铁废料主要有铁生产厂的边角料、废旧罐头盒、饮料罐等。废料首先经过分类、剪切、脱油、洗涤和干燥等准备作业,然后进行脱锡和回收锡。按脱锡方法不同,工业上采用氯化法、碱液浸出法和电解法回收锡。
氯化法 用氯气把锡氯化成氯化锡(SnCl4)。这种方法要求原料不带有机物和水分,过程中要用冷却器排除反应放出的热量使反应在低温(311K)下进行,以减少铁的氯化。随着液态SnCl4的生成,反应器内压力减小,此时须逐渐加压以保持氯气压力在0.7×10~2.03×10Pa。当压力不再下降时,表示反应完成。产出的液体SnCl4通过蒸馏分离铁和游离氯气后,可作为产品出售,也可用置换法或电解沉积法生产金属锡。氯化法适用于大规模生产,氯化效率达97%~99%。经氯化处理后的铁含锡0.05%~0.1%,作为炼钢厂的再生原料。
电解法 废铁装入可旋转的铁丝篮中作为阳极,铁极为阴极,在槽电压0.5~2.5V、电流密度100~130A/m和温度338~348K条件下,于含NaOH47~65g,/L、Na2SnO315~25g/L的电解液中进行电解。阳极发生锡的溶解反应:
Sn+6OH-4e=Sn(OH)6
阴极发生锡的还原析出反应:
Sn(OH)6+4e=Sn+6OH
产生的阴极锡为海绵状。海绵锡经过压团、熔化可得到含锡98%左右的粗锡。锡的总回收率为95%~98%,锡的脱除率为99%,电流效率为90%,每吨锡耗电3000~4000kW·h,耗碱750~900kg。
含锡青黄铜回收锡
含锡低(1%~2%)的黄铜废料先用鼓风炉还原熔炼挥发锌,把锡富集于炉渣或粗铜中。炉渣和转炉渣经还原熔炼得含锡铜锍和次黑铜,再用转炉挥发锡,富集锡的粗铜用转炉或卡尔多炉(见顶吹转炉炼锡)挥发锡。含锡高(5%~15%)的青铜废料直接用转炉吹炼挥发锡。吹炼青铜废料所得产物的主要成分列于表。从表可见,锡挥发入烟尘的效率很高。一部分锡进入炉渣须返回处理,富集铅锡的烟尘经还原熔炼和精炼后,直接制成焊料或进一步分离成金属锡和金属铅。