一種緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置的製作方法

2023-06-20 14:28:06

專利名稱：一種緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及金屬材料鍍錫裝置，尤其是指一種補充錫離子的電鍍錫生產線 中緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置。
背景技術：
在工業上酸性鍍錫液主要包括氟硼酸、苯磺酸鹽、滷化氫和甲基磺酸鹽或是這 些酸的混合物。目前應用最多的是弗洛斯坦鍍錫的方法(簡稱PSA)，早期的PSA型鍍 錫溶液採用可溶性的錫陽極進行電解，用的錫為陽極的弗洛斯坦的電鍍錫線，最大的問 題是鍍液過剩的排出。使用錫陽極之所以產生過剩鍍液，是因為陰極電流效率比陽極電 流效率低，並且陽極浸入溶液中沒有通電就發生錫的化學溶解，加之在鋼板上析出的金 屬錫的化學溶解等，致使補充給鍍液的錫離子量多於要求沉積到鋼板上的錫離子量，因 此，在實際操作中溶液的錫離子濃度逐漸上升。為了維持濃度的平衡必須進行稀釋，但 又使溶液量增加而引起槽液外溢，最近公開了一些措施將一部分陽極從錫陽極改用不溶 性陽極，能減輕過剩鍍液的發生。在實際生產中還有另一個問題，被加工帶鋼的表面有鐵的化學溶解，如果減少 鍍液的排出，在鍍液中將產生鐵離子積蓄，因此僅使用一部分不溶性陽極生產時仍不能 達到溶液的封閉化。而且，使用一部分不溶性陽極的操作從本質上講還是錫陽極操作， 因為使用錫陽極時所產生的各種弊端依然存在。例如在進行錫陽極鑄造、陽極交換、 陽極位置調整作業等存在的勞動強度大、縮短極間距離難度大以及板寬方向鍍層分布不 均勻等問題。為了從根本上解決問題，PSA鍍錫溶液停止使用錫陽極、全部使用不溶性陽 極，而不溶性陽極則需從外部向溶液中補充錫離子。目前給鍍錫溶液從外部補充錫離子 的方法中有日本專利JP2007162086-A，其是在鍍錫溶液中通入一定的氧氣，在通氧過程 中Sn2+在氧氣存在的條件下，容易氧化為Sn4+產生錫泥，增加了錫的消耗，由於該方法 使用的設備小型，受到使用者青睞。然而，又產生一個問題由於在電鍍的過程中，錫離子沉積析出而消耗，因此 要定時地補充鍍錫溶液的錫離子，通常利用儲存槽對溶液進行循環補充，但在溶液的儲 存中由於鍍液中Sn2+( 二價錫)被氧化成Sn4+(四價錫)，Sn4+水解後生成偏錫酸。轉換 的過程為Sn2+ — Sn4+ — 5SnO2.H2O ( α -錫酸)—(SnO2 H2O) 5 ( β -錫酸)。Sn4+水解生成的α-錫酸(SnO2H2O)是熱力學亞穩定相，有向β _錫酸(SnO2. Η20)5轉變的強烈趨勢，且錫酸根具有穩定的結構，不溶於酸，呈膠體狀分散在 鍍液中使其混濁，與Sn4+複合反應形成黃色沉澱，稱之為錫泥。錫泥的產生不但使 錫損失而且影響鍍層的質量，通常情況下對於鍍錫溶液中錫泥的去除是按照日本專利 JP2007162086-A中提到的，用過濾的方式來去除掉產生的錫泥，但是此方法只能除去溶 液中的錫泥，仍然會導致錫的損失，不能從根本上控制和緩解錫泥的產生。
實用新型內容本實用新型的目的是為了解決現有技術存在的問題，提供一種緩解鍍錫液中錫 泥產生的裝置，其使用安全、成本低、適合用在鋼板鍍錫生產線的大量電解液處理中。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的一種緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置，其特徵在於包括錫粒儲藏器，內裝錫粒，底部置有錫粒出口，輸出錫粒；溶錫器，是充氧溶錫設備，其上部置有錫粒進口並與所述錫粒儲藏器的錫粒出 口連接，進入錫粒；其下部置有錫溶液出口，輸出補充錫溶液；儲存與電解槽，其置有錫溶液進口並通過一控制閥及管線與所述溶錫器的錫溶 液出口連接，槽內置有陰極及陽極，陰極極板面積大於陽極極板面積，陰極及陽極與置 於槽外的電源連接，在該槽的低端設置補充錫溶液出口，在該槽的補充錫溶液出口上部 的高端設有循環液進口；電鍍槽，在該槽低端設置補充錫溶液進口並通過低端循環泵和管線與所述儲存 與電解槽的補充錫溶液出口連接，在該槽的補充錫溶液進口上部的高端設有循環液出口 並通過高端循環泵及管線與所述儲存與電解槽的循環液進口連接，形成補充錫溶液的循 環系統。