本實用新型涉及一種低熔點金屬化合物在還原爐內(nèi)制備純金屬的自動收集的還原裝置 ，屬于金屬還原設(shè)備和方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，鍍錫生產(chǎn)線的不溶性陽極工藝解決了可溶性陽極鍍錫工藝勞動強度大、鍍液膨脹外排的問題，但需要外加一個溶錫釜來補充二價Sn離子，由于反應(yīng)溫度和氧氣流量不易控制，二價錫離子容易進一步氧化、反應(yīng)形成黃色沉淀，稱之為錫泥，導(dǎo)致電鍍液中錫的損失。從錫泥中直接回收金屬錫的有效方法目前沒有見到，但對于與錫泥性質(zhì)類似的錫陽極泥多采用還原熔煉—硅氟酸電解的工藝，即在陽極泥中配入碳酸鈉、螢石等熔劑和還原煤粉，送反射爐進行還原熔煉，熔煉溫度為1200～1300℃，熔煉時間約為12h，產(chǎn)出的錫鉛合金經(jīng)精煉后制得精焊錫。此工藝會產(chǎn)生二次陽極泥，需采取直接酸浸或氧化酸浸等后續(xù)處理，盡管該工藝具有對原料的適應(yīng)性強，處理能力大等優(yōu)點，但同樣存在很多的缺點，如還原熔煉溫度高，工藝耗時長，能耗高；熔煉過程中會產(chǎn)生大量煙氣和爐渣，容易導(dǎo)致煙害污染等。

因此，尋求一種能耗低、設(shè)備簡單、回收率高且回收的金屬錫純度高的方法成為當(dāng)前鋼鐵企業(yè)亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種低熔點金屬化合物的收集還原裝置及方法，這種收集還原裝置和方法可以對熔點低于800℃的金屬的化合物進行收集還原，特別適合于涉及產(chǎn)物不粘附反應(yīng)裝置，并可做到進行自動收集。

解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種低熔點金屬化合物的收集還原裝置，它由框架、托盤、吊裝板組成，框架包括兩個半圓套筒和多個托盤支架，兩個半圓套筒的兩側(cè)邊緣相對由螺栓相連接，托盤支架水平放置，托盤支架的邊緣與半圓套筒的內(nèi)壁相連接，多個托盤支架沿著半圓套筒的軸向平行排列，托盤放置在托盤支架上，托盤由大托盤、小托盤和收集托盤組成，大托盤的外徑與半圓套筒的內(nèi)徑相匹配，大托盤的中心有進氣孔，小托盤的外徑與半圓套筒的內(nèi)壁之間有間隙，大托盤和小托盤在托盤支架上間隔排放，收集托盤放置在托盤支架的最下端，大托盤和小托盤的盤面上均布有小孔，吊裝板與框架的半圓套筒的上板面相連接。

上述低熔點金屬化合物的收集還原裝置，所述托盤支架由兩根橫桿和多根斜拉桿組成，兩根橫桿的兩端分別與半圓套筒的兩側(cè)相對邊緣焊接連接，兩個相對的半圓套筒的橫桿平行相對，多根斜拉桿分別焊接在橫桿和半圓套筒內(nèi)壁之間。

上述低熔點金屬化合物的收集還原裝置，所述大托盤由兩個半圓托盤組成，兩個半圓托盤的外徑與半圓套筒內(nèi)徑相同，大托盤中心的進氣孔直徑與還原爐中間進氣孔直徑相匹配。

上述低熔點金屬化合物的收集還原裝置，所述小托盤由兩個半圓托盤組成，兩個半圓托盤的外徑小于半圓套筒的內(nèi)徑，小托盤的中心為無孔圓盤，無孔圓盤的直徑與還原爐中間進氣孔直徑相匹配。

上述低熔點金屬化合物的收集還原裝置，所述收集托盤為多半個圓環(huán)，收集托盤的外徑與半圓套筒的內(nèi)徑相同，收集托盤中心為進氣孔，進氣孔直徑與還原爐中間進氣孔直徑相匹配，收集托盤的材質(zhì)為剛玉。

上述低熔點金屬化合物的收集還原裝置，所述吊裝板為兩個半圓形夾層板，兩個半圓形夾層板分別與框架的兩個半圓套筒的上板面相連接，吊裝板的兩個半圓形夾層板的上層板和下層板的圓周邊緣分別為齒輪形狀，下層板的外徑大于半圓套筒的上板面的外徑，上層板的外徑大于下層板的外徑，便于收集還原裝置的整體吊裝作業(yè)。

