CN106011931A

CN106011931A - 一种大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法

Info

Publication number: CN106011931A
Application number: CN201610641599.6A
Authority: CN
Inventors: 张永平; 方树铭; 简胜; 包崇军; 陈愈; 周娴; 孙彦华; 毕宝华; 黎学坤; 刘克洋; 杨光灿; 张梅; 李雨耕; 闫森; 雷华志; 杨筱筱; 赵云; 周悦
Original assignee: Kunming Metallurgical Research Institute
Current assignee: Kunming Metallurgical Research Institute
Priority date: 2016-08-08
Filing date: 2016-08-08
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明公开了一种大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法，包括以下步骤：1）阳极板和阴极始极片的制备：将粗铅经预处理后通过立模浇铸得到阳极板，将铅卷通过阴极制片机制备出阴极始极片；2）一次电解：将步骤1）中得到的阴极始极片和阳极板通过自动排距机排距好后装槽，接通直流电，在含有添加剂的硅氟酸和硅氟酸铅水溶液的电解液中进行电解3～4天；3）二次电解：取出经过步骤2）电解的阳极，洗尽其表面的阳极泥，再重新装入电解槽，继续电解3～4天，然后取出阴极和残极，完成一个电解周期。本发明可以大幅度降低残极率，降低直流电耗，维持电解液铅酸浓度平衡，环保清洁，操作简单方便，从而创造更高的经济效益。

Description

一种大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法

技术领域

本发明属于铅的精炼技术领域，具体涉及一种大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法。

背景技术

目前国内铅精炼通常先火法精炼除铜、锡再电解精炼，析出阴极铅浇铸成铅锭，而粗铅中有价金属则进入阳极泥送贵金属车问回收，电解精炼与传统的纯火法精炼相比有电铅质量好和贵金属回收率高等优点。

现常用的铅电解精炼的方法主要有传统的小极板电解和大极板电解，小极板的周期一般不超过4天，不必要采用二次电解，但是普遍存在规模小、工艺技术落后、装备水平低、能耗高、劳动生产率低、环境污染严重等问题。近几年我国铅电解精炼技术发展迅速，随着大极板电解在生产中的应用，大大提升和改造了我国铅电解精炼的工艺水平及其装备水平，但是现有的问题是在大极板长周期铅电解精炼工艺条件下，随着电解过程的不断进行，阳极的溶解比阴极的析出速率要大，且因在大极板长周期条件下，电解周期到一定的程度，由于阳极铅离子溶解受阻，电解液局部浓差极化严重，电解结晶、浓差极化和短路的原因，阴极析出效率将大幅度下降，产量将逐步下降。

目前大极板电解主要有阴阳极同周期和阴极二次电解两种方法。阴阳极同周期是当一个周期电解完时，同时取出阳极和阴极，该电解方法主要是随着电解周期的进行，阳极溶解由于阳极泥层厚度的增加，铅离子溶解速率降低，电解液浓差极化增强，阴极结晶变坏，阴极表面长出枝状和瘤状，导致阴阳极短路，电流效率降低、产量下降、阳极品位高时铅离子升高，从而使得槽电压升高，电耗增加，电流效率降低，析出铅的结晶恶化，电铅产量降低。阴极二次电解是进行电解一段时间后取出阴极，重新装入新的阴极始极片，继续电解，取出阴极和残极，完成一个电解周期。该方法虽然对降低电解液铅离子浓度、电流效率等有一定的效果，但是由于铅阳极电解一段时间后，表面附着的阳极泥层随着电解时间的增加会逐步增厚，会阻碍铅离子的溶解。所以也不是大极板长周期电解精炼高电流效率、低电耗、高产量、低残极率的好方法。

因此，目前在大极板长周期铅电解精炼技术中，还没有一种高效率、低残极率、成本低、操作简便、效果明显的方法来彻底解决大极板长周期铅电解工艺中的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、操作简便、降低残极率、提高电流效率、提高产量的大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法。

本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤：

1）阳极板和阴极始极片的制备：将粗铅经熔析除去Cu或Sn，并调整As、Sb含量，然后通过立模浇铸得到阳极板，将铅卷通过阴极制片机制备出阴极始极片；

2）一次电解：将步骤1）中得到的阴极始极片和阳极板通过自动排距机按90～100mm的同极中心距自动排距好后装入电解槽，接通直流电，在含有添加剂的电解液中进行电解3～4天，电解液温度：35~45℃，电解液循环速度：40~50L/min，电流密度：100~170A/m²，所述电解液是由硅氟酸和硅氟酸铅的水溶液组成；

