去除鍍錫溶液中鐵離子的系統和方法
2023-09-14 05:31:30 1
去除鍍錫溶液中鐵離子的系統和方法
【專利摘要】本發明是一種去除鍍錫溶液中鐵離子的系統和方法，系統包括：內設有蒸發器的濃縮裝置、通過進液管線與濃縮裝置連接的輸入泵、反應槽、設置在反應槽內的溫度感應器、加熱器及繞在多個滾柱上的耐酸布帶、通過出液管道與反應槽連接的輸出泵、過濾裝置。方法包括：鍍液濃縮、泵入反應槽、加熱以及稀釋回用。採用本發明的系統和方法，過濾後的鍍液重新進行利用，這樣不但有效去除鐵離子，而且簡化了生產工藝，從而極大的降低了生產成本。
【專利說明】去除鍍錫溶液中鐵離子的系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冷軋鍍錫生產線電鍍液的處理方法，具體說有關一種去除鍍錫溶液中鐵離子的方法。
【背景技術】
[0002]工業上應用的酸性鍍錫液主要是氟硼酸、苯磺酸鹽、滷化氫和甲基磺酸鹽或是這些酸的混合物。由於這些都是強酸性物質，鋼板的基體在電鍍的初期沒有能力來抵抗酸性介質，進而使基體的鐵溶解。鍍液中鐵離子濃度升高後，使得電鍍電流密度變窄；鐵離子的增加也會促使Sn2+變成Sn4+離子，Sn4+的的水解會生成一種難溶性的氧化物質，這種不溶的氧化物會以一種泥狀的沉澱物形式沉積在帶鋼表面，使鍍錫層變得多孔。因此在鍍錫溶液中要儘量減少鐵離子的含量。
[0003]目前去除鍍錫液中鐵離子的方法主要有:沉澱法、離子交換樹脂法、冷凍去除法幾種。
[0004]沉澱法:鐵和錫在金屬活動性順序表中相鄰，錫的二價和四價氫氧化物的溶度積常數遠遠小於相應的鐵的二價和三價氫氧化物的溶度積常數，因此用沉澱法去除鐵的時候不可避免地損失部分錫。具體的說就是二價錫在pH為1.2時生成Sn (OH)2沉澱，而鐵離子的沉澱物在PH為3的時候產生沉澱，即使在最適合的pH下所獲得的草酸亞鐵鹽沉澱物中也是含有一定量的Sn(OH)2混合物。而且在進行處理的過程中要用大量的鍍錫溶液才能保證沉澱的效果，現在很多的文獻資料中都已經驗證改變不同的PH值來去除鐵離子所得到的結果不是令人滿意。
[0005]離子交換樹脂法:目前歐美等國家有專利公布可以採用強酸陽離子交換，這種方法是將鍍錫液通過強酸陽離子交換樹脂，將錫離子、亞鐵離子和有害陽離子吸收，最後與鍍錫液分離。原理是(以強酸性陽離子交換樹脂為例):
[0006]nRS03H++Men+— (RSO3-) nMen++nH.[0007]但是這種方法存在著兩點缺陷:(1)目前所應用強酸陽離子樹脂都是鹽酸浸泡後的高氯樹脂，它是通過這種含有高氯的酸溶液回收氯化亞鐵的形式來除掉鐵離子(美國專利第5，057，290號)，這樣把氯離子帶入鍍錫溶液中，影響鍍層的性能。(2)鍍錫溶液中鐵雜質的含量較聞加上長期的運行，鐵尚子在交換樹脂中越積越多，佔據了樹脂的大部分工作交換容量，導致樹脂交換能力下降，交換效率降低。陽樹脂受到鐵離子的汙染中毒稱為鐵中毒，需要大量的樹脂，費用就很高。
[0008]冷凍法:在含有鐵離子的PSA鍍錫液中，在溫度較低情況下苯酚磺酸和鐵能形成沉澱物，根據這 個原理在低溫的情況下分離苯酚磺酸鐵和苯酚磺酸錫，此方法能夠有效的除去鐵離子，也不會給溶液帶入任何的雜質。但是這種方法設備投入比較大，使用成本也比較聞。
