鐵廢料主要有鐵生產(chǎn)廠的邊角料、廢舊罐頭盒、飲料罐等。廢料首先經(jīng)過(guò)分類、剪切、脫油、洗滌和干燥等準(zhǔn)備作業(yè),然后進(jìn)行脫錫和回收錫。按脫錫方法不同,工業(yè)上采用氯化法、堿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(jī)物和水分,過(guò)程中要用冷卻器排除反應(yīng)放出的熱量使反應(yīng)在低溫(311K)下進(jìn)行,以減少鐵的氯化。隨著液態(tài)SnCl4的生成,反應(yīng)器內(nèi)壓力減小,此時(shí)須逐漸加壓以保持氯氣壓力在0.7×10~2.03×10Pa。當(dāng)壓力不再下降時(shí),表示反應(yīng)完成。產(chǎn)出的液體SnCl4通過(guò)蒸餾分離鐵和游離氯氣后,可作為產(chǎn)品出售,也可用置換法或電解沉積法生產(chǎn)金屬錫。氯化法適用于大規(guī)模生產(chǎn),氯化效率達(dá)97%~99%。經(jīng)氯化處理后的鐵含錫0.05%~0.1%,作為煉鋼廠的再生原料。
電解法 廢鐵裝入可旋轉(zhuǎn)的鐵絲籃中作為陽(yáng)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,于含NaOH47~65g,/L、Na2SnO315~25g/L的電解液中進(jìn)行電解。陽(yáng)極發(fā)生錫的溶解反應(yīng):
Sn+6OH-4e=Sn(OH)6
陰極發(fā)生錫的還原析出反應(yīng):
Sn(OH)6+4e=Sn+6OH
產(chǎn)生的陰極錫為海綿狀。海綿錫經(jīng)過(guò)壓團(tuán)、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,耗堿750~900kg。
含錫青黃銅回收錫
含錫低(1%~2%)的黃銅廢料先用鼓風(fēng)爐還原熔煉揮發(fā)鋅,把錫富集于爐渣或粗銅中。爐渣和轉(zhuǎn)爐渣經(jīng)還原熔煉得含錫銅锍和次黑銅,再用轉(zhuǎn)爐揮發(fā)錫,富集錫的粗銅用轉(zhuǎn)爐或卡爾多爐(見頂吹轉(zhuǎn)爐煉錫)揮發(fā)錫。含錫高(5%~15%)的青銅廢料直接用轉(zhuǎn)爐吹煉揮發(fā)錫。吹煉青銅廢料所得產(chǎn)物的主要成分列于表。從表可見,錫揮發(fā)入煙塵的效率很高。一部分錫進(jìn)入爐渣須返回處理,富集鉛錫的煙塵經(jīng)還原熔煉和精煉后,直接制成焊料或進(jìn)一步分離成金屬錫和金屬鉛。