3）二次电解：取出步骤2）电解后的阳极板，用吊车调入带有风刀或喷嘴的整槽残极洗涤机组上，洗尽其表面的阳极泥，再将其按90～100m的同极中心距重新装入电解槽，继续电解3～4天，电解液温度：35~45℃，电解液循环速度：40~50L/min，电流密度：100~170A/m²；然后取出阴极和残极，完成一个电解周期。

本发明的有益效果：

1、本发明将经过预精炼处理的粗铅的大极板阳极二次电解精炼到纯度高达99. 996%以上的高纯铅和夹杂有贵金属的阳极泥，通过在一个长电解周期内，通过更换新的阳极，来提高铅离子在阳极上的溶解速度，来满足阴极析出时所需的铅离子，从而达到减少电解液浓差极化，维持电解液铅酸平衡稳定，降低残极率，提高电流效率，降低直流电耗，提高铅产量的效果，操作简单方便，环保清洁。

2、本发明克服了大极板、长周期铅电解过程中由于电解液铅离子浓度过高或过低导致的阴极结晶恶化，槽内阴阳极因枝晶状庖丁发生短路等问题，减少碰电带来的电流损失，极大地提高了电流效率，可以将电流效率提高到 95% 以上；同时浓差极化得到一定的消除，直流电耗降低，到达110kw.h/t·电铅片以下；有效抑制电解液铅离子浓度的大幅度变化，可以将铅电解液铅离子浓度控制到 80~120g/ L ；将残极率可以将至30~35%，既减少残极所占的铅量在生产中循环周转，又节约了大量煤气用量；提高了阳极泥产量，从而提高了金银等贵金属的回收量，同时阴极铅析出产量提高15~20%；通过二次电解中不同参数的控制，提高电流效率，提高铅产量和阳极泥产量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明的大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法，包括以下步骤：

步骤1）中所述的阳极板的尺寸为1210×810×30mm，质量为300Kg。

步骤1）中所述的阴极始极片尺寸为：1370×840×（1.0±0.05）mm ，质量为18~20Kg。

步骤1）中所述的阳极板的品位为：Pb：95~98.5%，Cu：≤ 0.08%，Sb：0.3～2.0%，As：0.01～1.53%。

步骤1）中所述的铅卷是由铅含量大于99.994 %的1号电解铅制作而成。

步骤2）中所述的添加剂为明胶和木质磺酸钙，其添加方法为将明胶和木质磺酸钙分别用60～80℃热水溶解后缓慢加入到电解液中。

所述的明胶的单耗为 0.5Kg/t电铅片，所述的木质磺酸钙的单耗为0.5Kg/t电铅片。

步骤2）中所述的电解液温度：35~40℃，电解液循环速度：40~45L/min，电流密度：100~130A/m²。

步骤3）中所述的电解液温度：40~45℃，电解液循环速度：45~50L/min，电流密度：140~170A/m²

实施例1

1）将粗铅经低温熔析除Cu或Sn，调整As、Sb含量达到铅阳极板质量要求的处理后通过立模浇铸得到阳极板，将铅卷通过阴极制片机制备出阴极始极片；通过立模浇铸得到阳极板，尺寸为：1210×810×30mm，质量300Kg；通过阴极制片机制出阴极始极片，尺寸为：1370×840×1.0mm ，质量18Kg；

2）将制作好的阴极始极片和阳极通过自动排距机按100mm的排距好后装槽，接通直流电，电解3天，所述的电解的参数为电解液温度在 35℃，电解液循环速度：40L/min，电流密度在 100A/m²；

3）取出经过步骤2）电解的阳极，在带有风刀的整槽洗涤装备上洗尽阳极表面的阳极泥，再重新装入电解槽，继续电解3天，所述的电解的参数为电解液温度在 35℃，电解液循环速度：40L/min，电流密度在 100A/m²，同时取出阴极和残极，完成一个电解周期。

表 1 实施本实施例1前后产量、直流电耗及残极率的变化

	阴阳极同周期	阳极二次电解实施1个月	阳极二次电解实施3个月	阳极二次电解实施6个月	阳极二次电解实施12个月
						析出铅单片产量（Kg）	160.09	182.96	186.16	190.27	195.67
直流电耗（千瓦时/吨电铅片）	130.23	125.78	118.43	115.17	110.97
						残极率/%	46.85	40.32	36.12	33.85	32.09

