由廢舊的錫改換成一種可以循環再生的錫。
基本介紹
- 中文名：再生錫
- 別名：廢錫
- 定義：工業生產過程中的錫金屬廢料
- 目的：保護環境免受污染
- 來源：巴氏軸承合金、易熔合金和焊料
- 方法：氧化劑電解法
產品介紹,錫再回收,分類,發展展望,
產品介紹
再生錫，又稱為廢錫。是指生活中的錫廢棄物或工業生產過程中的錫金屬廢料 等。
錫是稀缺和價貴的重金屬，從這些含錫廢料中回收錫，再生錫既可以保護環境免受污染，又可以充分利用錫的二次資源以補充世界原生錫礦產資源的不足。再生錫的生產成本一般比原生錫低廉，而用於生產再生錫的含錫廢雜物料，隨著經濟的發展在不斷增加。因此，世界各國都重視錫的再生，工業已開發國家再生錫量相當原生錫產量的40%左右。
再生錫是從回收錫廢雜物料冶金過程後得出的。煉化再生錫的廢雜物料包括鐵廢料、含錫合金廢料和熱鍍錫渣等三大類。鐵廢料含錫低(0.5%～2%)，數量大，全世界每年消費的馬口鐵數量達1800萬t。含錫合金廢料種類繁多，有各種巴氏軸承合金、易熔合金、焊料(以上三種統稱鉛錫合金)、錫青黃銅廢料等，一般含錫2%～5%或更高，同時含有鉛、銅、銻、鋅等有回收價值的組分。熱鍍錫渣含錫最高，數量較少。工業上一般分別從馬口鐵、鉛錫合金、錫青黃銅和熱鍍錫渣廢料中回收錫。從含錫廢料回收的錫稱為再生錫。以別於直接從精礦中生產的原生錫。
錫再回收
鐵廢料主要有鐵生產廠的邊角料、廢舊罐頭盒、飲料罐等。廢料首先經過分類、剪下、脫油、洗滌和乾燥等準備作業，然後進行脫錫和回收錫。按脫錫方法不同，工業上採用氯化法、鹼液浸出法和電解法回收錫。
氯化法 用氯氣把錫氯化成氯化錫(SnCl4)。這種方法要求原料不帶有機物和水分，過程中要用冷卻器排除反應放出的熱量使反應在低溫(311K)下進行，以減少鐵的氯化。隨著液態SnCl4的生成，反應器內壓力減小，此時須逐漸加壓以保持氯氣壓力在0.7×10～2.03×10Pa。當壓力不再下降時，表示反應完成。產出的液體SnCl4通過蒸餾分離鐵和游離氯氣後，可作為產品出售，也可用置換法或電解沉積法生產金屬錫。氯化法適用於大規模生產，氯化效率達97%～99%。經氯化處理後的鐵含錫0.05%～0.1%，作為煉鋼廠的再生原料。
鹼液浸出法 用熱鹼溶液溶出錫的過程。在含NaOH180～200g/L的溶液中加入氧化劑，浸出溫度控制在353～363K，使馬口鐵表面的錫生成錫酸鈉(Na2SnO4)溶解出來。過去曾廣泛使用過硝石(NaNO3)氧化劑，現已逐漸被硝基苯甲酸(NO2C6H4COOH)等有機氧化劑所代替。後者的優點是氧化速度快，生成4價錫離子，有機氧化劑靠空氣中的氧就可以再生。將馬口鐵碎片裝入浸沒在浸出槽內的有孔轉鼓中，錫在鹼液中的溶解便連續進行。浸出液含錫達15g/L時即可排出，然後用CO2、NaHCO3、Ca(OH)2及H2SO4等沉澱錫。含錫沉澱物經還原得金屬錫；也可用Na2S淨化浸出液後生產SnO2化合物；還可用電解沉積法直接生產電錫。處理後的馬口鐵含錫0.04%。
電解法 廢鐵裝入可旋轉的鐵絲籃中作為陽極，鐵極為陰極，在槽電壓0.5～2.5V、電流密度100～130A/m和溫度338～348K條件下，於含NaOH47～65g，/L、Na2SnO315～25g/L的電解液中進行電解。陽極發生錫的溶解反應：
Sn+6OH-4e=Sn(OH)6
陰極發生錫的還原析出反應：
Sn(OH)6+4e=Sn+6OH
產生的陰極錫為海綿狀。海綿錫經過壓團、熔化可得到含錫98%左右的粗錫。錫的總回收率為95%～98%，錫的脫除率為99%，電流效率為90%，每噸錫耗電3000～4000kW·h，耗鹼750～900kg。
研究表明，電解法產生海綿錫是由於2價錫離子的放電引起的，添加硝基苯甲酸等有機氧化劑可使sn氧化成sn，便可得到緻密的陰極錫。據此，人們提出了加氧化劑電解的混合法。混合法電解液含NaOH20～40g/L、硝基苯甲酸5～10g/L、Sn5～15g/L，在363～368K溫度和陰極電流密度400～500A/m條件下得到緻密陰極錫，錫的回收率97.2%。
分類
- 鉛錫合金廢料回收錫
鉛錫合金廢料包括巴氏軸承合金、易熔合金和焊料等。含錫高的合金可用粗錫真空蒸餾除鉛鉍和粗錫結晶機除鉛鉍相結合的方法進行處理。含錫低於5%的合金可用氧化法或鹼法回收錫(見粗鉛火法精煉)。
- 含錫青黃銅回收錫
含錫低(1%～2%)的黃銅廢料先用鼓風爐還原熔煉揮發鋅，把錫富集於爐渣或粗銅中。爐渣和轉爐渣經還原熔煉得含錫銅鋶和次黑銅，再用轉爐揮發錫，富集錫的粗銅用轉爐或卡爾多爐(見頂吹轉爐煉錫)揮發錫。含錫高(5%～15%)的青銅廢料直接用轉爐吹煉揮發錫。吹煉青銅廢料所得產物的主要成分列於表。從表可見，錫揮發入煙塵的效率很高。一部分錫進入爐渣須返回處理，富集鉛錫的煙塵經還原熔煉和精煉後，直接製成焊料或進一步分離成金屬錫和金屬鉛。
熱鍍錫生產廢鐵時產出熔劑(氯化鋅)渣、錫鐵渣和油渣，其中錫主要以FeSn2形態存在。最早採用加熱熔析法產出粗錫，精煉後返回熱鍍錫用。其中熔劑渣可先用水浸出氯化鋅並回收利用。熔析法因錫回收率低，現今都改用濕法冶金或火法熔煉處理。濕法冶金是用濃鹽酸浸出，浸出液用鋅板置換得到海綿錫後，再經沉澱鐵、濃縮，回收ZnCl2返回利用，錫回收率可達85%。火法熔煉是加入富矽鐵(75%Si)用電爐熔煉生產粗錫，錫的回收率可達95%。
發展展望
再生錫的重點是鐵廢料回收錫，回收方法在不斷完善之中，以加氧化劑電解法最有發展前途。從含錫合金廢料回收錫應以直接用於生產新合金為其發展方向。熱鍍錫逐漸被電鍍錫所取代，熱鍍錫渣量也隨之下降。
