CN103938223B

CN103938223B - 一种高铋粗铅的提纯方法

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Publication number: CN103938223B
Application number: CN201410115614.4A
Authority: CN
Inventors: 袁培新; 郭飞; 夏兵伟; 罗清平; 彭时军; 何立新; 陈鸽翔; 肖伟松; 陈海燕; 付锡海; 彭民
Original assignee: HUNAN SHUIKOUSHAN NONFERROUS METALS GROUP CO Ltd
Current assignee: Shuikoushan Nonferrous Metal Co., Ltd.
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: CN103938223A

Abstract

一种高铋粗铅的提纯方法，包括以下步骤：将制得的电解液加入电解槽中，由电解产出的析出铅熔化铸型制成铅阴极板，由含铋量大于3%的高铋粗铅和含铋量小于1%的粗铅在阳极火法初步精炼过程中混合搭配制成铅阳极板，通入电流进行电解精炼；将电解后的阳极板进行残极洗刷、阳极泥洗涤压滤和阳极泥洗水铅铋置换。本发明实现了在传统铅电解工艺设备上进行高铋粗铅中、高电流密度电解精炼，产出的析出铅质量合格，具有原料利用率高、有价金属回收率高的优点，经济效益显著，解决了传统铅电解工艺设备无法使用高铋粗铅作原料产出合格的析出铅和铅原料短缺的矛盾。

Description

一种高铋粗铅的提纯方法

技术领域

本发明涉及一种铅冶炼方法，特别涉及一种处理含铋3.0%以上的高铋粗铅的提纯方法。

背景技术

近年来，随着中国汽车工业的飞速发展及国产化，国内铅产量和用量逐年增加，造成铅产业结构性矛盾进一步加剧，铅矿资源日趋紧张，铅矿的主品位不断下降，作为铅电解精炼原料的粗铅中杂质含量特别是铋含量随之大幅提高，达到3%以上。粗铅电解精炼传统工艺对铅阳极板中砷、锑、铋、铜等杂质含量尤其是铋有严格要求，一般应控制在0.3%以下。理论上，在正常电解精炼过程中，由于铋的电位比铅正，电化序位置比铅更低，因此很少进入电解液，只残留在阳极泥中，但在实际高铋粗铅电解精炼生产过程中，由于铅阳极板主品位较低，随着电解的进行，阳极泥层逐渐变厚而致密，Pb²⁺扩散难度增大，浓差极化电位升高，槽电压升高，造成金属铋易于溶解和析出，阳极泥洗水和电解液中的铋含量大幅超标，最终产出不合格的析出铅。

针对高铋粗铅电解精炼的方法，国外厂家如加拿大阿罗衣厂和日本神冈一直采用低电流密度（＜140A/m²）和控制铅阳极板中As、Sb、Bi含量的方法，该方法生产效率不高，而采用高电流密度电解精炼的国外厂家如加拿大特累尔厂和日本播磨厂，其铅阳极板中铋含量必须控制在0.5%以下，国内厂家株洲冶炼厂其铅阳极板中铋含量也必须控制在1%以下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高铋粗铅的提纯方法，它能使含铋量达3%的高铋粗铅做原料生产出合格的析出铅，提高铅电解精炼生产效率和阳极泥中铋回收率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高铋粗铅的提纯方法，将制得的电解液加入电解槽中，由电解产出的析出铅熔化铸型制成铅阴极板，由含铋量大于3%的高铋粗铅和含铋量小于1%的粗铅在阳极火法初步精炼过程中混合搭配制成铅阳极板，通入电流进行电解精炼；将电解后的阳极板进行残极洗刷、阳极泥洗涤压滤和阳极泥洗水铅铋置换。

进一步，所述铅阳极板的组成成分和重量含量比例如下：Pb>95%，Bi<3%，As<0.5%，Sb0.6～1.0%，Cu0.06～0.08%，Ag<0.5%。

进一步，所述电解液的组成成分和有效浓度控制在：Pb50～100g/l，总酸120～150 g/l，游离硅氟酸70～90g/l，Bi≤0.004g/l，Cu≤0.002g/l，Ag≤0.0008g/l。

