CN104746098A - 一种电解精炼粗铅的电解液及电解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电解精炼粗铅的电解液及电解方法，属于湿法冶金技术领域。该电解精炼粗铅的电解液，该电解液为甲基磺酸溶液体系，由甲基磺酸铅和游离甲基磺酸组成，其中Pb2+浓度为50~200g/L，游离甲基磺酸浓度为50~160g/L。将甲基磺酸铅及游离甲基磺酸组成的溶液体系电解液、待精炼的粗铅阳极板、阴极板放入电解槽中，然后通入直流电，并向电解液中添加动物胶、木质素磺酸盐、芦荟素和β-萘酚中的一种或任意几种混合物的添加物电解2~7天，产出阴极铅和阳极泥，阴极铅熔融和浇铸后得到国标1#铅锭，阳极泥经洗涤压滤后送贵金属提取工序处理。本发明采用全新的甲基磺酸溶液体系为电解液进行电解，具有环保优势显著的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电解精炼粗铅的电解液及电解方法，属于湿法冶金技术领域。
背景技术
用各种方法生产的粗铅都含有一定量的杂质，为了除去有害杂质并回收其中的贵金属等有价元素，必须对其进行精炼，精炼的方法分为火法精炼和电解精炼两种。火法精炼工序多，产生大量的含铅烟尘和废渣，环境污染严重，劳动环境差，同时铅直收率和贵金属等有价元素综合回收率低，因此，粗铅的电解精炼在加拿大、美国、日本和中国等被广泛采用。
目前，粗铅电解精炼均采用硅氟酸和硅氟酸铅组成的溶液体系为电解液进行电解，在该体系下电解主要的缺点是：（1）硅氟酸易挥发并分解成有毒的HF和SiF4气体，工作现场形成大量的酸雾，气味难闻，对人体和环境危害非常大；（2）在广泛采用的105~200A/m2电流密度下，相应槽电压高达0.36~0.7V，吨铅直流电耗为110~190kw·h，能耗高；（3）电流效率低，仅为90%左右。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种清洁节能的电解精炼粗铅的电解液及电解方法。本发明采用全新的甲基磺酸溶液体系为电解液进行电解，甲基磺酸溶液体系具有环保优势显著、电导率高、铅溶解度高、无氧化性、稳定性高的特点，本发明通过以下技术方案实现。
一种电解精炼粗铅的电解液，该电解液为甲基磺酸溶液体系，由甲基磺酸铅和游离甲基磺酸组成，其中Pb2+ 浓度为50~200g/L，游离甲基磺酸浓度为50~160g/L。
一种采用上述的电解液电解精炼粗铅的方法，其具体步骤包括如下：将甲基磺酸铅及游离甲基磺酸组成的溶液体系电解液、待精炼的粗铅阳极板、阴极板放入电解槽中，然后通入直流电，并控制阴极电流密度80~500A/m2、粗铅阳极板与阴极板间距35~65mm、电解液循环量15~30L/min、电解液温度20~50℃；并向电解液中添加动物胶、木质素磺酸盐、芦荟素和β-萘酚中的一种或任意几种混合物的添加物，添加物总量为0.5~1.5kg/t·Pb，根据上述工艺参数条件下电解2~7天，产出阴极铅和阳极泥，阴极铅熔融和浇铸后得到国标1#铅锭，阳极泥经洗涤压滤后送贵金属提取工序处理。
所述粗铅阳极板为经火法初步脱杂并浇铸成的粗铅阳极板，包括以下质量百分比组分：Pb≥94%，Cu≤0.08%，As和Sb总质量0.5~3%，Sn≤0.05%，Bi0.01~1%，Ag0.1~1%。
所述阴极板为不锈钢板或纯铅板。
所述甲基磺酸溶液体系电解液循环方式为上进下出或下进上出。
本发明的有益效果是：
（1）、本发明的电解液和方法环境友好，避免了硅氟酸溶液体系电解所产生有毒有害气体、酸雾对环境的严重污染和对人体的严重危害；
（2）、本方法制备的产品质量高，生产的阴极铅经过熔融和浇铸后获得符合国标1#铅锭；
（3）、本方法槽电压低，在阴极电流密度80~500A/m2的条件下，相应槽电压仅为0.1~0.7V；
（4）、本方法电流效率高，大于98%；
