CN105907970B - 一种报废汽车散热器回收铜和铅锡合金的方法 - Google Patents

一种报废汽车散热器回收铜和铅锡合金的方法 Download PDF

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Abstract

一种报废汽车散热器回收铜和铅锡合金的方法，包括报废汽车散热器进行清洗、配置铅锡焊料脱除液、加热搅拌脱铅锡合金、过滤、电积，得到铜散热片和铅锡合金。将报废汽车散热器清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为50‑260g/L、柠檬酸钠为5‑100g/L、3‑硝基苯磺酸钠为5‑100g/L、双氧水为20‑200g/L。加热温度为40‑100℃。铅锡焊料脱除时间为0.5‑3h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液电积得到铅锡合金。电积条件为：氢氧化钠为50‑200g/L、醋酸钠为40‑160g/L、电流密度为10‑400A/m2、电压为0.5‑2.5V、阳极为不溶性阳极、阴极为不锈钢板。本发明具有铜和铅锡合金的回收率高、流程短、无污染等特点。

Description

一种报废汽车散热器回收铜和铅锡合金的方法
技术领域
本发明涉及报废汽车散热器回收铜和铅锡的方法，属于废物资源化领域。
背景技术
汽车工业是国民经济的支柱产业。近十年来，随着我国经济的飞速发展，汽车消费量和保有量急剧增长。国家***显示，截止到2014年，我国民用汽车拥有量14598.11万辆。按年报废5％计，2014年汽车报废量729.91万辆。报废汽车经拆解得到的散热器含有大量紫铜和少量的铅锡焊料等，是再生铜、再生铅和再生锡重要的原料。
汽车散热器是紫铜薄冲压、叠层、焊接得到的，焊料为铅锡合金(见图1)。报废汽车散热器如直接冶炼将导致资源价值下降，铅锡回收率低、冶炼烟气重金属污染严重等问题。绿色高效脱除铅锡合金是报废汽车散热器高值化回收铜的关键之一。中国发明专利“一种废旧水箱散热器拆解回收装置(申请号201310427234.X)”公开了一种废旧水箱散热器拆解回收装置，包括破碎、磁选、震动分选、除尘、进料斗、出料斗和物料输送带等。该发明未涉及散热器铜带(箔)与焊料分离的技术。中国发明专利“散热器分离机(ZL201110259421.2)”公开了一种散热器分离机，有效解决了劳动强度大、费时费力及分离时铜铝的损耗问题，但没有涉及去除铅锡焊料技术。中国实用新型专利“废旧散热器回收生产线(ZL201320124837.8)”公开一种废旧散热器回收生产线，包括破碎机、输送机、分选机、除尘装置等。中国实用新型专利“一种干式废旧水箱散热器分离拆解回收设备(ZL201520071432.1)”公开了一种干式废旧水箱散热器分离拆解回收设备，包括输送装置、双轴撕碎机、锤式破碎机、分选输送装置、震动气流分选装置、旋风集铝除尘装置、脉冲除尘装置等。中国发明专利“一种铜水箱脱锡的方法及设备(申请号201210435861.3)”公开了一种铜水箱脱锡的方法及设备。将铜水箱置于特定滚筒，利用不同金属熔点的差异，直接加热滚筒侧壁至400～500℃实现铜锡的分离，但造成焊锡更大面积涂覆在散热器表面。中国发明专利“一种镀锡铜米分离回收金属铜锡的方法和装置(ZL201010279564)”通过硫酸铜的酸性溶液，采用置换方法实现铜和锡的分离。但该专利对铅锡焊料去除不利，其原因是铜散热片和焊接合金表面生成难溶物硫酸铅。
发明内容
本发明的目的主要解决报废汽车散热器的铜和铅锡合金流程短高值回收问题。
本发明所述的报废汽车散热器回收铜和铅锡合金的方法如下：
将报废汽车散热器进行清洗放入溶液进行铅锡焊料脱除。溶液配方为：氢氧化钠为50-260g/L、柠檬酸钠为5-100g/L、3-硝基苯磺酸钠为5-100g/L、双氧水为20-200g/L。铅锡焊料脱除工艺为：温度为40-100℃、脱除时间为0.5-3h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液电积得到铅锡合金。电积工艺为：氢氧化钠为50-200g/L、醋酸钠为40-160g/L、电流密度为10-400A/m2、电压为0.5-2.5V、阳极为不溶性阳极、阴极为不锈钢板。
本发明利用3-硝基苯磺酸钠含有氧化基团[-NO2]，其氧化性比HNO3弱，反应过程中[-NO2]既可将金属氧化成离子、又不致因氧化性太强而腐蚀基体的特点。经氧化还原反应后，[-NO2]被还原成[-NO]。为提高反应速度，柠檬酸钠络合剂，与铅锡离子形成稳定的络合物，使溶液中铅锡的离子活度下降，平衡电位负移，加速氧化。反应原理如下：
2C6H4O5NSNa+Pb+Sn→2C6H4O4NSNa+PbO+SnO
SnO+2NaOH+H2O→Na2[Sn(OH)4]
PbO+2NaOH→Na2PbO2+H2O
2Na3C6H5O7·2H2O+3Na2PbO2+6H2O→3Pb·2(C6H5O7)+12NaOH
总的反应如下：
2Na3C6H5O7·2H2O+6C6H4O5NSNa+3Pb+3Sn+6H2O→6C6H4O4NSNa+3Na2[Sn(OH)4]+3Pb·2(C6H5O7)
与现有技术相比，由于本发明具有铜的回收率高、工艺简单易行、原料廉价无毒、无重金属气体排放等特点。
附图说明
图1报废汽车散热器回收铜的工艺流程图
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明不仅局限于以下实施例。
实施例1
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为50g/L、柠檬酸钠为5g/L、3-硝基苯磺酸钠为5g/L、双氧水为20g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为100℃，脱除时间为0.5h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠50g/L、醋酸钠为40g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为10A/m2、电压为2.5V、阳极为石墨、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例2
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为75g/L、柠檬酸钠为15g/L、3-硝基苯磺酸钠为15g/L、双氧水为30g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为90℃，脱除时间为1.0h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠75g/L、醋酸钠为60g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为50A/m2、电压为2.0V、阳极为钛棒、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例3
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为100g/L、柠檬酸钠为25g/L、3-硝基苯磺酸钠为25g/L、双氧水为50g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为80℃，脱除时间为2.0h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠100g/L、醋酸钠为80g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为100A/m2、电压为1.5V、阳极为钛棒、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例4
