一种锌锡合金真空蒸馏回收锌和锡的方法

摘要

本发明涉及一种锌锡合金真空蒸馏回收锌和锡的方法。采用锌锡合金为原料，原料中锌的重量百分含量从50％到95％，经过真空蒸馏，可以得到粗锌及粗锡。控制工艺条件为：蒸馏温度800～1100℃，真空度10～50Pa，处理时间12～15小时，得到的粗锌中，锡含量达到0#锌的要求。在不使用任何化学试剂的情况下，用于锌锡合金分离，回收锌和锡，无环境污染，劳动强度低，生产成本低，金属回收率高。

说明书

一.技术领域：真空火法冶金。

二.背景技术：

锌的消费仅次于铜、铝，在十大有色金属中居第三大位。金属锌的最大用途是镀锌，其次是用于制造各种牌号的黄铜及制造各种锌基合金等。金属锌广泛用于航天、汽车、船舶、钢铁、机械、建筑、电子及日用工业等行业。在锌使用过程中，随着产品的报废就产生了大量的含锌废料。在锌资源逐渐减少而需求不断增长的情况下，含锌废料的再生技术对于合理回收废料、节约资源和减少环境污染具有重要意义，因此对该类含锌废料的再生处理就值得关注。锌锡合金工业废料就是一种含锌的原料，是再生锌的原料之一，对此类合金一般使用鼓风炉或常压蒸馏塔来处理。该方法在常温下进行，合金废料在熔炼过程中容易受到空气氧化，这样就会影响产品的品质，降低产品回收率，而且环境污染严重。因此为提高产品品质，需要改进处理方法。

我国专利CN89108164.X公开了一种锌镉合金分离的方法，将熔融态的锌镉合金加入真空炉中，真空度控制在10～30托(1托＝133.3Pa)，采用多级蒸馏的方法，使锌和镉分别蒸发、收集，分离提纯锌和镉。在专利号为CN200410022595.7的发明专利中，公开了一种锌铟合金真空蒸馏脱锌的方法，其是利用真空蒸馏的方法，控制真空炉的真空度5～10Pa及温度700～1000℃，使杂质锌挥发出来，残留物即为提纯后的铟，达到粗铟提纯制备精铟的目的；我国专利CN98107600.9公开了一种硬锌真空蒸馏提锌和富集锗铟银的方法，采用真空蒸馏，控制蒸锌温度900～960℃，真空度1～2mmHg(1mmHg＝133.3Pa)，冷凝温度大于460℃，冶炼时间小于16小时，蒸发结果得到锌锭，粗铅和锗渣，粗铅再入真空炉，分离得到粗铅和锗渣，两次得到的锗渣送回收锗铟银。

本发明不加入任何试剂，采用真空冶炼炉真空蒸馏处理锌锡合金，通过真空蒸馏使锌挥发而锡不挥发，在冷凝器内得到金属液体锌，同时在放锡端得到金属液体锡。与前述的公开专利有所不同，真空度高，温度范围大，更便于工业化操作。本发明能够同时得到两种金属产品，可以有效地回收锌和锡。

三.发明内容：

1、本发明的目的是提供一种从锌锡合金中回收锌和锡的方法，采用真空冶炼炉真空蒸馏处理锌锡合金，控制炉内压力及温度，使锌挥发而锡不挥发，在冷凝器内得到金属液体锌，同时在放锡端得到金属液体锡。

2、发明的技术方案：

1)本发明的工艺路线：

本发明采用的技术路线：锌锡合金(固体)→入真空炉→抽气→升温→蒸馏→冷却→金属锌、锡(液体)。

实现锌锡合金分离的基本原理是蒸馏出来的气相和残留的液相的组成不同。由真空蒸馏分离的β判据可知 $>>>\beta >Zn>>=>>\gamma >Zn>>·>sup>>P>Zn>*sup>sup>>P>Sn>*sup>\; >,>$>经过计算可知，β_Zn＞＞1。

这样真空蒸馏时，锌在气相中含量高于液相中的含量，锌挥发后在气相中富集，而锡不挥发在液相中富集，从而使锌与锡分离。由于整个过程处于真空体系，不存在氧化气氛，因此不挥发的锡和挥发的锌均为单质，经冷凝后可得到金属锌和锡。

2)本发明是通过以下技术方案来实现的。将含锌为质量百分含50％～95％，余量为锡的锌锡合金原料加入真空炉的炉膛中，密封真空炉之后抽气使真空炉内的压力达到10～50Pa，经过升温，使真空炉的温度达到800～1100℃，然后保持温度不变，使锌挥发，真空蒸馏的时间为12～15小时，降温冷却使真空炉的温度降至500±30℃，向真空炉内充入惰性气体，打开真空炉得到液体的粗锌和粗锡，锌中的锡含量达到0#锌的要求。

本发明与公知技术相比具有的优点：以锌锡合金为原料，在不使用任何化学试剂的情况下，经过真空蒸馏同时得到粗锌和粗锡，锌中的锡含量达到0#锌的要求；原料可使用锌锡合金废料，成本低；具有工艺合理、流程简单、无环境污染的特点。

四.具体实施方式：

实施例1：

取1000Kg锌锡合金废料，原料的化学成分为：55±5％Zn，45±5％Sn(废料的化学成分一致性差)，加入真空炉的炉膛，密封真空炉之后抽气，使真空炉的压力达到20±5Pa，真空炉经过3～4小时的升温，使真空炉的温度达到850±20℃，然后保持温度不变，使原料中的锌挥发，挥发时间为10小时，然后降温冷却使真空炉的温度小于500±30℃，向真空炉内充入氮气，打开真空炉，得到530Kg粗锌和465Kg粗锡。锌的化学成分为：98.88％Zn，0.012％Sn；锡的化学成分为：87.7％Sn 10.53％Zn。

实施例2：

取1500Kg锌锡合金原料，原料的化学成分为：60±5％Zn，40±5％Sn(废料的化学成分一致性差)，加入真空炉，密封真空炉之后抽气，使真空炉的压力达到40±10Pa，真空炉经过8～12小时的升温，使真空炉的温度达到1000℃，然后保持温度不变，使原料中的锌挥发，挥发时间为12小时，然后降温冷却使真空炉的温度小于500±50℃，向真空炉内充入氮气，打开真空炉，得到846Kg粗锌和650Kg粗锡。锌的化学成分为：99.8％Zn，0.0013％Sn；锡的化学成分为：89.0％Sn 10％Zn。

实施例3：

取2500Kg锌锡合金原料，原料的化学成分为：70％±5Zn，30％±5Sn(废料的化学成分一致性差)，加入真空炉，密封真空炉之后抽气，使真空炉的压力达到30±5Pa，真空炉经过5～6小时的升温，使真空炉的温度达到1100℃，然后保持温度不变，使原料中的锌挥发，挥发时间为10小时，然后降温冷却使真空炉的温度小于500±50℃，向真空炉内充入氮气，打开真空炉，得到1747Kg粗锌和748Kg粗锡。锌的化学成分为：99.95％Zn，0.0005％Sn；锡的化学成分为：90.0％Sn 9.96％Zn。