[發明專利]鍍錫溶液凈化裝備及其凈化方法

在審

• 申請號: 201610686978.7
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN107761140A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 孫悅慶;周閩;蘭劍;陳成增
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C25D3/30
• 分類號: C25D3/30;C02F9/04;C02F103/16;C02F101/20
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司31254
• 代理人: 周成

技術領域

本發明涉及冶金行業鍍錫板的生產，特別適合于不溶性陽極工藝中鍍錫溶液的凈化，發明所涉及的工藝和設備可有效降低鍍液中固體和離子類雜質，從而保證高品質鍍錫板的生產。

背景技術

鍍錫板是食品包裝行業主要包裝材料，鍍錫板的品質主要決定于板表面的鍍錫層。鍍錫過程是一個電化學反應過程，在這一電化學過程中，鍍液中的Sn²⁺在陰極被還原成Sn原子沉積在帶鋼的表面，從而得到鍍錫板。因此在電鍍錫過程中，鍍錫板的性能與鍍液的關系重大，而鍍錫液的清潔程度是鍍錫液的一項重要性能指標，其中錫泥的含量對鍍液性能影響重大。

鍍錫過程中的陽極則根據鍍錫工藝的不同可分為可溶性陽極和不溶性陽極，可溶性陽極采用錫錠，電鍍過程中Sn原子被氧化，形成Sn²⁺離子進入到鍍液，鍍液中的Sn²⁺在陰極被還原沉積在帶鋼的表面，形成鍍錫板；在不溶性陽極工藝中，陽極發生的電化學反應是鍍液中的OH^-離子被氧化，產生氧氣，而鍍液中的Sn²⁺則來自于鍍錫機組外部的溶錫系統，在溶錫系統中，鍍液在通氧的情況下發生錫的溶解，形成Sn²⁺。

對于不溶性陽極，電鍍過程中產生的氧氣和溶錫過程中加入到系統中的氧氣會加劇鍍液的Sn²⁺氧化形成Sn⁴⁺，錫泥是一種SnO₂的水合物，它是由鍍液中的Sn²⁺被進一步后氧化生成的，其特征是粒度細，有一定粘性。錫泥的生成主要是鍍液中的Sn²⁺與氧化劑(氧氣和Fe³⁺)接觸生成的，鍍液中的錫泥在Sn²⁺離子沉積過程中將共沉積到帶鋼的表面，其后果一方面影響鍍層本身的致密性，另一方面易使得鍍錫層表面形成黑灰，影響到鍍錫板耐蝕性和涂飾性。對于鍍液中的錫泥，目前的去除方法是采用過濾器進行過濾，但由于錫泥的粒度細，同時粘度較大，采用過濾的方法很容易使得濾布堵塞，過濾難以取得良好的效果。

同時錫原料中的雜質元素(如Pb、Cd、As、Fe)也將隨著錫的溶解進入到鍍液中，這些雜質元素進入到鍍層中將會對鍍層的性能造成重要的影響，使得鍍錫板不能滿足高品質鍍錫板的要求。如歐盟標準“EN10333-2005包裝用鋼-預期用于接觸人類和動物飲食的食品或飲料的扁鋼制品-鍍錫板”中規定用于鍍錫產品的錫錠中總錫大于99.85％，鉛含量小于0.01％，隔含量小于0.01％，砷含量小于0.03％。為生產低雜質元素含量的鍍錫板，目前生產廠均采用低雜質含量的錫原料，這將大大增加鍍錫的成本，降低產品的市場競爭力。

對于鍍液中雜質的去除方法，CN200710068328.7公布了一種用于硫酸鎳鍍液靜化的工藝技術和裝備，它由預反應區、高位配水區、靜態導流沉淀區、緩沖區、微濾器等組成，可以有效去除鍍液中的銅、鐵、鋅等雜質和老化膠粒。這種凈化鍍液的方式不適合于去除鍍錫溶液中的錫泥和鉛雜質。CN201310142493.8和CN201020255883.8均提出采用過濾的方法來凈化鍍液，但由于鍍錫溶液的錫泥粒度小、粘性大，易于堵塞過濾網，因此過濾效率低，更無法去除鍍液中的雜質離子，如鉛離子。CN201420365262.3和CN201220361976.8則提出了采用電解的方法去除鍍液中鉛雜質的裝置，由于連續電鍍錫機組鍍液的循環量大，采用低電流密度電解效率低，無法滿足生產需求。

干凈的鍍液是生產高品質鍍錫板的前提，對于連續電鍍錫機組，由于目前用于凈化鍍液的工藝和方法還不成熟，為此開發適合于鍍錫溶液凈化的工藝和設備對提高鍍錫板的質量具有重要意義和作用。

發明內容

本專利的目的是發明一種能同時有效去除鍍液中雜質固體和離子的設備和方法，所涉及的設備包括反應罐、沉降罐和分離設備，所涉及的方法包括除雜劑的配置、除雜反應、沉降和分離，本發明可以實現高品質鍍錫板的穩定生產，特別是有效降低鍍錫層表面的黑灰和鍍層中的鉛含量。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種鍍錫溶液凈化裝備，其包括：鍍液槽、鍍液過濾器、沉淀罐、壓濾機和反應罐，所述鍍液槽、鍍液過濾器、反應罐、沉淀罐依次連通形成一條閉合的水流回路，所述壓濾機與沉淀罐相連通，并與鍍液槽、鍍液過濾器、反應罐形成另一條閉合的水流回路。

作為優選方案，所述反應罐還與一除雜劑制備罐相連通。