[发明专利]一种含Sn99.99%等级锡的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属高等级产品生产领域，特别是一种含Sn99.99%等级锡的生产方法。

背景技术

含Sn99.99%等级锡，也称四九锡、4N锡或高级锡，主成份Sn≥99.990%，主要杂质成分Fe≤0.0025%、Cu≤0.001%、Pb≤0.0035%、Sb≤0.0020%、As≤0.0007%、Bi≤0.0025%、S≤0.0005%、Ag≤0.0005%、In≤0.0025%。

含Sn99.99%等级锡，主要用于制备高等级无铅焊料，还广泛应用于制作氮化锡、锑化锡、砷化锡等半导体化合物和超导体合金，用作荧光体和高档ITO靶材原料，半导体掺杂剂，半导体引出线等。

目前，含Sn99.99%等级锡的生产方法主要有以下四种：

1、电解法。电解法提纯主要是利用锡金属与其它杂质金属存在着电位差，电位更正的杂质金属留存在阳极泥中，电位更负的杂质金属留存在溶液，只有锡金属能够从阳极进入溶液再从溶液中析出到阴极板，从而达到金属锡与杂质金属分离的目的。该方法先将原料99.9%等级锡浇铸为阳极，然后在可溶锡离子溶液中进行电解，在阴极上得到的是纯度较高的锡金属。该方法能够保证产品纯度，锡冶炼回收率高，但工艺复杂、生产率低、生产周期长，流动资金占用大，生产成本高。

2、区域熔炼法。利用金属锡与杂质的溶解度在不同温度下的差异，对金属进行多次定向加热熔化和定向冷却结晶，使杂质最终富集在金属合金体的两端，中间段得到提纯，将中间段与两端分离后，得到高纯金属。该方法得到高级锡，产品质量好，工艺过程简单。其缺点是产品产率低，通常只有50%，设备效率很低，单台设备每天产量为0.1公斤左右，无法进行工业规模生产。

3、真空蒸馏法。在真空条件下，利用金属锡和其它元素的沸点差，使沸点低的金属元素挥发气体相，沸点高的金属元素不挥发留存在液体相，从而达到分离的目的。该方法能够高效脱去低沸点金属，如锌、镉、铊、砷、铅等，且生产效率高，每天的处理量可以达到1吨以上。但该方法不能脱除沸点高的金属，如铟、铁、铜、镍、银无法脱除，因此，该方法生产得到的产品质量无法达到要求。

4、火法深度精炼。该方法的工艺过程和传统的粗锡火法精炼工艺相同，将含Sn99.9%的等级锡，再重新进行火法精炼；但在脱除每一种杂质过程中，脱杂试剂的加入过剩系数很大，且脱杂过程的温度控制很严格，如脱铜时，硫磺的过剩系统达到200%，脱砷锑时，铝片的过剩系统达到250%，且造高铝渣和低铝渣时，前后温度波动必须控制在20℃以内，否则会导致锑的复熔而超标，结晶在分离铅、铋、银时，进料速度和螺旋轴转速为生产含Sn99.9%等级锡的50%左右。该方法生产含Sn99.99%等级锡时，具有不需要增加任何生产设施的优点，其缺点是技术条件控制要求严格，除杂试剂消耗量大，设备产能严重降低，产出的过程渣量大，冶炼回收率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种含Sn99.99%等级锡的生产方法，该方法工艺流程短，只需要一台主体设备就可以产出含Sn99.99%等级锡，生产效率高，设备产能达到1吨/天以上，一次产品率高达50%，生产过程清洁环保，没有三废产出。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种含Sn99.99%等级锡的生产方法，包括如下步骤：

（1）、包晶体或金属化合物脱杂：将含Sn99.9%等级锡，在温度为250～300℃条件下，定量加入到设有6个温度控制段的螺旋叶片结晶设备中，并分别控制结晶设备内6个温度段的温度为180～195℃、195～205℃、205～215℃、215～225℃、225～235℃、235～240℃，物料在结晶设备内通过连续不断的反复结晶与熔化，12～20小时后，在结晶设备高温段出口，产出富集了砷、铜、铁、硅、铝、镁、镍、铊、硫元素较高的锡合金；

（2）、共晶体合金脱杂：将结晶设备内的温度改变，分别控制结晶设备内6个温度段的温度为210～215℃、215～220℃、220～225℃、225～230℃、230～233℃、233～235℃，6～8小时后，在结晶设备低温段出口，产出富集了银、锡、铅、铋、镉、锌元素较高的共晶体合金，同时，在结晶设备高温段出口，得到含Sn99.99%等级锡。

本发明的包晶体或金属化合物脱杂过程和共晶体合金脱杂过程是在同一螺旋叶片结晶设备中完成，并直接产出含Sn99.99%等级锡。

除另有说明外，本发明所述的百分比均为质量百分比，各组分含量百分数之和为100%。

本发明的突出优点在于：