[0009]因此，在冷軋鍍錫生產中需要提供一種低成本的可有效去除鍍錫溶液中鐵離子的方法。
【發明內容】
[0010]本發明的目的是提供一種低成本的可有效去除鍍錫溶液中鐵離子的系統和方法。
[0011]根據本發明一方面提供一種去除鍍錫溶液中鐵離子的系統，包括:包括:濃縮裝置，內設有蒸發器；輸入泵，通過進液管線與濃縮裝置連接；反應槽，其內部設置溫度感應器、至少一個加熱器及繞設在多個滾柱上的耐酸布帶；輸出泵，通過出液管道與反應槽連接；以及過濾裝置，與所述輸出泵連接。
[0012]根據本發明另一方面提供一種去除鍍錫溶液中鐵離子的方法，用於鍍錫生產線電鍍液的處理，所述方法包括以下步驟=Sl:鍍液濃縮，在濃縮裝置中，對鐵離子濃度較高的鍍錫溶液，通過蒸發器在50 - 60°C之間進行濃縮，以將鍍液濃縮到鐵離子12g/l-20g/l、錫離子50 - 70g/l ；S2:泵入反應槽，通過輸入泵將濃縮的鍍液泵入反應槽中，流經表面粗糙度大於等於25 μ m耐酸布帶中；S3:加熱，通過加熱器將鍍液加熱，通過溫度感應器檢測溫度達到60°C;S4:靜置冷卻，通過靜置冷卻到30°C以下，以使在濃縮過程鍍液中的鐵離子和部分錫離子結晶析出；S5:過濾，通過輸出泵將結晶鍍液由反應槽泵入過濾器進行過濾；以及S6:稀釋回用:將過濾後的鍍液稀釋後並重新泵入電鍍槽進行回用。
[0013]本發明的有益效果是:本發明的去除鍍錫液中鐵離子的方法，通過將鍍液進行濃縮，後將濃縮的鍍液泵入高粗糙度布帶的槽子中，再將鍍液加熱到一定溫度，加熱後的鍍液通過靜止冷卻到室溫，通過冷卻使鍍液中的鐵離子結晶析出，過濾後的鍍液重新進行利用，這樣不但有效去除鐵離子，而且簡化了生產工藝，從而極大的降低了生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明實施去除鍍錫溶液中鐵離子方法的系統示意圖；
[0015]圖2是本發明一個實施例的去除鍍錫溶液中鐵離子方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。首先需要說明的是，本發明並不限於下述【具體實施方式】，本領域的技術人員應該從下述實施方式所體現的精神來理解本發明，各技術術語可以基於本發明的精神實質來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構件採用相同的附圖標記表示。
[0017]圖1顯示本發明的用於實施去除鍍錫溶液中鐵離子的方法的系統，如圖所示，包括:內設有蒸發器(未圖示)的濃縮裝置1、通過進液管線2與濃縮裝置連接的輸入泵10、反應槽6、設置在反應槽6內的溫度感應器4、加熱器5及繞在多個滾柱12上的耐酸布帶7、通過出液管道8與反應槽6連接的輸出泵11、過濾裝置9。
[0018]圖2是本發明一個實施例的去除鍍錫溶液中鐵離子的方法的流程圖，該方法用於鍍錫生產線電鍍液的處理，如圖所示，包括以下步驟:
