一种锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备及方法

  1.一种锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，其特征是：包括滤筒(1)、发热体

  外壳(11)内部设有滤筒(1)，滤筒(1)外部均匀设有发热体(2)，外壳(11)顶部设有通气孔

  (12)，通气孔(12)上通过截止阀管道连接氩气瓶(8)，氩气瓶(8)上设有流量阀(13)，滤筒

  (1)底部均匀设有滤孔(3)，滤孔(3)正下方且位于线)，线)底部连接线所述的锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，其特征是：所述锡

  3.根据权利要求1所述的锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，其特征是：所述滤

  筒(1)直径为0.5m～1.5m，滤孔直径为0.2～0.4mm，材质为氧化铝。

  4.根据权利要求1所述的锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，其特征是：所述发

  5.根据权利要求1所述的锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，其特征是：所述外

  6.根据权利要求5所述的锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，其特征是：所述保

  7.根据权利要求1所述的锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，其特征是：所述线)为直联式双级旋片线所述的锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备的应用方法，其

  步骤1、首先通过吊环(4)将外壳(11)吊起，将锡铜二元合金放置在滤筒(1)中，再将外

  壳(11)放置在线)顶部并用六角螺栓固定做密封处理，关闭截止阀，打开线)内部抽线Pa，然后打开截止阀，向线)内部通入氩气控制压力为0.5Mpa～0.6Mpa；继续关闭截止阀，又开启线)抽真空，然后打开截止阀，继续通入氩气，换气过程重复4～6次；

  一阶段升温：控制发热体(2)将滤筒(1)的升温速率为8～10℃/min，升温至227～232

  二阶段升温：继续控制发热体(2)将滤筒(1)的升温速率为13～15℃/min，升温至400～

  在两段升温过程中滤筒(1)中液态的低铜粗锡会不断从滤筒(1)中流出至锡液缸(7)