进一步，所述电解精炼的工艺条件为：电流密度170～190A/m²，电解液循环速度25～35L/min，电解液温度35～45℃，槽压0.35～0.55V，电解时间72h。

进一步，所述残极洗刷包括如下步骤：

步骤1）：在高铋粗铅电解精炼一个周期完成后，将电解槽内的阳极板送入残极洗刷机进行机械洗刷，得到阳极泥和残极；

步骤2）：将步骤1）得到的残极吊放在专用残极预备架上用高压水进行人工冲洗和清理，清洗水反复循环使用；

步骤3）：将步骤2）清洗后的残极吊入残极泡槽浸泡30min，再将残极输送至阳极工序沥干进行处理。

进一步，所述残极作为阳极火法初步精炼的原料，所述阳极泥经搅拌、洗涤、压滤后作为回收稀贵金属的原料，阳极泥搅拌洗涤的时间为60～90min。

进一步，所述阳极泥洗涤压滤的设备采用隔膜式压滤机，阳极泥洗涤压滤的工艺采用二次洗涤和二次压滤，得到阳极泥和阳极泥洗水，所述阳极泥洗水含铅离子浓度大于150g/l。

进一步，所述阳极泥洗水进行铅铋置换是将阳极泥洗水送入专用置换槽进行铅铋置换反应，24h后作为配制电解液的洗水，洗水中铋含量控制在0.03g/l以下。

本发明将含铋大于3%的高铋粗铅和含铋小于1%的粗铅在阳极火法初步精炼过程中合理搭配，控制铅阳极板含铋小于3%以下，再配制合适的电解液，控制适当的电解工艺条件，实现了高铋粗铅在传统铅电解精炼设备条件下进行中、高电流密度电解精炼，产出析出铅质量符合GB/T469-2005中的Pb99.994标准要求。

与现有技术相比具有如下特点：1、生产效率得到有效提高，高铋粗铅中、高电流密度电解精炼较低电流密度生产效率要高；2、提高了锑、铋、金、银等有价金属的回收利用率，对残极洗刷得的阳极泥进行洗涤、搅拌、压滤后，将锑、铋、金、银等有价金属富集于阳极泥中，可进行进一步回收利用；3、经济效益显著，发明人使用本发明两年来的结果表明，高铋粗铅电解精炼产出的含铋＜0.004%的合格析出铅率为98%以上，年产10万吨电铅的铅厂每年可多回收铋1500吨以上；4、解决了传统铅电解工艺设备无法使用高铋粗铅作原料产出合格的析出铅和铅原料短缺的矛盾，使现有的铅电解设备能适应各种高杂铅原料的生产要求。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

将制得的电解液加入电解槽中，由电解产出的析出铅熔化铸型制成铅阴极板，由含铋量大于3%的高铋粗铅和含铋量小于1%的粗铅在阳极火法初步精炼过程中混合搭配制成铅阳极板，其组成成分和重量含量比例如下：Pb：95.4%，Bi：2.8%，As：0.45%，Sb：0.6%，Cu:0.06%，Ag：0.38%；电解液的组成成分和有效浓度控制在：Pb：50g/l，总酸：120g/l，游离硅氟酸：70g/l，Bi：0.0023g/l，Cu：0.001g/l，Ag：0.0006g/l。通入电流进行电解精炼，其电解精炼的工艺条件为：电流密度为170 A/m²，电解液循环速度25 L/min，电解液温度35℃，槽压为0.55V，电流效率为95.62%。