所述陰極極板面積大於陽極極板面積滿足以下關係式陰極極板面積/陽極極板面積=5/1 10/1。所述控制閥及其兩端連接溶錫器以及連接儲存與電解槽的管線的外表面塗有樹 月旨層。所述陰極與陽極的極板是錫粒極板，採用鈦籃或者無紡布做成扁長方形容器並 內裝錫粒製成。本實用新型的有益效果本裝置適用於PSA鍍錫並有補錫系統的生產線電解液處理中，採用本裝置的微 電流電解錫粒，能夠緩解、減少儲存槽中的鍍錫溶液產生錫泥，有助於提高鍍錫鋼板質 量及降低生產成本。為進一步說明本實用新型的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本 實用新型進行詳細說明。

圖1為本實用新型緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例的附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明。本實用新型的緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置適用於PSA鍍錫並有補錫系統的生 產線電解液處理中，參見圖1，本實用新型的緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置結構如下。錫粒儲藏器1，內裝錫粒，底部置有錫粒出口。溶錫器2，採用現有的充氧法溶錫設備，其上部置有錫粒進口並與所述錫粒儲藏器1的錫粒出口連接，錫粒進入溶錫器2中通過充氧被溶解成需要的補充錫溶液，其下部 置有錫溶液出口，輸出補充錫溶液。儲存與電解槽4，是儲存來自所述溶錫器2的補充錫溶液並進行電解的容器，其 置有錫溶液進口並通過控制閥3及管線與所述溶錫器2的錫溶液出口連接，槽內置有陰極 5及陽極6，陰極5的極板面積大於陽極6的極板面積。陰極5及陽極6與置於儲存與電 解槽4外面的電源7連接，電流量可由電流表監視，電流密度為0.04 0.1 A/dm2，槽內 溫度為45°C。所述控制閥3及其兩端連接溶錫器2以及連接儲存與電解槽4的管線31、 32的外表面塗有樹脂層，避免接觸氧氣。儲存與電解槽4的補充錫溶液出口置於該槽的 低端，在該槽的補充錫溶液出口上部的高端設有循環液進口。上述陰極5與陽極6的極 板製作是採用鈦籃或者無紡布做成扁長方形容器並內裝錫粒，置於鍍液中並使電流良好 通過，便形成為錫粒極板。電鍍槽9，是生產線中存放電鍍液的容器，其在該電鍍槽低端設置補充錫溶液進 口，補充錫溶液進口通過低端循環泵8和管線與所述儲存與電解槽4的補充錫溶液出口連 接，在該槽的補充錫溶液進口上部的高端設有循環液出口，循環液出口通過高端循環泵 10及管線與所述儲存與電解槽4的循環液進口連接，形成補充錫溶液的循環系統。PSA鍍錫法採用的酸性鍍錫液主要包括符合國家標準的氟硼酸、苯磺酸鹽、滷 化氫和甲基磺酸鹽或是這些酸的混合物。上述儲存與電解槽4中，為了產生較小的電流密度，因此採用的陰極極板面積 相對於陽極極板面積要較大，兩者滿足以下關係式陰極極板面積/陽極極板面積= 5/1 10/1，在陰極極板面積相對於陽極極板面積足夠大的條件下，電解的過程中陽極 進行錫離子的溶解過程，增加錫離子的含量起到少許補充錫的作用，而陰極進行的是析 氫的過程，氫氣在溶液中的存在有效的抑制了氧氣對Sn2+的氧化過程，這樣通過微小的 電流密度進行微電解的方式阻止二價錫轉換為四價錫，緩解錫泥生成，降低鍍錫溶液因 為儲存和循環的過程中錫泥的產生。由於上述儲存與電解槽4與電鍍槽9在鍍錫過程中是循環的，因此儲存與電解槽 4中的微電解過程需要持續進行電解，才能更好的緩解錫泥的產生，在電鍍槽中通過在 線或者化學分析的方法對二價錫進行分析，通過循環裝置連接電鍍槽和儲存槽使二價錫 的含量在指標範圍內。在電鍍過程中，儲存與電解槽4的補充錫溶液中錫離子不足的時 候，電鍍槽9的溶液通過高端循環泵10及管線返回到儲存與電解槽4中補充錫。在電解 的過程中陽極可能會發生鈍化現象，就會影響陽極的溶解的過程，此時將陽極改變為陰 極、陰極改變為陽極仍然進行微電解，使原為陽極的錫粒表面析氫，去除掉鈍化膜後， 再將陰陽極轉換過來，使裝置達到最佳的工作狀態。採用本實用新型的裝置，在進行微電流電解，經過七天的電解實驗後得出的數 據如下表1 表1電解對產生錫泥的影響Sn2+(g/1) Sn4+(g/1) 錫泥含量(g)錫泥的減少率(％)