  9.根据权利要求8所述的锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备的应用方法，其特征

  锡铜二元合金主要来自于废弃印刷电路板(PCB)。废弃电路板中金属含量高，可资

  源化潜力大，一直是电子废弃物回收的重点。锡主要以焊锡的形式存在于废弃电路板中，铜

  主要存在于电路板母板中，废弃电路板经过破碎拆解并富集金属后，得到锡铜二元合金。由

  于锡和铜在废弃电路板回收金属中的占比较大，因此就需要将这两种金属分离出来并加以回

  目前工业上处理锡铜二元合金的方法主要是电解，根据锡、铜的活跃性顺序，锡会

  进入电解液，最终在阴极析出，铜则富集在阳极泥中。该方法存在能耗高、废弃液体处理困难、不

  在公布号为CN208532894U的专利申请中，介绍了一种锡铜分离器，该专利并未提

  具体的熔化区间及分离篮网孔径大小，可能会出现大量的锡铜化合物通过分离篮网进入锡

  液，造成分离效果差。在公布号为CN108789945A的专利申请中，介绍了一种废弃电路板的铜

  锡分离工艺，该工艺提到的利用铜锡分离机加热分离锡和铜，由于铜锡中间化合物的存在，

  分离效果并不理想。在公布号为CN108789945A的专利申请中，介绍了一种浮选分离废弃线

  路板中铜和锡的方法，该方法提及最后通过湿法冶金并不能得到纯度较高的铜和锡。在公

  布号为CN106834744A的专利申请中，介绍了一种从镀锡废铜料中分离锡和铜的方法，该方

  法利用柴油在真空条件下产生的挥发物冲刷镀锡层，并通过离心作用将镀锡层分离，该方

  法在高温高转速下进行，具有一定危险性。在公布号为CN112176188A的专利申请中，介绍了

  一种深度去除再生粗锡中锑铜杂质的方法，该方法在熔化的锡液中加入锑铜脱除剂，不可

  避免的会对锡的纯度造成影响，就算加入锑铜脱除剂的情况下，粗锡质量并不能够达到AA级

  Sn99.90的水平。在公布号为CN108277502A的专利申请中，介绍了一种利用电解直接分离铜

  和锡合金混合物的方法，该方法是将铜电解为电解铜，锡合金脱落进入电解液，并不能完全

  效分离的设备及方法。本方法是纯物理方法，分离过程不会产生其他物质；清洁环保，节能

  高效，工艺简单，操作便捷，成本低廉，金属回收率高，过程安全可控。本发明通过以下技术

  一种锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，包括滤筒1、发热体2、滤孔3、吊环4、

  壳11内部设有滤筒1，滤筒1外部均匀设有发热体2，外壳11顶部设有通气孔12，通气孔12上

  通过截止阀管道连接氩气瓶8，氩气瓶8上设有流量阀13，滤筒1底部均匀设有滤孔3，滤孔3

  所述滤筒1直径为0.5m～1.5m，滤孔直径为0.2～0.4mm，材质为氧化铝。

  步骤1、首先通过吊环4将外壳11吊起，将锡铜二元合金放置在滤筒1中，再将外壳

  11放置在线顶部并用六角螺栓固定做密封处理，关闭截止阀，打开线内部抽线Pa，然后打开截止阀，向线

  内部通入氩气控制压力为0.5Mpa～0.6Mpa；继续关闭截止阀，又开启线抽真空，然后

  一阶段升温：控制发热体2将滤筒1的升温速率为8～10℃/min，升温至227～232

  二阶段升温：继续控制发热体2将滤筒1的升温速率为13～15℃/min，升温至400～

  在两段升温过程中滤筒1中液态的低铜粗锡会不断从滤筒1中流出至锡液缸7中，

  上述低铜粗锡中锡含量为97.3wt％～98.7wt％，铜含量为1.3wt％～2.7wt％；滤

  经本发明处理锡、铜的金属回收率分别为99％～99.5％和98.5％～99.5％。

  如图2所示，本发明的原理为：锡由于其熔点低，在232℃时化为液态；铜的熔点为

  1083℃，在415℃以下为固态。铜与锡反应在227℃时形成锡基质相位的共晶结构和η金属间

  物质的熔点都在700℃以上。既要保证锡全部熔化，锡铜中间化合物不能熔化，又要保证生

  成的中间化合物单一，因此温度需控制在415℃以下，通过物理过滤的方法实现锡与Cu

  裂，同时使一阶段保温过程有纯度较高的粗锡从滤筒1中熔化流出；抽取线内外产生压力差，促使金属熔体克服表面张力从滤孔流出。

  (1)本方法是纯物理方法，分离过程不会产生其他物质；清洁环保，节能高效，工艺

  (2)本方法对粗锡精炼过程中铜的去除提供了一种新途径，降低了生产所带来的成本，同时

  也提高了粗锡精炼的工作效率，物理方法富集的铜送至铜冶炼系统，有效的提高了资源利

  图中：1‑滤筒，2‑发热体，3‑滤孔，4‑吊环，5‑保温层，6‑线‑流量阀。

  如图3所示，该锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，包括滤筒1、发热体2、滤孔

  壳11内部设有滤筒1，滤筒1外部均匀设有发热体2，外壳11顶部设有通气孔12，通气孔12上