在高铋粗铅电解精炼72h完成后，将电解槽内的阳极板送入残极洗刷机进行机械洗刷，得到阳极泥和残极；将得到的残极吊放在专用残极预备架上用高压水进行人工冲洗和清理，清洗水反复循环使用；清洗后的残极吊入残极泡槽浸泡30min，再将残极输送至阳极工序沥干进行处理。残极作为阳极火法初步精炼的原料，阳极泥经搅拌、洗涤、压滤后作为回收稀贵金属的原料。其中，阳极泥搅拌洗涤的时间为60min，阳极泥洗涤压滤的设备采用隔膜式压滤机，阳极泥洗涤压滤的工艺采用二次洗涤和二次压滤，从而得到阳极泥和阳极泥洗水，阳极泥洗水含铅185g/l、含铋0.65g/l，将阳极泥洗水送入专用置换槽进行铅铋置换，反应24小时后取样化验检测含铋0.025g/l，符合配入电解液的要求。

本实施例制得的铅锭的化学成分为：Pb 99.9944%，杂质总和0.0056%，Cu 0.00049%，Bi 0.00346%，Ag 0.0002%，As 0.00035%，Sb 0.00036%，Sn 0.00024%，Zn 0.0002%，Fe 0.0002%，Cd 0.00005%，Ni 0.00005%。铅锭质量符合GB/T469-2005中的Pb99.994标准要求。

实施例2

将制得的电解液加入电解槽中，由电解产出的析出铅熔化铸型制成铅阴极板，由含铋量大于3%的高铋粗铅和含铋量小于1%的粗铅在阳极火法初步精炼过程中混合搭配制成铅阳极板，其组成成分和重量含量比例如下：Pb：96.2%，Bi：2.2%，As：0.35%，Sb：0.75%，Cu:0.07%，Ag：0.35%。电解液的组成成分和有效浓度控制在：Pb：86g/l，总酸：137g/l，游离硅氟酸：84g/l，Bi：0.0025g/l，Cu：0.0015g/l，Ag：0.0007g/l。通入电流进行电解精炼，其电解精炼的工艺条件为：电流密度为180 A/m²，电解液循环速度30L/min，电解液温度40℃，槽压为0.45V，电流效率为95.94%。

在高铋粗铅电解精炼72h完成后，将电解槽内的阳极板送入残极洗刷机进行机械洗刷，得到阳极泥和残极；将得到的残极吊放在专用残极预备架上用高压水进行人工冲洗和清理，清洗水反复循环使用；清洗后的残极吊入残极泡槽浸泡30min，再将残极输送至阳极工序沥干进行处理。残极作为阳极火法初步精炼的原料，阳极泥经搅拌、洗涤、压滤后作为回收稀贵金属的原料。其中，阳极泥搅拌洗涤的时间为75min，阳极泥洗涤压滤的设备采用隔膜式压滤机，阳极泥洗涤压滤的工艺采用二次洗涤和二次压滤，从而得到阳极泥和阳极泥洗水，阳极泥洗水含铅178g/l、含铋0.63g/l，将阳极泥洗水送入专用置换槽进行铅铋置换，反应24小时后取样化验检测含铋0.022g/l，符合配入电解液的要求。

本实施例制得的铅锭的化学成分为：Pb 99.99436%，杂质总和0.00564%，Cu 0.00049%，Bi 0.0035%，Ag 0.0002%，As 0.00037%，Sb 0.00036%，Sn 0.00022%，Zn 0.0002%，Fe 0.0002%，Cd 0.00005%，Ni 0.00005%。铅锭质量符合GB/T469-2005中的Pb99.994标准要求。

实施例3

将制得的电解液加入电解槽中，由电解产出的析出铅熔化铸型制成铅阴极板，由含铋量大于3%的高铋粗铅和含铋量小于1%的粗铅在阳极火法初步精炼过程中混合搭配制成铅阳极板，其组成成分和重量含量比例如下：Pb：97.2%，Bi：1.2%，As：0.25%，Sb：1.0%，Cu:0.08%，Ag：0.32%。电解液主要成分为：Pb：100g/l，总酸：150g/l，游离硅氟酸：90g/l，Bi：0.004g/l，Cu：0.002g/l，Ag：0.0008g/l。通入电流进行电解精炼，其电解精炼的工艺条件为：电流密度为190 A/m²，电解液循环速度35L/min，电解液温度45℃，槽压为0.35V，电流效率为96.36%。