使用上述收集還原裝置的低熔點金屬化合物的收集還原方法，包括如下步驟：

a、將錫泥脫水至0～30%含水量，在100～200℃條件下干燥0.5～10小時備用；

b、將步驟a所得錫泥放入焙燒爐或氧化爐內(nèi)，在700～1500℃條件下焙燒0.1～4小時備用；

c、將步驟b所得錫泥放置小托盤和大托盤中，錫泥平鋪厚度小于5cm；

d、將收集還原裝置框架的的兩個半圓套筒分離，放入裝有錫泥物料的小托盤和大托盤，并放入收集托盤；

e、將收集還原裝置框架的兩個半圓套筒閉合，并用螺栓緊固備用；

f、將備用的收集還原裝置放入還原爐中，在500～800℃條件下還原2～10h，還原氣體從還原爐的底部中間進入，還原氣體主流在框架內(nèi)呈S型流動，從還原爐的頂部逸出，還原氣體還通過大托盤和小托盤上的小孔，同時，還原得到的金屬錫的小液滴通過大托盤和小托盤上的小孔自動滴入下層的收集托盤中；

g、待步驟f完成后，打開收集還原裝置的框架，由于收集托盤是剛玉材質(zhì)，金屬錫不能粘附在收集托盤上，只需將底層的收集托盤中的金屬錫收集備用；

h、將步驟g收集到的金屬錫在熔錫釜內(nèi)重熔，刮去上層的雜質(zhì)，得到純度高的錫錠。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的收集還原裝置可以用于熔點低于800℃的金屬的化合物還原的反應(yīng)過程，特別適合于涉及產(chǎn)物不粘附反應(yīng)裝置并做到自動收集的還原工藝。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的顯著優(yōu)點：

（1）在一個反應(yīng)裝置內(nèi)同時實現(xiàn)了錫泥在還原氣體作用下還原反應(yīng)和產(chǎn)物自動快捷收集的兩個過程，設(shè)備簡單牢固、便于工業(yè)化大規(guī)模還原錫泥，投資少。

（2）收集還原裝置內(nèi)一共可以放置六層托盤，上部為間隔放置的大托盤和小托盤，下部為收集托盤，保證還原氣體主流自下而上呈S型流動，使得整個還原裝置充滿還原氣體。

（3）小托盤和大托盤的底部都布滿小孔，不但使得物料反應(yīng)快速、完全，錫泥的轉(zhuǎn)化率大于99.9%，而且金屬錫小液滴通過小孔自動滴入下層收集托盤內(nèi)。

（4）收集托盤材質(zhì)為剛玉，滴下的金屬錫小液滴在固化過程中不能粘附在收集托盤上，很方便地從收集托盤中收集。

（5）收集還原裝置的框架為鋼結(jié)構(gòu)，不但為篩網(wǎng)托盤和收集托盤提供牢靠的支撐，而且實現(xiàn)很方便地裝拆和吊裝進出還原爐的穩(wěn)固性。

（6）收集還原裝置為兩個半圓套筒，兩個半圓套筒的相對的兩側(cè)邊緣通過螺栓連接，可以方便地打開和關(guān)閉，并保證了整個收集還原裝置在吊裝時牢固可靠。

（7）收集還原裝置的吊裝板的上層板外徑約大于下層板外徑，保證收集還原裝置方便地吊裝進出還原爐。

本實用新型是錫泥收集還原裝置和方法的首創(chuàng)，具有自動收集產(chǎn)物、大規(guī)模處理物料、錫泥轉(zhuǎn)化率高、金屬錫的質(zhì)量好、裝置牢固可靠、操作穩(wěn)定和易于控制的特點，利用這種收集還原裝置和方法得到的金屬錫的純度大于99.5%，具有顯著的經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；

圖3是圖1的B-B剖視圖；

圖4是圖1的C-C剖視圖；

圖5是圖1的D-D剖視圖。

圖中標(biāo)記如下：框架1、吊裝板2、托盤支架3、大托盤4、小托盤5、收集托盤6、半圓套筒7、螺栓8、橫桿9、斜拉桿10、進氣孔11。

具體實施方式

本實用新型由框架1、吊裝板2、托盤支架3、大托盤4、小托盤5、收集托盤6組成。

圖中顯示，框架1包括兩個半圓套筒7和多個托盤支架3。

兩個半圓套筒7的兩側(cè)邊緣相對由螺栓8相連接。托盤支架3水平放置，托盤支架3的邊緣與半圓套筒7的內(nèi)壁相連接，多個托盤支架3沿著半圓套筒7的軸向平行排列，托盤放置在托盤支架3上。