  通过截止阀管道连接氩气瓶8，氩气瓶8上设有流量阀13，滤筒1底部均匀设有滤孔3，滤孔3

  其中锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备处理量为1t～10t；滤筒1直径为

  0.5m，滤孔直径为0.2m，材质为氧化铝；发热体2通过温度控制器10控制温度；外壳11上设有

  如图1所示，该锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备的应用方法，其具体步骤包

  步骤1、首先通过吊环4将外壳11吊起，将5t锡铜二元合金(锡铜二元合金中铜的含

  量为5.0wt％)放置在滤筒1中，再将外壳11放置在线顶部并用六角螺栓固定做密封

  一阶段升温：控制发热体2将滤筒1的升温速率为10℃/min，升温至232℃，关闭截

  二阶段升温：继续控制发热体2将滤筒1的升温速率为13℃/min，升温至415℃，保

  在两段升温过程中滤筒1中液态的低铜粗锡会不断从滤筒1中流出至锡液缸7中，

  经本发明处理低铜粗锡中锡含量为98.7wt％，铜含量为1 .3wt％；滤筒1中富铜相

  中锡含量为77.1wt％，铜含量为22.9wt％，锡、铜的金属回收率均为99.5％。

  为5 .0wt％)进行分离，具体实施方法是，将锡铜二元合金(锡铜二元合金中铜的含量为

  5.0wt％)放置到熔料炉内从室温加热到400℃，然后静置1～2h，大量的铜会以结晶的方式

  经对比实施处理后，除铜后的锡熔体中铜含量约3.2wt％，捞出的铜晶体中锡含量

  约为82.4wt％，锡熔体中铜含量仍然很高，锡铜分离效果不明显，且高温捞渣作业存在安全

  从上述可知，本发明具有简单易操作、清洁安全、金属回收率高，锡铜分离效果明显

  如图3所示，该锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，包括滤筒1、发热体2、滤孔

  壳11内部设有滤筒1，滤筒1外部均匀设有发热体2，外壳11顶部设有通气孔12，通气孔12上

  通过截止阀管道连接氩气瓶8，氩气瓶8上设有流量阀13，滤筒1底部均匀设有滤孔3，滤孔3

  其中锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备处理量为1t～10t；滤筒1直径为

  1.5m，滤孔直径为0.4m，材质为氧化铝；发热体2通过温度控制器10控制温度；外壳11上设有

  如图1所示，该锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备的应用方法，其具体步骤包

  步骤1、首先通过吊环4将外壳11吊起，将5t锡铜二元合金(锡铜二元合金中铜的含

  量为7.6wt％)放置在滤筒1中，再将外壳11放置在线顶部并用六角螺栓固定做密封

  一阶段升温：控制发热体2将滤筒1的升温速率为8℃/min，升温至227℃，关闭截止

  二阶段升温：继续控制发热体2将滤筒1的升温速率为15℃/min，升温至400℃，保

  在两段升温过程中滤筒1中液态的低铜粗锡会不断从滤筒1中流出至锡液缸7中，

  经本发明处理低铜粗锡中锡含量为97.3wt％，铜含量为2.7wt％；滤筒1中富铜相

  中锡含量为81.6wt％，铜含量为18.4wt％，锡、铜的金属回收率分别为99％和98.5％。

  如图3所示，该锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备，包括滤筒1、发热体2、滤孔

  壳11内部设有滤筒1，滤筒1外部均匀设有发热体2，外壳11顶部设有通气孔12，通气孔12上

  通过截止阀管道连接氩气瓶8，氩气瓶8上设有流量阀13，滤筒1底部均匀设有滤孔3，滤孔3

  其中锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备处理量为1t～10t；滤筒1直径为

  1.2m，滤孔直径为0.3m，材质为氧化铝；发热体2通过温度控制器10控制温度；外壳11上设有

  如图1所示，该锡铜二元合金真空抽滤高效分离的设备的应用方法，其具体步骤包

  步骤1、首先通过吊环4将外壳11吊起，将5t锡铜二元合金(锡铜二元合金中铜的含

  量为6wt％)放置在滤筒1中，再将外壳11放置在线顶部并用六角螺栓固定做密封处

  一阶段升温：控制发热体2将滤筒1的升温速率为9℃/min，升温至232℃，关闭截止

  二阶段升温：继续控制发热体2将滤筒1的升温速率为14℃/min，升温至410℃，保

  在两段升温过程中滤筒1中液态的低铜粗锡会不断从滤筒1中流出至锡液缸7中，

  经本发明处理低铜粗锡中锡含量为98.5wt％，铜含量为1 .5wt％；滤筒1中富铜相

  中锡含量为79wt％，铜含量为21wt％，锡、铜的金属回收率均为99％。

  实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前