Nhằm đáp ứng nhu cầu cung cấp nguồn nguyên liệu tinh khiết cho các ngành công nghệ kỹ thuật cao, nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim đã nghiên cứu công nghệ sản xuất thiếc siêu sạch (hàm lượng 99,99%Sn) từ thiếc thô.

Theo đánh giá của các chuyên gia, xu hướng hiện nay, thiếc được sử dụng như một vật liệu thay thế cho các kim loại độc hại trong nhiều ứng dụng. Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ kỹ thuật cao, thời gian gần đây, công nghiệp điện tử - viễn thông, bao bì thực phẩm, chế tạo máy, sản xuất hóa chất... đã gia tăng nhu cầu sử dụng thiếc sạch, đặc biệt là thiếc có hàm lượng 99,99%Sn.

Trong khi đó, công nghệ tinh luyện thiếc hiện nay ở nước ta cho ra sản phẩm với chất lượng ở mức 99,95%Sn và 99,75%Sn, nên chưa đáp ứng được nhu cầu của thị trường. Hơn nữa, việc xuất khẩu thiếc 99,75% ra thị trường thế giới bị mất giá bởi mác thiếc này còn chứa lượng tạp chất tương đối cao, gây nên tình trạng lãng phí nguồn tài nguyên đất nước.

Trước thực trạng đó, việc nghiên cứu công nghệ sản xuất thiếc 99,99% từ thiếc 99,75% là rất cần thiết. Ngoài ý nghĩa khoa học, quá trình nghiên cứu công nghệ sản xuất thiếc 99,99% còn mang ý nghĩa thực tiễn, góp phần nâng cao giá trị hàng hóa sản xuất trong nước và cung cấp nguồn nguyên liệu tinh khiết cho ngành công nghệ kỹ thuật cao. Đây lý do để nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài này.

Nhóm đã nghiên cứu điều chế dung dịch SnSO4 sử dụng làm dung dịch điện phân và quá trình điện phân tinh luyện thiếc 99,99% từ thiếc 99,75%. Đề tài nghiên cứu công nghệ tinh luyện thiếc 99,99% trong môi trường sunphat nên cần tiến hành điều chế dung dịch SnSO4 với nồng độ các chất trong dung dịch: Sn2+ = 40 – 50 g/l; H+ = 100 – 150 g/l. Để thu được dung dịch với nồng độ như trên, nhóm đã sử dụng thiếc sạch (99,95%Sn) rồi tiến hành điều chế theo phương pháp điện hóa - màng ngăn. Kết quả nghiên cứu của nhóm đã thu được dung dịch nồng độ Sn2+ = 50,3 g/l, hiệu suất quá trình điều chế đạt 93,1%.

Theo thời gian điện phân, chất lượng của dung dịch điện phân sẽ giảm dần do các tạp chất bị hòa tan tích tụ dần. Dự kiến phương pháp khử các tạp chất trong dung dịch để bảo đảm chế độ điện phân.

Trong quá trình tinh luyện, đề tài nghiên cứu các vấn đề như: Ảnh hưởng của mật độ dòng điện; ảnh hưởng của phân cực anode thông qua đại lượng điện áp bể; ảnh hưởng của chất phụ gia; nghiên cứu sự biến đổi nồng độ thiếc hai và axit trong dung dịch: nồng độ ion thiếc hai và axit sunfuric giảm dần theo thời gian điện phân, làm thay đổi chế độ công nghệ. Để ổn định công nghệ cần bổ sung thêm lượng thiếc hai và axit đạt giới hạn nồng độ ban đầu.

Với kết quả nghiên cứu, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hòa tan của thiếc trên anode, sản phẩm thiếc thô đã được lựa chọn để điều chế bổ sung lượng thiếc hại tiêu hao trong quá trình điện phân. Trong quá trình điều chế bổ sung theo phương pháp điện hóa - màng ngăn với anode thiếc thô, dung dịch tuần hoàn liên tục.

Nhóm nghiên cứu đã lựa chọn và đưa ra sơ đồ công nghệ tinh luyện và triển khai thực nghiệm quá trình tinh luyện trên mô hình và thu được thiếc cathode đạt yêu cầu đề ra và có chất lượng tương đương với thiếc 99,99% trên thế giới.