粗锡合金中银的分布与富集研究

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银是贵金属,广泛应用于电子材料、感光材料、焊料、电池材料、银浆料、装饰品以及日常生活等领域。一方面随着人们对银的需求日益增大;另一方面由于长期以来人们对银矿的不断开发,银矿资源逐渐减少。因此从含银的粗锡之中回收银将变得更加迫切。实验原料有两部分,一份为Sn-Ag合金,另一份为Sn-Ag-Pb合金,目前工业上多数采用的处理工艺为火法湿法联合处理,普遍存在的问题是工艺路线过长、试剂消耗大、设备投资高和后续处理麻烦等问题。本文试图采取一种工序短且简单有效、试剂消耗少的新工艺:用加锌提银的方法从粗锡中富集银。本文根据Ag-Sn, Ag-Zn, Sn-Zn及Ag-Sn-Zn相图分析,从热力学和动力学理论上分析了利用锌富集锡中银的可能性。利用SEM、XRD、EDS及化学滴定的方法研究了加锌前后Ag-Sn合金中银的结合状态及分布状况。通过设计正交试验,研究加锌量、冷却速度、保温时间对加锌富集银的效果的影响。初步探索了锌对Sn-Ag-Pb合金中银的富集效果。相图分析和热力学计算结果表明:银锌化合物比银锡化合物更易形成,加锌可以使银锡化合物转化为银锌化合物,利用锌富集银锡化合物中的银是可能的。动力学表明通过搅拌可以促进锌的扩散,加快反应进程。XRD、SEM和化学分析检测结果表明:在Sn-1.5wt%Ag合金中银主要以Ag3Sn的形式存在,均匀分布于样品的内部;加锌后合金中银将以Ag-Zn化合物的形式存在,受重力影响将向合金样品的底部富集;正交试验表明搅拌、加锌量对银锌化合物的长大影响很大而冷却速率对银锌化合物的长大影响不大;以试样底部含银量为试验指标,最佳的水平组合为加锌量nZn:nAg=5、搅拌时间20min、冷却速率1.5℃/min。显微组织分析表明Sn-Ag合金加锌后锌与Sn-Ag合金中的银锡化合物反应生成银锌化合物,小的银锌化合物聚集长大沉于样品底部。Sn-Ag-Pb合金的加锌实验效果明显,银的富集百分数可以达80%以上。
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