去除鍍錫溶液中鐵離子的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種去除鍍錫溶液中鐵離子的系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括：內設有蒸發(fā)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。采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，過濾后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(chǎn)工藝，從而極大的降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】去除鍍錫溶液中鐵離子的系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及冷軋鍍錫生產(chǎn)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(yè)上應用的酸性鍍錫液主要是氟硼酸、苯磺酸鹽、鹵化氫和甲基磺酸鹽或是這些酸的混合物。由于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后，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淀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盡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:沉淀法、離子交換樹脂法、冷凍去除法幾種。
[0004]沉淀法: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(shù)遠遠小于相應的鐵的二價和三價氫氧化物的溶度積常數(shù)，因此用沉淀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沉淀，而鐵離子的沉淀物在PH為3的時候產(chǎn)生沉淀，即使在最適合的pH下所獲得的草酸亞鐵鹽沉淀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淀的效果，現(xiàn)在很多的文獻資料中都已經(jīng)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采用強酸陽離子交換，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，最后與鍍錫液分離。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后的高氯樹脂，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，占據(jù)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污染中毒稱為鐵中毒，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淀物，根據(jù)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(chǎn)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(fā)明內容】

[0010]本發(fā)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(tǒng)和方法。
[0011]根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種去除鍍錫溶液中鐵離子的系統(tǒng)，包括:包括:濃縮裝置，內設有蒸發(fā)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(jù)本發(fā)明另一方面提供一種去除鍍錫溶液中鐵離子的方法，用于鍍錫生產(chǎn)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(fā)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(jīng)表面粗糙度大于等于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:將過濾后的鍍液稀釋后并重新泵入電鍍槽進行回用。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的去除鍍錫液中鐵離子的方法，通過將鍍液進行濃縮，后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，加熱后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，過濾后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(chǎn)工藝，從而極大的降低了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實施去除鍍錫溶液中鐵離子方法的系統(tǒng)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)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(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細說明。首先需要說明的是，本發(fā)明并不限于下述【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(xiàn)的精神來理解本發(fā)明，各技術術語可以基于本發(fā)明的精神實質來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構件采用相同的附圖標記表示。
[0017]圖1顯示本發(fā)明的用于實施去除鍍錫溶液中鐵離子的方法的系統(tǒng)，如圖所示，包括:內設有蒸發(fā)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(fā)明一個實施例的去除鍍錫溶液中鐵離子的方法的流程圖，該方法用于鍍錫生產(chǎn)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(fā)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 (鐵離子濃度太低在后續(xù)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(jīng)表面粗糙度大于等于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:將過濾后的鍍液稀釋后并重新泵入電鍍槽(未圖示)進行回用。
[0020]由所述實施例可知，本發(fā)明使通過將鍍液進行濃縮，后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，加熱后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過濾后的鍍液重新進行利用，因此極大的降低了生產(chǎn)成本。
[0021]以下通過具體實例證實本發(fā)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。將濃縮后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后開始靜置降溫，降溫到30度后，析出沉淀物，對溶液過濾后，得到沉淀物7.0kg，將過濾后的溶液稀釋到lm3，稀釋后鍍錫溶液中各物質的含量，結果如表一所示:
[0024]表一:處理前后各物質的含量
[0025]
【權利要求】
1.一種去除鍍錫溶液中鐵離子的系統(tǒng)，用于鍍錫生產(chǎn)線電鍍液的處理，其特征在于所述系統(tǒng)包括:濃縮裝置，內設有蒸發(fā)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，用于鍍錫生產(chǎn)線電鍍液的處理，其特征在于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(fā)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:將過濾后的鍍液稀釋后并重新泵入電鍍槽進行回用。
3.根據(jù)權利要求2所述的去除鍍錫溶液中鐵離子的方法，其特征在于，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(jù)權利要求2所述的去除鍍錫溶液中鐵離子的方法，其特征在于，被泵入反應槽中的濃縮鍍液流經(jīng)表面粗糙度大于等于25 μ m耐酸布帶。
5.根據(jù)權利要求2所述的去除鍍錫溶液中鐵離子的方法，其特征在于，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(yōu)先權日:2013年2月1日
【發(fā)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