錫是稀缺和價(jià)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(huán)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(chǎn)資源的不足。再生錫的生產(chǎn)成本一般比原生錫低廉,而用于生產(chǎn)再生錫的含錫廢雜物料,隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展在不斷增加。因此,世界各國都重視錫的再生,工業(yè)發(fā)達國家再生錫量相當原生錫產(chǎn)量的40%左右。
再生錫是從回收錫廢雜物料冶金過(guò)程后得出的。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(lèi)。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(wàn)t。含錫合金廢料種類(lèi)繁多,有各種巴氏軸承合金、易熔合金、焊料(以上三種統稱(chēng)鉛錫合金)、錫青黃銅廢料等,一般含錫2%~5%或更高,同時(shí)含有鉛、銅、銻、鋅等有回收價(jià)值的組分。熱鍍錫渣含錫最高,數量較少。工業(yè)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(chēng)為再生錫。以別于直接從精礦中生產(chǎn)的原生錫。
廢品回收廠(chǎng)回收的鐵廢料主要有鐵生產(chǎn)廠(chǎng)的邊角料、廢舊罐頭盒、飲料罐等。廢料首先經(jīng)過(guò)分類(lèi)、剪切、脫油、洗滌和干燥等準備作業(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。
廢品回收廠(chǎng)采用的氯化法是把錫氯化成氯化錫(SnCl4)。這種方法要求原料不帶有機物和水分,過(guò)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(jìn)行,以減少鐵的氯化。隨著(zhù)液態(tài)SnCl4的生成,反應器內壓力減小,此時(shí)須逐漸加壓以保持壓力在0.7×10~2.03×10Pa。當壓力不再下降時(shí),表示反應完成。產(chǎn)出的液體SnCl4通過(guò)蒸餾分離鐵和游離后,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。氯化法適用于大規模生產(chǎn),氯化效率達97%~99%。經(jīng)氯化處理后的鐵含錫0.05%~0.1%,作為煉鋼廠(chǎng)的再生原料。
廢品回收廠(chǎng)采用的另一種方法——堿液浸出法是用熱堿溶液溶出錫的過(guò)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(lái)。過(guò)去曾廣泛使用過(guò)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。后者的優(yōu)點(diǎn)是氧化速度快,生成4價(jià)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(méi)在浸出槽內的有孔轉鼓中,錫在堿液中的溶解便連續進(jìn)行。浸出液含錫達15g/L時(shí)即可排出,然后用CO2、NaHCO3、Ca(OH)2及H2SO4等沉淀錫。含錫沉淀物經(jīng)還原得金屬錫;也可用Na2S凈化浸出液后生產(chǎn)SnO2化合物;還可用電解沉積法直接生產(chǎn)電錫。處理后的馬口鐵含錫0.04%。