[发明专利]一种自动加锡装置及其加锡方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种加锡装置，具体涉及一种向高压密闭液体罐中自动加锡装置及其加锡方法，以及应用该自动加锡装置的电镀锡溶锡系统。

背景技术

电镀锡板广泛应用于金属包装，商品电镀锡板的生产方式有可溶阳极法和不可溶阳极法。采用不可溶阳极生产电镀锡可以获得更好的镀层质量、更薄的镀层、更好的生产环境及更灵活的作业制度；但是，不可溶阳极生产电镀锡需要配置线外溶锡系统，补充电镀过程中不断消耗的Sn²⁺。

溶锡系统由溶锡罐、对应的泵、阀、检测元件、锡粒加载装置组成。溶锡罐内充填有锡颗粒，溶锡时，充入氧气的电镀液从溶锡罐底部进入，与溶锡罐内的锡颗粒反应生成Sn²⁺，获得离子补充的镀液从顶端溢流至电镀循环系统。

为了提高溶锡反应的速率，需在电镀液中充入氧气，溶解氧气的电镀液与锡粒发生如下反应，生成Sn²⁺。

为提高氧气的溶解率，溶锡罐为密闭高压罐，其工作压力一般为6～7bar，罐内充满镀液。当溶锡罐内的锡颗粒不断消耗后，需要向罐内补充锡粒。现有锡粒补充方法为定量周期性补充，周期加载锡粒量由包装大小确定，一般每次加载2吨。加载锡粒时，需停止溶锡，释放罐内压力至常压状态。

采用上述周期性定量加载锡粒方式存在以下弊端：

(1)只有保证锡粒过量，才能减少SnO₂（锡泥）的生成的副反应，降低锡泥产率，提高锡粒利用率及产品品质。而采用上述周期性定量加载的方式，锡粒不断消耗，在每个加载周期的很长一段时间内，锡粒处于不过量的范围，SnO₂（锡泥）的生成量增大。

(2)加载锡粒时，需停止溶锡；单次加载锡粒量大，加载时间长，停止溶锡时间长，电镀系统中Sn²⁺浓度波动大。

日本专利JP2012224891A为降低锡泥量，开发了一种自动加锡装置。该自动加锡装置带加料斗、自动称量装置、控制阀，可向溶锡罐内加载计量的锡粒。从而可以缩短加载周期，控制溶锡罐内锡粒长期处于过量状态。

但是，采用上述自动加载装置，在加载锡粒时，仍需停止溶锡，释放罐内压力后，才能在常压状态下加载锡颗粒。采用这种方式加载锡粒，仍存在以下问题：

(1)溶锡循环停止频率增大，锡离子浓度自动控制难度增大。

(2)溶锡循环启停频率增大，对应的设备包括增压泵、自循环泵、及相关自动阀门启停频率增大，设备寿命降低。

(3)系统在启停过程中，溶锡反应处于不稳定状态，启停频率过大，不稳定溶锡占溶锡反应的比率增加，同样容易导致SnO₂副反应。

因此，有必要开发一种在不停止溶锡时，能向高压容器中自动加载锡粒的装置，克服上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种自动加锡装置和该装置的加锡方法，在溶锡过程中，无需停止溶锡操作，可直接从大气环境向高压密闭液体容器中加载锡粒。

本发明的技术方案是提供了一种自动加锡装置，包括加锡缓冲罐和料斗，所述加锡缓冲罐安装在锡溶解槽的上部，加锡缓冲罐与锡溶解槽之间设置有阀板，所述加锡缓冲罐上部与料斗通过管道连接，该管道上设有自动阀门一，所述加锡缓冲罐上设置有溢流口。

进一步地，所述加锡缓冲罐上设置有光电开关，用于控制加锡缓冲罐中锡粒的高度。

本发明还提供了使用该自动加锡装置的加锡方法，包括如下步骤：

1)加载锡粒前，关闭阀板，打开自动阀门一，料斗中的锡粒下降至加锡缓冲罐中；

2)当加锡缓冲罐中锡粒达到设定量后，关闭自动阀门一；

3)关闭溢流口的出口阀门；

4)加载锡粒时，打开阀板，加锡缓冲罐与锡溶解槽内部压力一致，加锡缓冲罐中计量的锡粒通过自重下降到锡溶解槽内溶锡区；

5)加锡缓冲罐中锡粒下降完后，关闭阀板；

6)打开溢流口的出口阀门，使加锡缓冲罐中压力下降至大气压；

7)重复上述步骤1)～6),实现不停止溶锡的定量小批量加锡。

进一步地，上述步骤2)中通过在加锡缓冲罐上设置光电开关的高度控制加锡缓冲罐中锡粒的加入量。