[0019]S1:鍍液濃縮，在濃縮裝置I中，對鐵離子濃度較高的鍍錫溶液，通過蒸發器在50 - 60°C之間進行濃縮(在濃縮過程中，鍍液溫度太高將使得鍍液中添加分解)，以將鍍液濃縮到鐵離子12g/l-20g/l (鐵離子濃度太低在後續將無法析出)，錫離子50 - 70g/l (錫離子濃度太低，在冷卻過程將無法析出鐵離子)；S2:泵入反應槽，通過輸入泵10將濃縮的鍍液泵入反應槽6中，流經表面粗糙度大於等於25 μ m耐酸布帶中；S3:加熱，通過加熱器5將鍍液加熱，通過溫度感應器4檢測溫度達到60°C ;S4:靜置冷卻，通過靜置冷卻到30°C以下，以使在濃縮過程鍍液中的鐵離子和部分錫離子結晶析出；S5:過濾，通過輸出泵11將結晶鍍液由反應槽6泵入過濾器9進行過濾；以及S6:稀釋回用:將過濾後的鍍液稀釋後並重新泵入電鍍槽(未圖示)進行回用。
[0020]由所述實施例可知，本發明使通過將鍍液進行濃縮，後將濃縮的鍍液泵入布置有高粗糙度耐酸布帶7的反應槽6中，再通過加熱器5將鍍液加熱到一定溫度，加熱後的鍍液通過靜止冷卻到室溫，通過冷卻使鍍液中的鐵離子結晶析出，通過過濾裝置9過濾後的鍍液重新進行利用，因此極大的降低了生產成本。
[0021]以下通過具體實例證實本發明的方法的有益效果。
[0022]實例一:
[0023]將Im3含Sn2+31.3g/L、Fe2+為7.5g/L的鍍錫溶液在50°C下進行濃縮，使溶液中的錫離子的含量達到50g/L，鐵離子的含量12.0g/L。將濃縮後的鍍液泵入表面粗糙度為25 μ m的耐酸尼龍布帶的反應槽中，將鍍液加熱到60°C後開始靜置降溫，降溫到30度後，析出沉澱物，對溶液過濾後，得到沉澱物7.0kg，將過濾後的溶液稀釋到lm3，稀釋後鍍錫溶液中各物質的含量，結果如表一所示:
[0024]表一:處理前後各物質的含量
[0025]
【權利要求】
1.一種去除鍍錫溶液中鐵離子的系統，用於鍍錫生產線電鍍液的處理，其特徵在於所述系統包括:濃縮裝置，內設有蒸發器；輸入泵，通過進液管線與濃縮裝置連接；反應槽，其內部設置溫度感應器、加熱器及繞設在多個滾柱上的耐酸布帶；輸出泵，通過出液管道與反應槽連接；以及過濾裝置，與所述輸出泵連接。
2.—種去除鍍錫溶液中鐵離子的方法，用於鍍錫生產線電鍍液的處理，其特徵在於所述方法包括以下步驟=Sl:鍍液濃縮，在濃縮裝置中，對鐵離子濃度較高的鍍錫溶液，通過蒸發器進行濃縮；S2:泵入反應槽，通過輸入泵將濃縮的鍍液泵入反應槽中；S3:加熱，通過加熱器將鍍液加熱，通過溫度感應器檢測溫度達到60°C;S4:靜置冷卻，以使在濃縮過程鍍液中的鐵離子和部分錫離子結晶析出；S5:過濾，通過輸出泵將結晶鍍液由反應槽泵入過濾器進行過濾；以及S6:稀釋回用:將過濾後的鍍液稀釋後並重新泵入電鍍槽進行回用。
3.根據權利要求2所述的去除鍍錫溶液中鐵離子的方法，其特徵在於，所述濃縮溫度控制在50 - 60°C之間，以將鍍液濃縮到鐵離子12g/l-20g/l、錫離子50 — 70g/l。
4.根據權利要求2所述的去除鍍錫溶液中鐵離子的方法，其特徵在於，被泵入反應槽中的濃縮鍍液流經表面粗糙度大於等於25 μ m耐酸布帶。
5.根據權利要求2所述的去除鍍錫溶液中鐵離子的方法，其特徵在於，靜置冷卻溫度達到30° C以下。
【文檔編號】C25D3/30GK103966651SQ201310041855
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月1日 優先權日:2013年2月1日
【發明者】李兵虎, 劉常升, 徐清亮, 周雪榮, 王昊, 俞逸明, 賈紅燦, 李銳 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 東北大學