锡酸钠工业生产结晶工艺的研究

谢雪珍

(柳州华锡铟锡材料有限公司, 广西 柳州 545005)

锡酸钠工业生产结晶工艺的研究

谢雪珍

(柳州华锡铟锡材料有限公司, 广西 柳州 545005)

在锡酸钠结晶过程中加入超细晶种诱导可以生产出大颗粒晶状产品，外观得到了改善，保质期延长。最佳晶种制备工艺：真空度为-0.09 MPa，浓缩波美度为1.15°Be′，搅拌速度为90 r/min，结晶时间1 h，结晶温度为130 ℃。最佳结晶工艺：在1.10～1.1°Be′溶液波美度下加入晶种，真空度为-0.08 MPa，晶种加入速度为14 g/s，搅拌速度为50 r/min，结晶时间6 h，结晶温度为80 ℃。此条件下得到的产品晶体均匀，光泽度好，粒度在220～250 μm，保质期由192 d延长至250 d。

锡酸钠； 晶种； 结晶； 浓缩

锡酸钠是较早应用的锡化工产品，主要用于碱性镀锡及锡合金生产中，锡酸钠电镀液能在不需要加入添加剂的情况下，在适当处理的基体表面镀上无光泽、平滑的镀锡层，镀锡层经“流动熔化”处理后，可变得光亮，以锡酸钠为基础的电镀液具有性能可靠、镀层质量高、易于操作、对电解槽要求低、对钢无腐蚀性等优点，如今仍广泛用于精加工的钢铁零部件电镀中。因镀锡层与基体金属的结合力较好，镀液的分散能力强，且不需要添加剂，对镀前的清洗工作要求不高。

在生产实践中发现，经传统连续浓缩结晶、烘干、破碎出来的锡酸钠产品为粉末状[1-2]，存在以下几个弊端：一是粉末状产品在生产过程中，容易造成物料流失；二是粉末状锡酸钠产品在储存过程中，由于颗粒细小，容易吸收空气中的水分和二氧化碳，影响产品的澄清度，从而对其使用性能也造成了一定的影响；三是粉末状锡酸钠产品造成生产车间粉尘飞扬，给工人的身体健康带来影响。

结晶状锡酸钠[3]与粉末状锡酸钠相比，晶体产品更方便客户储存和使用，保质期更长，溶解速度更快。本文拟通过在锡酸钠间歇式浓缩结晶时加入晶种，以找到生产晶状锡酸钠产品的最佳工艺参数。

1 试验部分

1.1 仪器及试剂

原子吸收分光光度计(TAS—990F)，北京普析通用仪器有限责任公司。可见光分光光度计(721)，上海菁华科技仪器有限公司。

1.2 试验步骤

按图1步骤进行生产，试验研究重点在于晶种的制备和浓缩结晶工艺条件的确定。产品按GB/T 26040—2010要求进行化验分析。

图1 锡酸钠生产步骤

1.3 结果与讨论

1.3.1 晶种的制备

经初步研究表明，晶种越细，结晶诱导效果越好。为了得到制备超细晶种的最佳工艺参数，采用正交试验法进行了小试，确定的因素位级如表1。

根据因素位级表，选用L16 (45)试验表进行试验研究，结果见表2。

由表2结果可以看出，制备超细晶种的最佳工艺参数为A4B2C3D1E4，即真空度为-0.09 MPa，浓缩波美度为1.15°Be′，搅拌速度为90 r/min，结晶时间1 h，结晶温度为130 ℃。在此最佳工艺条件下制备得到的锡酸钠产品颗粒细且均匀。

表1 因素位级表

注：锡酸钠溶液中，Sn4+浓度为60～70 g/L，游离氢氧化钠浓度为50～80 g/L。

1.3.2 结晶工艺条件的确定

通过在结晶过程中加入晶种诱发结晶，严格控制结晶条件，以得到粒度均匀，晶体粒度大的结晶状产品。

1.3.2.1 晶种加入量对产品的影响

表3为晶种加入量对产品的影响。由表3可以看出，当晶种加入量是溶液中产品的4%时，得到的晶体晶体均匀，光泽度好，为180～250 μm，继续增加晶种加入量也可得到均匀、光泽度好的产品，但生产成本会增加，因此最佳的晶种加入量为4%。