圖中顯示，托盤由大托盤4、小托盤5和收集托盤6組成。大托盤4的外徑與半圓套筒7的內(nèi)徑相匹配，大托盤4的中心有進氣孔11，小托盤5的外徑與半圓套筒7的內(nèi)壁之間有間隙，大托盤4和小托盤5在托盤支架3上間隔排放，收集托盤6放置在托盤支架3的最下端。小托盤5和大托盤4的材質(zhì)都為不銹鋼。

圖中顯示，大托盤4由兩個半圓托盤組成。大托盤4的兩個半圓托盤的外徑與半圓套筒7內(nèi)徑相同，大托盤4中心的進氣孔11直徑與還原爐中間進氣孔直徑相匹配。

圖中顯示，小托盤5由兩個半圓托盤組成。小托盤5的兩個半圓托盤的外徑小于半圓套筒7的內(nèi)徑，小托盤5的中心為無孔圓盤，無孔圓盤的直徑與還原爐中間進氣孔直徑相匹配。

圖中顯示，收集托盤6為多半個圓環(huán)，收集托盤6的外徑與半圓套筒7的內(nèi)徑相同，收集托盤6中心為進氣孔11，進氣孔11直徑與還原爐中間進氣孔直徑相匹配，收集托盤6的材質(zhì)為剛玉。

圖中實施例的框架1內(nèi)一共放置六層托盤，最上層為兩個半圓形的大托盤4放置在托盤支架3上，第二層為兩個半圓形的小托盤5放置在托盤支架3上，第三層為兩個半圓形的大托盤4放置在托盤支架4上，第四層為兩個半圓形的小托盤5放置在托盤支架3上，第五層為一個多半圓型的收集托盤6放置在托盤支架3上，第六層為一個多半圓型的收集托盤6放置在托盤支架3上，保證還原氣體主流至下而上呈S型流動，使得整個還原裝置充滿還原氣體。

圖中顯示，大托盤4和小托盤5的盤面上均布有小孔，小孔作用有兩個，一是極大地提高了還原氣體與物料的接觸面積，使得物料完全還原；二是還原得到的金屬錫的小液滴通過小孔自動滴入下層的收集托盤6中，取到自動收集金屬錫的作用。

圖中顯示，托盤支架3由兩根橫桿9和多根斜拉桿10組成，兩根橫桿9的兩端分別與半圓套筒7的兩側(cè)相對邊緣焊接連接，兩個相對的半圓套筒7的橫桿9平行相對，多根斜拉桿10分別焊接在橫桿9和半圓套筒7內(nèi)壁之間。

圖中顯示，吊裝板2為兩個半圓形夾層板，兩個半圓形夾層板分別與框架1的兩個半圓套筒7的上板面相連接，吊裝板2的兩個半圓形夾層板的上層板和下層板的圓周邊緣分別為齒輪形狀，下層板的外徑大于半圓套筒7的上板面的外徑，上層板的外徑大于下層板的外徑。

本實用新型的低熔點金屬化合物的收集還原方法，它包括如下步驟：

a、將錫泥脫水至0～30%含水量，在100～200℃條件下干燥0.5～10小時備用；

b、將步驟a所得錫泥放入焙燒爐或氧化爐內(nèi)，在700～1500℃條件下焙燒0.1～4小時備用；

c、將步驟b所得錫泥放置小托盤5和大托盤4中，錫泥平鋪厚度小于5cm；

d、將收集還原裝置框架1的兩個半圓套筒7分離，放入裝有錫泥物料的小托盤5和大托盤4，并放入收集托盤6；

e、將收集還原裝置框架1的兩個半圓套筒7閉合，并用螺栓8緊固備用；

f、將備用的收集還原裝置放入還原爐中，在500～800℃條件下還原2～10h，還原氣體從還原爐的底部中間進入，還原氣體主流在框架1內(nèi)呈S型流動，從還原爐的頂部逸出，還原氣體還通過大托盤4和小托盤5上的小孔，同時，還原得到的金屬錫的小液滴通過大托盤4和小托盤5上的小孔自動滴入下層的收集托盤6中；

