本发明专利技术属于有色金属湿法冶金技术领域，具体公开了一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡及其制备方法。本发明专利技术先将甲基磺酸亚锡、甲基磺酸和添加剂混合，得到甲基磺酸体系含锡电解液；然后以粗锡板作为阳极，甲基磺酸体系含锡电解液作为电解液，进行电解沉积，得到致密平整金属锡。本发明专利技术采用甲基磺酸体系替代传统体系进行粗锡电解精炼提纯，具有环境友好、电流效率高、直流电耗低等优势。通过添加剂筛选和匹配，有效调控亚锡离子阴极电沉积动力学，显著改善阴极锡沉积形貌，获得致密平整、周边无枝晶或毛刺的高纯阴极金属锡产品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有色金属湿法冶金，尤其涉及一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡及其制备方法。
技术介绍
1、锡具有熔点低、质软、无毒、耐腐蚀、延展性好等优良特性，在电子电器、食品加工、机械制造、汽车工业、航空航天和储能等领域应用广泛。目前锡精矿还原熔炼产出的粗锡，大多采用“凝析除铁砷—连续结晶/真空蒸馏除铅铋—加铝除锑砷”的火法精炼工艺除杂产出精锡产品。火法精炼除杂工艺生产效率高，锡积压量少，但也存在锡直收率低、操作工序繁杂等缺点。电解精炼工艺可一步脱除粗锡或焊锡中大部分杂质金属，产出纯度很高的精锡或精焊锡，该法锡直收率高，且有价杂质金属富集比大、易于回收处理，特别适合处理含铋和贵金属的粗锡。锡电解精炼体系分为酸性电解液与碱性电解液，目前工业生产大多在硫酸-甲酚/苯酚磺酸或氟硅酸溶液中进行，但这两种电解液普遍存在稳定性差、环境污染重、职业健康危害大等问题，因此迫切需要开发绿色环保、高效节能的新型粗锡电解精炼技术。
2、甲基磺酸(msa)作为一种可生物降解的有机强酸(pka＝-1.9)，其饱和蒸汽压低(0.13kpa/20℃)，金属盐饱和溶解度大、电导率高，在铅、锡、铋、铜等有色金属的绿色提取和电镀等领域应用前景广阔。有鉴于此，采用甲基磺酸锡酸性介质替代传统的硫酸-甲酚/苯酚磺酸和氟硅酸体系，可实现粗锡的绿色、高效电解精炼提纯。但由于锡的交换电流较大，锡电沉积过程阴极析出的金属锡晶粒较大，阴极周边容易出现枝晶或毛刺，或者生成疏松多孔的海绵锡。因此，开发出一种甲基磺酸体系锡电沉积过程阴极形貌的调控方法至关重要。
r/>技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡及其制备方法，以解决现有粗锡精炼提纯过程中存在因交换电流大导致的阴极产物析出的金属锡晶粒较大，周边容易出现枝晶或毛刺，或者生成疏松多孔的海绵锡的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，包括如下步骤：
4、1)将甲基磺酸亚锡、甲基磺酸和添加剂混合，得到甲基磺酸体系含锡电解液；
5、2)以粗锡板作为阳极，甲基磺酸体系含锡电解液作为电解液，进行电解沉积，得到致密平整金属锡；
6、所述添加剂为硫二甘醇乙基化物、骨胶和α-磺基-ω-羟基聚(氧-1,2-乙二基)-c12-14-烷基酯钠盐中的一种或几种。
7、优选的，步骤1)所述的甲基磺酸体系含锡电解液中，甲基磺酸的浓度为30～140g/l，sn2+的浓度为10～60g/l。
8、优选的，所述添加剂的浓度为0.5～5g/l。
9、优选的，所述步骤2)电解沉积的过程中还包括阴极，阴极包括钛板、不锈钢板和锡片中的一种。
10、优选的，步骤2)所述电解沉积的过程中，电解沉积的温度为20～80℃，电解沉积的时间为8～168h，阴极的电流密度为50～200a/m2。
11、优选的，所述阴极与阳极的极距为3～8cm。
12、优选的，所述电解沉积过程中，甲基磺酸体系含锡电解液采用上进下出或下进上出的方式循环流动，甲基磺酸体系含锡电解液的循环速率为5～20ml/min。
13、本专利技术的另一目的是提供一种所述制备方法制备得到的致密平整金属锡。
14、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
15、本专利技术采用甲基磺酸体系替代传统的硫酸-甲酚/苯酚磺酸和氟硅酸体系进行粗锡电解精炼提纯，具有环境友好、电流效率高、直流电耗低等优势。通过添加剂筛选和匹配，有效调控锡离子阴极电沉积动力学，显著改善阴极锡沉积形貌，获得致密平整、周边无枝晶或毛刺的高纯阴极金属锡产品。
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【技术保护点】
1.一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，步骤1)所述的甲基磺酸体系含锡电解液中，甲基磺酸的浓度为30～140g/L，Sn2+的浓度为10～60g/L。
3.根据权利要求2所述的一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，所述添加剂的浓度为0.5～5g/L。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，所述步骤2)电解沉积的过程中还包括阴极，阴极包括钛板、不锈钢板和锡片中的一种。
5.根据权利要求4所述的一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，步骤2)所述电解沉积的过程中，电解沉积的温度为20～80℃，电解沉积的时间为8～168h，阴极的电流密度为50～200A/m2。
6.根据权利要求5所述的一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，所述阴极与阳极的极距为3～8cm。
7.根据权利要求6所述的一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，所述电解沉积过程中，甲基磺酸体系含锡电解液采用上进下出或下进上出的方式循环流动，甲基磺酸体系含锡电解液的循环速率为5～20mL/min。
8.权利要求1～7任一项所述制备方法制备得到的致密平整金属锡。
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【技术特征摘要】
1.一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，步骤1)所述的甲基磺酸体系含锡电解液中，甲基磺酸的浓度为30～140g/l，sn2+的浓度为10～60g/l。
3.根据权利要求2所述的一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，所述添加剂的浓度为0.5～5g/l。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于甲基磺酸体系的致密平整金属锡的制备方法，其特征在于，所述步骤2)电解沉积的过程中还包括阴极，阴极包括钛板、不锈钢板和锡片中的一种。
5.根据权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈永明，瞿俊杰，杨声海，王长红，常聪，代杰，黄天曦，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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