在高铋粗铅电解精炼72h完成后，将电解槽内的阳极板送入残极洗刷机进行机械洗刷，得到阳极泥和残极；将得到的残极吊放在专用残极预备架上用高压水进行人工冲洗和清理，清洗水反复循环使用；清洗后的残极吊入残极泡槽浸泡30min，再将残极输送至阳极工序沥干进行处理。残极作为阳极火法初步精炼的原料，阳极泥经搅拌、洗涤、压滤后作为回收稀贵金属的原料。其中，阳极泥搅拌洗涤的时间为90min，阳极泥洗涤压滤的设备采用隔膜式压滤机，阳极泥洗涤压滤的工艺采用二次洗涤和二次压滤，从而得到阳极泥和阳极泥洗水，阳极泥洗水含铅175g/l、含铋0.56g/l，将阳极泥洗水送入专用置换槽进行铅铋置换，反应24小时后取样化验检测含铋0.018g/l，符合配入电解液的要求。

本实施例制得的铅锭的化学成分为：Pb 99.99526%，杂质总和0.00474%，Cu 0.00049%，Bi 0.0026%，Ag 0.0002%，As 0.00031%，Sb 0.00034%，Sn 0.00028%，Zn 0.00022%，Fe 0.0002%，Cd 0.00005%，Ni 0.00005%。铅锭质量符合GB/T469-2005中的Pb99.994标准要求。

本发明包含但不限于上述实施例，只要采用了含铋大于3%的高铋粗铅和含铋小于1%粗铅进行搭配混合并控制适当工艺条件进行中、高电流密度进行电解提纯的方法，即属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种高铋粗铅的提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：将制得的电解液加入电解槽中，由电解产出的析出铅熔化铸型制成铅阴极板，由含铋量大于3%的高铋粗铅和含铋量小于1%的粗铅在阳极火法初步精炼过程中混合搭配制成铅阳极板，通入电流进行电解精炼；将电解后的阳极板进行残极洗刷、阳极泥洗涤压滤和阳极泥洗水铅铋置换。

2.如权利要求1所述高铋粗铅的提纯方法，其特征在于，所述铅阳极板的组成成分和重量含量比例如下：Pb>95%，Bi<3%，As<0.5%，Sb0.6～1.0%，Cu0.06～0.08%，Ag<0.5%。

3.如权利要求1所述高铋粗铅的提纯方法，其特征在于，所述电解液的组成成分和有效浓度控制在：Pb 50～100g/l，总酸120～150 g/l，游离硅氟酸70～90g/l，Bi≤0.004g/l，Cu≤0.002g/l，Ag≤0.0008g/l。

4.如权利要求1所述高铋粗铅的提纯方法，其特征在于，所述电解精炼的工艺条件为：电流密度170～190A/m²，电解液循环速度25～35L/min，电解液温度35～45℃，槽压0.35～0.55V，电解时间72h。

5.如权利要求1~4任一项所述高铋粗铅的提纯方法，其特征在于，所述残极洗刷包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述高铋粗铅的提纯方法，其特征在于，所述残极作为阳极火法初步精炼的原料，所述阳极泥经搅拌、洗涤、压滤后作为回收稀贵金属的原料，阳极泥搅拌洗涤的时间为60～90min。

7.根据权利要求6所述高铋粗铅的提纯方法，其特征在于，所述阳极泥洗涤压滤的设备采用隔膜式压滤机，阳极泥洗涤压滤的工艺采用二次洗涤和二次压滤，得到阳极泥和阳极泥洗水，所述阳极泥洗水含铅离子浓度大于150g/l。

8.根据权利要求7所述高铋粗铅的提纯方法，其特征在于，所述阳极泥洗水进行铅铋置换是将阳极泥洗水送入专用置换槽进行铅铋置换反应，24h后作为配制电解液的洗水，洗水中铋含量控制在0.03g/l以下。