表2 L16 (45)正交试验表

1.3.2.2 晶种加入时机的确定

本文通过在溶液不同的波美度下加入晶种，以确定晶种的最佳加入时机。表4为晶种加入的时机对产品的影响。

由表4可以看出，在1.10～1.15°Be′溶液波美度下加入晶种最为合适，此条件下得到的产品晶体均匀，光泽度好，粒度在180～250 μm。

1.3.2.3 结晶工艺条件的确定

为了得到最佳结晶工艺条件，用正交试验进行了小试，确定的因素位级如表5。

表3 晶种加入量对产品的影响

表4 晶种加入时机对产品的影响

表5 因素位级表

注：锡酸钠溶液中，Sn4+浓度为60～70 g/L，游离氢氧化钠浓度为50～80 g/L；终点控制波美度在1.30～1.35°Be′。

根据因素位级表5，选用L16 (45)试验表进行

试验，结果见表6。

由表6试验结果可以看出，锡酸钠浓缩结晶的最佳工艺参数为A4B3C2D4E1，即真空度为-0.08 MPa，晶种加入速度为14 g/s，搅拌速度为50 r/min，结晶时间6 h，结晶温度为80 ℃。在此最佳工艺条件下得到的锡酸钠产品颗粒大、均匀、光泽度好。

1.3.3 晶种在工业生产中的应用

将晶种制备工艺和浓缩结晶工艺应用于工业生产锡酸钠，共生产了4批产品，产品的结果及保质期跟踪结果如表7。

表6 L16 (45)正交试验表

表7 车间生产产品的各项指标

结果表明，在最佳结晶工艺条件下，生产出来的产品各项指标达到了GB/T 26040—2010的标准要求。

2 结论

研究表明，锡酸钠产品在浓缩结晶过程中加入超细晶种诱导可以生产出大颗粒的晶状产品，产品外观得到了改善，保质期得到了延长。得到的最佳晶种制备工艺是：真空度为-0.09 MPa，浓缩波美度为1.15°Be′，搅拌速度为90 r/min，结晶时间1 h，结晶温度为130 ℃。利用晶种诱导生产锡酸钠产品的最佳结晶工艺参数是：真空度为-0.08 MPa，晶种加入速度为14 g/s，搅拌速度为50 r/min，结晶时间6 h，结晶温度为80 ℃，在1.10～1.15°Be′溶液波美度下加入晶种最为合适，此条件下得到的产品晶体均匀，光泽度好，粒度在220～250 μm，保质期由原来的192 d延长至250 d左右。

[1] 李祥彦,黄萧,何兴等. 同离子效应在锡酸钠结晶中的应用[J]. 电子技术论坛, 2014, (3) :163-164.

[2] 李祥彦,段富良,黄萧等. 一种锡酸钠制备结晶方法[P]. 中国：103964493A,2014-08-06.

[3] 谢雪珍,叶有明,农永萍等. 大颗粒锡酸钠晶体的生产方法[P]. 中国：104973620A,2015-10-14

Study on crystallization process of sodium stannate industrial production

XIE Xue-zhen

Ultra-fine crystal seed is added to sodium stannate crystallization process to produce large-particle crystalline product, so that the product appearance is improved and expiration date extended. The optimum crystal seed preparation process: vacuum degree is -0.09 MPa, concentration Baume degree is 1.15, agitation speed is 90 r/min, crystallization time is 1 h, and crystallization temperature is 130 ℃. The optimum crystallization process: the crystal seed is added at Baume degree of 1.10～1.15 and vacuum degree -0.08 MPa, crystal seed addition speed is 14 g/s, agitation speed is 50 r/min, crystallization time is 6 h, crystallization temperature is 80 ℃. Under such conditions, the obtained crystalline product is even with good glossiness, the particle size is 220～250 μm and expiration date extended from 192 d to 250 d.

sodium stannate; crystal seed; crystallization; concentration

谢雪珍(1983—)，女，工程师，主要从事有色金属深加工产品的生产和开发。

TQ134.32

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