（5）、本方法直流电耗低，在阴极电流密度80~500A/m2的条件下，相应直流电耗仅为26~183.8kw·h/tPb，节能效果显著。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
该电解精炼粗铅的甲基磺酸溶液体系电解液由甲基磺酸铅和游离甲基磺酸组成，其中Pb2+浓度为50g/L，游离甲基磺酸浓度为100g/L。
采用该电解液电解精炼粗铅的电解方法，具体步骤包括如下：将含Pb2+浓度为50g/L、游离甲基磺酸浓度为100g/L的电解液、待精炼的粗铅阳极板、阴极板放入电解槽中，然后通入直流电，并控制阴极电流密度500A/m2、粗铅阳极板与阴极板间距65mm、电解液循环量30L/min、电解液温度20℃、电解液中添加质量比为1:1的动物胶和木质素磺酸盐的混合物添加物，添加物总量为1.5kg/t·Pb，在上述工艺参数条件下电解7天，产出阴极铅和阳极泥，阴极铅熔融和浇铸后得到国标1#铅锭，阳极泥经洗涤压滤后送贵金属提取工序处理。其中粗铅阳极板为经火法初步脱杂浇铸成的粗铅阳极板，包括以下质量百分比组分：Pb98.1%，Cu0.03%，As和Sb总质量0.5%，Sn≤0.05%，Bi0.01%，Ag0.35%；阴极板为316L不锈钢板；甲基磺酸溶液体系电解液循环方式为上进下出。
本实施例中槽电压为0.7V，电流效率为98.5%，直流电耗为183.8kw·h/tPb。
实施例2
该电解精炼粗铅的甲基磺酸溶液体系电解液由甲基磺酸铅和游离甲基磺酸组成，其中Pb2+浓度为200g/L，游离甲基磺酸浓度为160g/L。
采用该电解液电解精炼粗铅的电解方法，具体步骤包括如下：将含Pb2+浓度为200g/L、游离甲基磺酸浓度为160g/L电解液、待精炼的粗铅阳极板、阴极板放入电解槽中，然后通入直流电，并控制阴极电流密度80A/m2、粗铅阳极板与阴极板间距45mm、电解液循环量15L/min、电解液温度40℃、电解液中添加质量比为1：1：1的动物胶、木质素磺酸盐和β-萘酚的混合物添加物，添加物总量为1.0kg/t·Pb的工艺参数条件下电解2天，产出阴极铅和阳极泥，阴极铅熔融和浇铸后得到国标1#铅锭，阳极泥经洗涤压滤后送贵金属提取工序处理。其中粗铅阳极板为经火法初步脱杂浇铸成的粗铅阳极板，包括以下质量百分比组分：Pb94%，Cu0.05%，As和Sb总质量3%，Sn0.05%，Bi0.04%，Ag0.43%；阴极板为316L不锈钢板；甲基磺酸溶液体系电解液循环方式为上进下出。
本实施例中槽电压为0.1V，电流效率为99.1%，直流电耗为26kw·h/tPb。
实施例3
该电解精炼粗铅的甲基磺酸溶液体系电解液由甲基磺酸铅和游离甲基磺酸组成，其中Pb2+浓度为120g/L，游离甲基磺酸浓度为50g/L。
采用该电解液电解精炼粗铅的电解方法，具体步骤包括如下：将含Pb2+浓度为120g/L、游离甲基磺酸浓度为50g/L的电解液、待精炼的粗铅阳极板、阴极板放入电解槽中，然后通入直流电，并控制阴极电流密度300A/m2、粗铅阳极板与阴极板间距35mm、电解液循环量20L/min、电解液温度50℃、电解液中添加质量比为1:1:1升温动物胶、木质素磺酸盐和芦荟素的混合物添加物，添加物总量为0.8kg/t·Pb的工艺参数条件下电解3天，产出阴极铅和阳极泥，阴极铅熔融和浇铸后得到国标1#铅锭，阳极泥经洗涤压滤后送贵金属提取工序处理。其中粗铅阳极板为经火法初步脱杂浇铸成的粗铅阳极板，包括以下质量百分比组分：Pb95.6%，Cu0.08%，As和Sb总质量1.2%，Sn0.02%，Bi0.02%，Ag1.0%；阴极板为纯铅板；甲基磺酸溶液体系电解液循环方式为上进下出。
本实施例中槽电压为0.42V，电流效率为98%，直流电耗为110.9kw·h/tPb。
实施例4
该电解精炼粗铅的甲基磺酸溶液体系电解液由甲基磺酸铅和游离甲基磺酸组成，其中Pb2+浓度为90g/L，游离甲基磺酸浓度为80g/L。