本实施例达到了减少电解液浓差极化，维持电解液铅酸平衡稳定，降低残极率，提高电流效率，降低直流电耗，提高铅片产量的效果；同时本发明的电解装置在一定的周期内，实施时间越长，产量越高，直流电耗和残疾率越低，效果越好。

实施例2

1）阳极板和阴极始极片的制备：将粗铅经熔析除去Cu或Sn，并调整As、Sb含量，然后通过立模浇铸得到阳极板，所述的阳极板的尺寸为1210×810×30mm，质量为300Kg，所述的阳极板的品位为：Pb：95%，Cu：0.08%，Sb：0.3%，As：0.01%；将铅含量大于99.994%的1号电解铅制作而成的铅卷通过阴极制片机制备出阴极始极片，所述的阴极始极片尺寸为：1370×840×0.095mm，质量为18Kg；

2）一次电解：将步骤1）中得到的阴极始极片和阳极板通过自动排距机按90mm的同极中心距自动排距好后装入电解槽，接通直流电，在含有添加剂的电解液中进行电解3天，电解液温度：35℃，电解液循环速度：40L/min，电流密度：100A/m²，所述电解液是由硅氟酸和硅氟酸铅的水溶液组成；所述的添加剂为明胶和木质磺酸钙，其添加方法为将明胶和木质磺酸钙分别用60℃热水溶解后缓慢加入到电解液中，明胶的单耗为 0.5Kg/t电铅片，木质磺酸钙的单耗为0.5Kg/t电铅片；

3）二次电解：取出步骤2）电解后的阳极板，用吊车调入带有风刀的整槽残极洗涤机组上，洗尽其表面的阳极泥，再将其按90m的同极中心距重新装入电解槽，继续电解3天，电解液温度：40℃，电解液循环速度：45L/min，电流密度：140A/m²；然后取出阴极和残极，完成一个电解周期。

实施例3

1）阳极板和阴极始极片的制备：将粗铅经熔析除去Cu或Sn，并调整As、Sb含量，然后通过立模浇铸得到阳极板，所述的阳极板的尺寸为1210×810×30mm，质量为300Kg，所述的阳极板的品位为：Pb：96%，Cu： 0.06%，Sb：0.5%，As：0.5%；将铅含量大于99.994 %的1号电解铅制作而成的铅卷通过阴极制片机制备出阴极始极片，所述的阴极始极片尺寸为：1370×840×1.0mm ，质量为19Kg；

2）一次电解：将步骤1）中得到的阴极始极片和阳极板通过自动排距机按95mm的同极中心距自动排距好后装入电解槽，接通直流电，在含有添加剂的电解液中进行电解4天，电解液温度：40℃，电解液循环速度：45L/min，电流密度：170A/m²，所述电解液是由硅氟酸和硅氟酸铅的水溶液组成；所述的添加剂为明胶和木质磺酸钙，其添加方法为将明胶和木质磺酸钙分别用70℃热水溶解后缓慢加入到电解液中，明胶的单耗为 0.5Kg/t电铅片，所述的木质磺酸钙的单耗为0.5Kg/t电铅片；

3）二次电解：取出步骤2）电解后的阳极板，用吊车调入带有风刀或喷嘴的整槽残极洗涤机组上，洗尽其表面的阳极泥，再将其按95m的同极中心距重新装入电解槽，继续电解4天，电解液温度：45℃，电解液循环速度：50L/min，电流密度：170A/m²；然后取出阴极和残极，完成一个电解周期。

实施例4

1）阳极板和阴极始极片的制备：将粗铅经熔析除去Cu或Sn，并调整As、Sb含量，然后通过立模浇铸得到阳极板，所述的阳极板的尺寸为1210×810×30mm，质量为300Kg，所述的阳极板的品位为：Pb：97.5%，Cu：0.07%，Sb：1.0%，As：1%；将铅含量大于99.994 %的1号电解铅制作而成的铅卷通过阴极制片机制备出阴极始极片，所述的阴极始极片尺寸为：1370×840×1.05mm ，质量为18Kg；

2）一次电解：将步骤1）中得到的阴极始极片和阳极板通过自动排距机按100mm的同极中心距自动排距好后装入电解槽，接通直流电，在含有添加剂的电解液中进行电解3天，电解液温度：38℃，电解液循环速度：42L/min，电流密度：120A/m²，所述电解液是由硅氟酸和硅氟酸铅的水溶液组成；所述的添加剂为明胶和木质磺酸钙，其添加方法为将明胶和木质磺酸钙分别用75℃热水溶解后缓慢加入到电解液中，明胶的单耗为 0.5Kg/t电铅片，所述的木质磺酸钙的单耗为0.5Kg/t电铅片；

