發(fā)布時(shí)間：2020-06-11 22:06

【摘要】：在有色金屬的冶煉中,錫的冶煉居于重要地位。現(xiàn)代煉錫普遍采用火法流程,包括煉前處理、還原熔煉、爐渣熔煉和粗錫精煉四個(gè)步驟。錫精礦還原熔煉產(chǎn)出的粗錫中含有較多的雜質(zhì)鉛,必須經(jīng)過火法或電解精煉才能得到精錫產(chǎn)品。傳統(tǒng)酸性或堿性水溶液電解精煉都存在電解液腐蝕性強(qiáng)、易揮發(fā)、需定期補(bǔ)充電解液等缺點(diǎn)。低共熔溶劑(Deep Eutectic Solvent即DES)具有優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),將其作為電解質(zhì)進(jìn)行錫鉛合金電解分離,并進(jìn)行相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究,可以豐富和發(fā)展低共熔溶劑在冶金中的應(yīng)用。本文利用氯化膽堿-乙二醇低共熔溶劑(1ChCl:2EG DES)溶解一定量的SnCl_2·2H_2O配制成電解液即SnCl_2·2H_2O/[1ChCl:2EG]DES,研究了該溶液的密度、黏度、電導(dǎo)率以及熱穩(wěn)定性等理化性質(zhì),同時(shí)測定了SnCl_2·2H_2O在1ChCl:2EG DES中的溶解度。研究發(fā)現(xiàn)該體系的密度和黏度隨溫度升高而下降;電導(dǎo)率隨溫度升高和SnCl_2·2H_2O濃度的增加而增大。在50℃時(shí),SnCl_2·2H_2O在1ChCl:2EG DES中的溶解度為112.5g/L;0.1MSnCl_2·2H_2O/[1ChCl:2EG]DES的電導(dǎo)率為2.143mS/cm,黏度為12.93mPa·s;熱分析和紅外光譜測試表明該溶液體系在129℃內(nèi)具有較高的穩(wěn)定性。以0.1MSnCl_2·2H_2O/[1ChCl:2EG]DES為電解液,Sn-Pb合金為陽極,銅片為陰極,通過電解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):當(dāng)使用Sn-Pb(5%)合金作為陽極,在電流密度為6mA/cm,電解液溫度為50℃,攪拌速度為500r/min的條件下進(jìn)行6h的電解,可在陰極獲得樹枝狀錫粉,陰極錫純度達(dá)99.9801%;當(dāng)陽極鉛含量從5%升至20%,電解時(shí)間延長至40h過程中,槽電壓有一定的增加,增幅在25%左右,陰極錫純度在99.95%以上。對陽極溶解過程的研究結(jié)果表明,鉛在-0.23V(vs.Ag)附近發(fā)生鈍化,期間經(jīng)歷了活化區(qū)、過渡區(qū)和穩(wěn)定鈍化區(qū)三個(gè)階段,電流幾乎衰減為0,而金屬錫并未發(fā)生鈍化現(xiàn)象,只發(fā)生了輕微的偽鈍化,之后,正常溶解;通過庫倫法驗(yàn)證了金屬錫以Sn~(2+)形式進(jìn)入電解液;通過對0.1MSnCl_2·2H_2O/[1ChCl:2EG]DES的電化學(xué)行為研究,發(fā)現(xiàn)Sn~(2+)/Sn的氧化還原過程為受擴(kuò)散控制的準(zhǔn)可逆過程;通過對金屬錫電結(jié)晶初期的形核生長機(jī)理研究,發(fā)現(xiàn)金屬錫是以三維瞬時(shí)形核方式生長,而且電位的增大有利于增加晶核數(shù)密度和細(xì)化晶粒尺寸。
【圖文】：

圖 1.3 2016 年全球精錫消費(fèi)結(jié)構(gòu)代科技的發(fā)展，錫的用途越來越廣泛，人們用錫制造了許多子能工業(yè)、電子工業(yè)、半導(dǎo)體器件、超導(dǎo)材料，以及宇宙術(shù)部門。精煉煉產(chǎn)出的粗錫常常含有鐵、銅、砷、銻、鉛、鉍等雜質(zhì)，鉛質(zhì)，為了得到合格的錫產(chǎn)品，就需要對粗錫進(jìn)行精煉，常用煉和電解精煉。的火法精煉大多數(shù)煉錫廠采用火法精煉，火法精煉產(chǎn)出的錫大約占全世優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)能力較大，生產(chǎn)過程中積壓的錫量較少。俄羅

是加入NH4Cl除鋁：4Al + 12NH4Cl + 3O2= 4AlCl3+ 6H2O + 12NH3（1.鋁除砷銻產(chǎn)生體積大的浮渣，同時(shí)夾帶大量液體錫珠，，對此常加入NH4SnCl2加以處理，因其分解產(chǎn)出的氣體使浮渣疏松成粉狀，并破壞錫珠化物膜，而有利于錫珠的匯合。加鋁除砷銻所產(chǎn)鋁渣遇水、水蒸氣或潮容易產(chǎn)生劇毒的AsH3氣體：AlAs + 3H2O = Al(OH)3+ AsH3（1.6于這種氣體無色、無臭、無味，容易引起中毒，所以應(yīng)注意安全保護(hù)4） 除鉛、鉍晶分離法除鉛、鉍：結(jié)晶分離法是使含鉛、鉍的粗錫在連續(xù)的溫度梯度凝的過程中，產(chǎn)出晶體和液體并使二者對流運(yùn)動(dòng)，鉛、鉍在晶體中的含少，在液體中的含量逐漸增加，最后使鉛、鉍集中到液體“焊錫”中，得到提純。用Sn-Pb二元系相圖（圖1.5）可以說明此過程。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TF81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2708533