采用该电解液电解精炼粗铅的电解方法，具体步骤包括如下：将含Pb2+浓度为90g/L、游离甲基磺酸浓度为80g/L的电解液、待精炼的粗铅阳极板、阴极板放入电解槽中，然后通入直流电，并控制阴极电流密度200A/m2、粗铅阳极板与阴极板间距50mm、电解液循环量25L/min、电解液温度30℃、电解液中添加质量比为1:1:1:1的动物胶、木质素磺酸盐、芦荟素和β-萘酚的混合物添加物，添加物总量为0.5kg/t·Pb的工艺参数条件下电解5天，产出阴极铅和阳极泥，阴极铅熔融和浇铸后得到国标1#铅锭，阳极泥经洗涤压滤后送贵金属提取工序处理。其中粗铅阳极板为经火法初步脱杂浇铸成的粗铅阳极板，包括以下质量百分比组分：Pb97.2%，Cu0.06%，As和Sb总质量1.5%，Sn0.02%，Bi1.0%，Ag0.1%；阴极板为纯铅板；甲基磺酸溶液体系电解液循环方式为下进上出。
本实施例中槽电压为0.29V，电流效率为98.6%，直流电耗为76kw·h/tPb。
实施例5
该电解精炼粗铅的甲基磺酸溶液体系电解液由甲基磺酸铅和游离甲基磺酸组成，其中Pb2+浓度为100g/L，游离甲基磺酸浓度为120g/L。
采用该电解液电解精炼粗铅的电解方法，具体步骤包括如下：将含Pb2+浓度为100g/L、游离甲基磺酸浓度为120g/L的电解液、待精炼的粗铅阳极板、阴极板放入电解槽中，然后通入直流电，并控制阴极电流密度150A/m2、粗铅阳极板与阴极板间距40mm、电解液循环量25L/min、电解液温度20℃、电解液中添加质量比为1:1:1动物胶、芦荟素和β-萘酚的混合物添加物，添加物总量为1.0kg/t·Pb的工艺参数条件下电解4天，产出阴极铅和阳极泥，阴极铅熔融和浇铸后得到国标1#铅锭，阳极泥经洗涤压滤后送贵金属提取工序处理。其中粗铅阳极板为经火法初步脱杂浇铸成的粗铅阳极板，包括以下质量百分比组分：Pb96.5%，Cu0.04%，As和Sb总质量2.1%，Sn0.02%，Bi0.06%，Ag0.62%；阴极板为纯铅板；甲基磺酸溶液体系电解液循环方式为上进下出。
本实施例中槽电压为0.21V，电流效率为99%，直流电耗为54.9kw·h/tPb。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种电解精炼粗铅的电解液，其特征在于：该电解液为甲基磺酸溶液体系，由甲基磺酸铅和游离甲基磺酸组成，其中Pb2+ 浓度为50~200g/L，游离甲基磺酸浓度为50~160g/L。
2.一种采用权利要求1所述的电解液电解精炼粗铅的方法，其特征在于具体步骤包括如下：将甲基磺酸铅及游离甲基磺酸组成的溶液体系电解液、待精炼的粗铅阳极板、阴极板放入电解槽中，然后通入直流电，并控制阴极电流密度80~500A/m2、粗铅阳极板与阴极板间距35~65mm、电解液循环量15~30L/min、电解液温度20~50℃；并向电解液中添加动物胶、木质素磺酸盐、芦荟素和β-萘酚中的一种或任意几种混合物的添加物，添加物总量为0.5~1.5kg/t·Pb，根据上述工艺参数条件下电解2~7天，产出阴极铅和阳极泥，阴极铅熔融和浇铸后得到国标1#铅锭，阳极泥经洗涤压滤后送贵金属提取工序处理。
3.根据权利要求2所述的电解液电解精炼粗铅的方法，其特征在于：所述粗铅阳极板为经火法初步脱杂并浇铸成的粗铅阳极板，包括以下质量百分比组分：Pb≥94%，Cu≤0.08%，As和Sb总质量0.5~3%，Sn≤0.05%，Bi0.01~1%，Ag0.1~1%。
4.根据权利要求2所述的电解液电解精炼粗铅的方法，其特征在于：所述阴极板为不锈钢板或纯铅板。
5.根据权利要求2所述的电解液电解精炼粗铅的方法，其特征在于：所述甲基磺酸溶液体系电解液循环方式为上进下出或下进上出。
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