未電解溶液30.1241.890.6636
電解溶液35.4961.890.443033.36從表1可知，電解對產生錫泥的影響使沉澱物減少率33.36 )，S卩，由上面實 驗可以看出，經過微電流電解的鍍錫溶液可以緩解和減少錫泥的生成。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用 新型的目的，而並非用作對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質範圍內，對以 上所述實施例的變 化、變型都將落在本實用新型的權利要求的範圍內。
權利要求1.一種緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置，其特徵在於包括 錫粒儲藏器，內裝錫粒，底部置有錫粒出口，輸出錫粒；溶錫器，是充氧溶錫設備，其上部置有錫粒進口並與所述錫粒儲藏器的錫粒出口連 接，進入錫粒；其下部置有錫溶液出口，輸出補充錫溶液；儲存與電解槽，其置有錫溶液進口並通過一控制閥及管線與所述溶錫器的錫溶液出 口連接，槽內置有陰極及陽極，陰極極板面積大於陽極極板面積，陰極及陽極與置於槽 外的電源連接，在該槽的低端設置補充錫溶液出口，在該槽的補充錫溶液出口上部的高 端設有循環液進口；電鍍槽，在該槽低端設置補充錫溶液進口並通過低端循環泵和管線與所述儲存與電 解槽的補充錫溶液出口連接，在該槽的補充錫溶液進口上部的高端設有循環液出口並通 過高端循環泵及管線與所述儲存與電解槽的循環液進口連接，形成補充錫溶液的循環系 統。
2.如權利要求1所述的緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置，其特徵在於 所述陰極極板面積大於陽極極板面積滿足以下關係式陰極極板面積/陽極極板面積=5/1 10/1。
3.如權利要求1所述的緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置，其特徵在於所述控制閥及其兩端連接溶錫器以及連接儲存與電解槽的管線的外表面塗有樹脂層。
4.如權利要求1所述的緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置，其特徵在於所述陰極與陽極的極板是錫粒極板，採用鈦籃或者無紡布做成扁長方形容器並內裝 錫粒製成。
專利摘要一種緩解鍍錫液中錫泥產生的裝置，屬於金屬材料鍍錫裝置，解決現有鍍錫裝置易產生錫泥導致錫損失及影響鍍層質量的問題，本裝置在現有的溶錫器與生產線電鍍槽之間設置儲存與電解槽，其進口通過控制閥連接溶錫器，其有兩個循環用的高端進口及低端出口並分別通過循環泵及管線與電鍍槽的低端進口及高端出口形成補充錫溶液的循環系統，儲存加電解槽內設置大陰極板及小陽極板對錫溶液進行微電流電解。本裝置通過錫溶液微電流電解及補充錫溶液的循環能夠緩解、減少儲存槽中的鍍錫溶液產生錫泥，有助於提高鍍錫鋼板質量及降低生產成本，本裝置適用於PSA鍍錫並有補錫系統的生產線電解液處理設備中。
文檔編號C25D21/00GK201793799SQ201020296749
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月19日 優先權日2010年8月19日
發明者於曉中, 周雪榮, 孫杰, 安成強, 李兵虎, 王嶸, 王昊, 鄧麗, 高玉強 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 瀋陽東大金屬防護技術有限公司