g、待步驟f完成后，打開收集還原裝置的框架1，由于收集托盤6是剛玉材質(zhì)，金屬錫不能粘附在收集托盤6上，只需將底層的收集托盤6中的金屬錫收集備用；

h、將步驟g收集到的金屬錫在熔錫釜內(nèi)重熔，刮去上層的雜質(zhì)，得到純度高的錫錠。

本實用新型的幾個實施例如下

實施例1

使用本收集還原裝置，對錫泥還原制備金屬錫。將錫泥脫水至30%含水量，在100℃條件下干燥10小時后的干燥錫泥1200kg，放入焙燒爐或氧化爐內(nèi)，在700℃條件下焙燒4小時，焙燒好的錫泥平鋪在大托盤4和小托盤5上，錫泥平鋪厚度5cm，收集托盤6內(nèi)不放入焙燒好的錫泥，然后打開收集還原裝置，在托盤支架3上依次放入裝有錫泥物料的小托盤5和大托盤4，并放入收集托盤6，將收集還原裝置關(guān)閉，并用螺栓8緊固，將一層緊固好的還原裝置放置在還原爐中，升溫至500℃，500℃恒溫10h，還原氣體從還原爐的底部中間進入，在還原裝置中呈S型流動，最后從還原裝置上板的中間空心逸出，還原反應(yīng)結(jié)束后，打開收集還原裝置，只需將底層的收集托盤6中的金屬錫收集，收集到的金屬錫在熔錫釜內(nèi)重熔，刮去上層的雜質(zhì)，得到純度高的錫錠。錫錠的收率為55.56%，錫錠的含錫量為99.6%。

實施例2

使用本收集還原裝置，對錫泥還原制備金屬錫。將錫泥脫水至20%含水量，在200℃條件下干燥0.5小時后的干燥錫泥3000kg，放入焙燒爐或氧化爐內(nèi)，在1500℃條件下焙燒10min，焙燒好的錫泥平鋪在大托盤4和小托盤5上，錫泥平鋪厚度3cm，收集托盤6內(nèi)不放入焙燒好的錫泥，然后打開收集還原裝置，在托盤支架3上依次放入裝有錫泥物料的小托盤5和大托盤4，并放入收集托盤6，將收集還原裝置關(guān)閉，并用螺栓8緊固，將四層緊固好的還原裝置疊放在還原爐中，升溫至800℃，800℃恒溫2h，還原氣體從還原爐的底部中間進入，在還原裝置中呈S型流動，最后從還原裝置上板的中間空心逸出，還原反應(yīng)結(jié)束后，打開收集還原裝置，只需將底層的收集托盤6中的金屬錫收集，收集到的金屬錫在熔錫釜內(nèi)重熔，刮去上層的雜質(zhì)，得到純度高的錫錠。錫錠的收率為66.79%，錫錠的含錫量為99.9%。

實施例3

使用本收集還原裝置，對錫泥還原制備金屬錫。將錫泥脫水至10%含水量，在150℃條件下干燥4小時后的干燥錫泥2000kg，放入焙燒爐或氧化爐內(nèi)，在1100℃條件下焙燒1小時，焙燒好的錫泥平鋪在大托盤4和小托盤5上，錫泥平鋪厚度4cm，收集托盤6內(nèi)不放入焙燒好的錫泥，然后打開收集還原裝置，在托盤支架3上依次放入裝有錫泥物料的小托盤5和大托盤4，并放入收集托盤6，將收集還原裝置關(guān)閉，并用螺栓8緊固，將兩層緊固好的還原裝置疊加在還原爐中，升溫至650℃，650℃恒溫6h，還原氣體從還原爐的底部中間進入，在還原裝置中呈S型流動，最后從還原裝置上板的中間空心逸出，還原反應(yīng)結(jié)束后，打開收集還原裝置，只需將底層的收集托盤6中的金屬錫收集，收集到的金屬錫在熔錫釜內(nèi)重熔，刮去上層的雜質(zhì)，得到純度高的錫錠。錫錠的收率為59.12%，錫錠的含錫量為99.7%。

實施例4

使用本收集還原裝置，對錫泥還原制備金屬錫。將錫泥脫水至5%含水量，在180℃條件下干燥1小時后的干燥錫泥3000kg，放入焙燒爐或氧化爐內(nèi)，在1300℃條件下焙燒30min，焙燒好的錫泥平鋪在大托盤4和小托盤5上，錫泥平鋪厚度4cm，收集托盤6內(nèi)不放入焙燒好的錫泥，然后打開6收集還原裝置，在托盤支架3上依次放入裝有錫泥物料的小托盤5和大托盤4，并放入收集托盤6，將收集還原裝置關(guān)閉，并用螺栓8緊固，將三層緊固好的還原裝置放置疊放還原爐中，升溫至700℃，700℃恒溫4h，還原氣體從還原爐的底部中間進入，在還原裝置中呈S型流動，最后從還原裝置上板的中間空心逸出，還原反應(yīng)結(jié)束后，打開收集還原裝置，只需將底層的收集托盤6中的金屬錫收集，收集到的金屬錫在熔錫釜內(nèi)重熔，刮去上層的雜質(zhì)，得到純度高的錫錠。錫錠的收率為63.54%，錫錠的含錫量為99.8%。