支架18、出料口 19、变速器20和驱动电机21 ；专用 浸出设备1的内筒15与动力输入轴17连接，驱动电机21、变速器20和动力输入轴17相 连，驱动电机21通过变速器20和动力输入轴17驱动内筒15旋转实现专用浸出设备1的 浸出、漂洗、水洗和脱水功能；专用浸出设备1的内筒15、外筒16与支架18固定连接；专用 浸出设备1的内筒15上端带有进料口 14，外筒底部带有出料口 19，物料直接通过进料口 14进入到内筒15中，漂洗后液通过管道8插入进料口 14进入到内筒15中，新鲜浸液通过 管道9插入进料口 14进入到内筒15中，水洗液通过管道10插入进料口 14进入到内筒15中；物料直接通过出料口 19进行卸料，漂洗后液通过出料口 19与管道12相连流回漂洗后 液槽2中，新鲜浸液通过出料口 19与管道11相连并流回新鲜浸出槽3中，水洗后液和脱水 液通过出料口 19与管道13相连并流回水洗槽4中。 如图5所示，内 筒15可以由多块耐酸耐磨板22构成，所述各耐酸耐磨板22上开 有小孔，各耐酸耐磨板22之间具有一定空隙。
权利要求
一种镀锡铜米分离回收金属铜锡的方法，所述方法如下1.1将镀锡铜米装入铜锡分离专用装置中进行铜锡分离处理，步骤如下甩浸将镀锡铜米置于浸液中进行甩浸，温度为40～60℃，甩浸时间为5～15分钟，转速为50～3000rpm，得到浸渣及浸后液；漂洗将浸渣置于新鲜浸液中进行漂洗，所述新鲜浸液由硫酸铜、98％硫酸和少量硫酸亚锡水溶液组成，其中硫酸铜浓度为160～320g/L，98％硫酸浓度为80～150mL/L，漂洗时间为5～10分钟，转速为50～3000pm，得漂洗后液；水洗漂洗后的浸渣进行水洗，水洗时间为5～10分钟，转速为50～3000rpm，得水洗后液；脱水水洗后的浸渣进行脱水，脱水时间为3～5分钟，转速为1500～3000rpm，得脱锡铜米；1.2在步骤1.1所得浸后液中加入锡锭进行除铜处理，处理温度为40～60℃，直到浸液蓝色完全消除为止，过滤得到滤液和铜粉；1.3将滤液在电解槽中进行电解得到金属锡和电解后液，亚锡离子浓度60～120g/L，阴极电流密度0.5～3A/dm2，温度20～40℃，直到溶液中亚锡离子浓度≤15g/L时停止电解，得金属锡及电解后液；1.4在步骤1.1所得水洗后液中加入适量的铜粉并鼓入空气，其中铜粉加入量为再生新鲜浸液中硫酸铜所需的铜量的1.5倍，反应温度为85～95℃，反应时间为2～4小时，得到再生液；1.5将再生液与步骤1.3所得电解后液混合，利用水、硫酸铜、98％硫酸调节溶液中硫酸铜和硫酸的浓度，使得硫酸铜浓度为160～320g/L，98％硫酸浓度为80～150mL/L，得到新鲜浸液并用于下次镀锡铜米工艺。
2.根据权利要求1所述的一种镀锡铜米分离回收金属铜锡的方法，其特征在于所述 步骤1. 1中，漂洗所得的漂洗后液可循环使用，作为甩浸用的浸液。
3.一种实施权利要求1所述方法的铜锡分离装置，其特征在于该装置包括专用浸出设备(1)、漂洗后液槽(2)、新鲜浸液槽(3)、水洗槽(4)、耐酸泵 (5,6.、7)和管道(8、9、10、11、12、13)；所述专用浸出设备(1)顶部通过管道(8)与漂洗后液槽(2)连通，耐酸泵(5)安装在 管道⑶上；所述专用浸出设备(1)顶部通过管道(9)与新鲜浸液槽(3)连通，耐酸泵(6)安装在 管道(9)上；所述专用浸出设备(1)顶部通过管道(10)与水洗槽(4)连通，耐酸泵(7)安装在管道 (10)上；所述专用浸出设备(1)底部通过管道(11)与新鲜浸液槽(3)连通； 所述专用浸出设备(1)底部通过管道(12)与漂洗后液槽(2)连通； 所述专用浸出设备(1)底部通过管道(13)与水洗槽(4)连通。
4.如权利要求3所述的铜锡分离装置，其特征在于所述专用浸出设备(1)包括进料 口 (14)、内筒(15)、外筒(16)、动力输入轴(17)、支架(18)、出料口 (19)、变速器(20)和驱 动电机(21)；所述专用浸出设备(1)的内筒(15)与动力输入轴(17)连接，驱动电机(21)、变速器 (20)和动力输入轴(17)相连，驱动电机(21)通过变速器(20)和动力输入轴(17)驱动内 筒(15)旋转实现专用浸出设备(1)的浸出、漂洗、水洗和脱水功能；所述专用浸出设备⑴的内筒(15)、外筒(16)与支架(18)固定连接； 所述专用浸出设备(1)的内筒(15)上端带有进料口(14)，外筒底部带有出料口(19)， 物料直接通过进料口(14)进入到内筒(15)中，漂洗后液通过管道(8)插入进料口(14)进 入到内筒(15)中，新鲜浸液通过管道(9)插入进料口(14)进入到内筒(15)中，水洗液通 过管道(10)插入进料口(14)进入到内筒(15)中；物料直接通过出料口(19)进行卸料， 漂洗后液通过出料口(19)与管道(12)相连流回漂洗后液槽(2)中，新鲜浸液通过出料口 (19)与管道(11)相连并流回新鲜浸出槽(3)中，水洗后液和脱水液通过出料口(19)与管 道(13)相连并流回水洗槽⑷中。
5.如权利要求3所述的铜锡分离装置，其特征在于所述的内筒(15)由多块耐酸耐磨板 (22)构成，所述各耐酸耐磨板(22)上开有小孔，各耐酸耐磨板(22)之间具有一定空隙。
全文摘要
本发明涉及湿法分离回收金属铜米中金属铜锡的方法和装置。按设计要求将镀锡铜米装入专用浸出设备中进行铜锡分离处理；将浸液加入过量的锡锭进行去铜处理，直到浸液蓝色完全消除为止，过滤得到滤液和铜粉；将滤液在电解槽中进行电解得到金属锡和电解后液；将水洗后液中加入适量的铜粉并鼓入空气进行再生；将再生液与电解后液混合，利用水、硫酸铜、98％硫酸调节溶液中硫酸铜和硫酸的浓度，得到新鲜浸液并用于下次镀锡铜米工艺。该铜锡分离处理装置主要由专用浸出设备、浸液槽、新鲜浸液槽和水洗槽部分组成。本方法和装置具有工艺简单易行，所用原料和设备都比较常见且廉价的特点。
文档编号H01B15/00GK101937742SQ20101027956
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者刘波, 张深根, 李彬, 潘德安, 田建军 申请人:北京科技大学