[發明專利]一種從廢鍍錫包銅鐵針中分離回收錫、銅、鐵的方法

有效

• 申請號: 201610212724.1
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN105624408B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 楊建廣;陳冰;李樹超;史偉強;呂元錄
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B15/00;C22B25/06;C25C1/14;C25C1/12;C25C7/04
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 劉擎天

1.一種從廢鍍錫包銅鐵針中分離回收錫、銅、鐵的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：選擇性浸出錫

將廢鍍錫包銅鐵針置于SnCl₄-HCl-添加劑體系中進行選擇性浸出錫后，過濾分離，得到含SnCl₂浸出液和銅包鐵針浸出渣；

步驟二：電加強還原和凈化

對步驟一所得含SnCl₂的浸出液以錫板為陽極進行“犧牲”陽極電加強還原凈化，得到凈化液；

步驟三：外場耦合隔膜電沉積錫

以步驟二得到的凈化液作為電解液，以惰性電極為陰極和陽極，陰離子膜為隔膜，進行外場耦合隔膜電沉積錫；電解沉積完成后，從陰極得到電解錫，從陽極室得到含四價錫的溶液，含四價錫的溶液作為氧化劑返回步驟一的選擇性浸出錫過程；

步驟四：脈沖電場“陽極電溶-陰極電沉積”銅

將步驟一得到的銅包鐵針浸出渣裝入陽極框中，以惰性電極為陽極，在氨性體系中進行脈沖電場“陽極電溶-陰極電沉積”銅；脈沖電沉積完成后，從陰極得到陰極電銅，陽極框內則得到脫銅鐵針；

其中，步驟一中所述添加劑為醇胺類及其衍生物與氮唑類及其衍生物的混合物；醇胺類物質或其衍生物的添加濃度為0.1wt％～5.0wt％；氮唑類物質或其衍生物的添加濃度為0.1wt％～5.0wt％；

步驟二所述電加強還原和凈化時電流密度為1～50A/m²；還原溫度為20～60℃，溶液pH值為0.5～3；陽極為錫板，陰極為惰性電極，陽極與陰極有效面積比為1～10:1，電加強還原反應時間為10min～180min；

步驟三中所述陰離子膜以四甲氧基硅烷和N-三甲氧基硅丙基-N,N,N-三甲基氯化銨為前驅體，通過溶膠-凝膠法制備得到；

步驟四中所述的氨性體系為NH₃-NH₄Cl-H₂O、NH₃-(NH₄)₂SO₄-H₂O、NH₃-NH₄NO₃-H₂O或NH₃-NH₄Cl-(NH₄)₂SO₄-H₂O，氨性體系中，NH₃濃度為1～5mol/L，NH₄⁺濃度為2～9mol/L，體系中Cu²⁺濃度為3～10g/L；

步驟四所述的脈沖電場“陽極電溶-陰極電沉積”銅時，脈沖電場的脈沖頻率為50～1500Hz，占空比為50％～90％，脈沖平均電流密度為100～800A/m²，反應時間為1～240min。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，醇胺類物質選自三乙醇胺、三異丙醇胺、二乙醇單異丙醇胺、單乙醇二異丙醇胺或其衍生物中的一種或幾種；氮唑類物質選自二氮唑、三氮唑及其衍生物、咪唑(1,3-二唑)和吡唑(1,2-二唑)、2-巰基苯并咪唑、2-氨基苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、苯并咪唑、苯并三氮唑、巰基苯并噻唑、3-氨-1,2,4-三氮唑或其衍生物中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，選擇性浸出錫過程的工藝條件為：浸出溫度為25～90℃；鹽酸體系中鹽酸濃度為1～8mol·L^-1；SnCl₄的含量為將廢鍍錫包銅鐵針中的錫全部氧化成SnCl₂所需理論摩爾量的1～4倍。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，外場耦合隔膜電沉積錫時，所述的外場為超聲波場耦合普通電場、超聲波場耦合脈沖電場、脈沖電場耦合普通電場或單一的脈沖電場；超聲波場的超聲波頻率為10KHz～150KHz；脈沖電場的脈沖頻率為50～2000Hz，占空比為50％～80％，脈沖平均電流密度為200～600A/m²；普通電場的電流密度為10A/m²～700A/m²；所述的電解液中錫濃度10～150g/L，電積溫度0～90℃，極距1～10cm。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，選擇性浸出錫過程中液固體積質量比為1～10mL:1g。