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为125g/L、柠檬酸钠为50g/L、3-硝基苯磺酸钠为50g/L、双氧水为75g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为70℃，脱除时间为1.5h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠125g/L、醋酸钠为100g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为150A/m2、电压为1.0V、阳极为石墨、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例5
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为150g/L、柠檬酸钠为75g/L、3-硝基苯磺酸钠为60g/L、双氧水为100g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为60℃，脱除时间为1.0h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠150g/L、醋酸钠为120g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为200A/m2、电压为1.0V、阳极为铂板、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例6
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为175g/L、柠檬酸钠为100g/L、3-硝基苯磺酸钠为75g/L、双氧水为120g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为50℃，脱除时间为0.5h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠175g/L、醋酸钠为140g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为260A/m2、电压为1.0V、阳极为铂板、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例7
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为200g/L、柠檬酸钠为90g/L、3-硝基苯磺酸钠为100g/L、双氧水为150g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为40℃，脱除时间为0.5h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠200g/L、醋酸钠为160g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为300A/m2、电压为0.5V、阳极为石墨、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例8
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为230g/L、柠檬酸钠为100g/L、3-硝基苯磺酸钠为90g/L、双氧水为175g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为55℃，脱除时间为1.0h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠180g/L、醋酸钠为150g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为340A/m2、电压为0.5V、阳极为钛棒、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例9
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为260g/L、柠檬酸钠为60g/L、3-硝基苯磺酸钠为80g/L、双氧水为200g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为75℃，脱除时间为1.5h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠200g/L、醋酸钠为130g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为360A/m2、电压为1.5V、阳极为石墨、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例10
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为160g/L、柠檬酸钠为60g/L、3-硝基苯磺酸钠为30g/L、双氧水为135g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为65℃，脱除时间为2.0h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠190g/L、醋酸钠为100g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为380A/m2、电压为1.5V、阳极为铂板、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例11
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为90g/L、柠檬酸钠为40g/L、3-硝基苯磺酸钠为40g/L、双氧水为160g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为55℃，脱除时间为3.0h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠160g/L、醋酸钠为90g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为400A/m2、电压为2.0V、阳极为石墨、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。
实施例12
报废汽车散热器进行清洗，去除其附着的油污和灰尘。配置铅锡焊料脱除液，氢氧化钠为60g/L、柠檬酸钠为30g/L、3-硝基苯磺酸钠为55g/L、双氧水为60g/L。报废汽车散热器在铅锡焊料脱除液中加热搅拌，温度为75℃，脱除时间为3.0h。经脱除铅锡焊料的混合溶液过滤得到铜和铅锡溶液。铅锡溶液经成分调整为氢氧化钠140g/L、醋酸钠为50g/L后，进行碱性条件下电积，电流密度为280A/m2、电压为2.5V、阳极为钛棒、阴极为不锈钢板。铅锡合金在沉积在不锈钢阴极板上，经剥离得到铅锡合金。

Claims (2)

1.一种报废汽车散热器铜和铅锡合金回收的方法，其特征在于：包括报废汽车散热器进行清洗、配置铅锡焊料脱除液、加热搅拌脱铅锡合金、过滤、电积，得到铜散热片和铅锡合金；
其中，铅锡焊料脱除液成分为：氢氧化钠为50‐260g/L，柠檬酸钠为5‐100g/L，3‐硝基苯磺酸钠为5‐100g/L，双氧水为20‐200g/L；铅锡焊料脱除工艺为：加热温度为40‐100℃，脱除时间为0.5‐3h。
2.根据权利要求1所述的报废汽车散热器铜和铅锡合金回收的方法，其特征在于：铅锡溶液电积工艺为：氢氧化钠为50‐200g/L，醋酸钠为40‐160g/L，电流密度为10‐400A/m2，电压为0.5‐2.5V，不溶性阳极为石墨、钛或铂。
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