3）二次电解：取出步骤2）电解后的阳极板，用吊车调入带有风刀或喷嘴的整槽残极洗涤机组上，洗尽其表面的阳极泥，再将其按100m的同极中心距重新装入电解槽，继续电解4天，电解液温度：42℃，电解液循环速度：48L/min，电流密度：160A/m²；然后取出阴极和残极，完成一个电解周期。

实施例5

1）阳极板和阴极始极片的制备：将粗铅经熔析除去Cu或Sn，并调整As、Sb含量，然后通过立模浇铸得到阳极板，所述的阳极板的尺寸为1210×810×30mm，质量为300Kg，所述的阳极板的品位为：Pb：98.5%，Cu：0.08%，Sb：2.0%，As：1.53%；将铅含量大于99.994%的1号电解铅制作而成的铅卷通过阴极制片机制备出阴极始极片，所述的阴极始极片尺寸为：1370×840×1.05mm，质量为20Kg；

2）一次电解：将步骤1）中得到的阴极始极片和阳极板通过自动排距机按100mm的同极中心距自动排距好后装入电解槽，接通直流电，在含有添加剂的电解液中进行电解4天，电解液温度：45℃，电解液循环速度：50L/min，电流密度：130A/m²，所述电解液是由硅氟酸和硅氟酸铅的水溶液组成；所述的添加剂为明胶和木质磺酸钙，其添加方法为将明胶和木质磺酸钙分别用80℃热水溶解后缓慢加入到电解液中，明胶的单耗为 0.5Kg/t电铅片，所述的木质磺酸钙的单耗为0.5Kg/t电铅片；

3）二次电解：取出步骤2）电解后的阳极板，用吊车调入带有风刀或喷嘴的整槽残极洗涤机组上，洗尽其表面的阳极泥，再将其按100m的同极中心距重新装入电解槽，继续电解3天，电解液温度：45℃，电解液循环速度：50L/min，电流密度：170A/m²；然后取出阴极和残极，完成一个电解周期。

本发明实施例2~5和对比例1~3分别实施12个月之后的产量、直流电耗及残极率情况如表2所示，其中对比例1为采用阴阳极同周期电解，对比例2为采用阴极二次电解，对比例3为采用传统小极板电解。

表2 实施例与对比例分别实施12个月产量、直流电耗及残极率的情况

	析出铅单片产量（Kg）	直流电耗（千瓦时/吨电铅片）	残极率/%
				实施例2	195.67	109.43	34.77
实施例3	188.23	111.37	37.25
				实施例4	194.56	110.54	35.14
实施例5	195.24	109.25	34.92
				对比例1	160.38	129.72	46.54
对比例2	一次88.46；二次85.12	121.23	42.14
				对比例3	48.52	116.54	39.35

本发明在一个长电解周期内，通过更换重新洗涤的阳极，来提高铅离子在阳极上的溶解速度，来满足阴极析出时所需的铅离子，从而达到减少电解液浓差极化，维持电解液铅酸平衡稳定，降低残极率，提高电流效率，降低直流电耗，提高铅片产量的效果。

Claims

1.一种大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法，其特征在于步骤1）中所述的阳极板的尺寸为1210×810×30mm，质量为300Kg。

3.如权利要求1所述的大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法，其特征在于步骤1）中所述的阴极始极片尺寸为1370×840×（1.0±0.05）mm，质量为18~20Kg。

4.如权利要求1所述的大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法，其特征在于步骤1）中所述的阳极板的品位为：Pb：95~98.5%，Cu：≤ 0.08%，Sb：0.3～2.0%，As：0.01～1.53%。

5.如权利要求1所述的大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法，其特征在于步骤1）中所述的铅卷是由铅含量大于99.994 %的1号电解铅制作而成。

6.如权利要求1所述的大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法，其特征在于步骤2）中所述的添加剂为明胶和木质磺酸钙，其添加方法为将明胶和木质磺酸钙分别用60～80℃热水溶解后缓慢加入到电解液中。

7.如权利要求6所述的大极板长周期铅阳极二次电解精炼的方法，其特征在于所述的明胶的单耗为 0.5Kg/t电铅片，所述的木质磺酸钙的单耗为0.5Kg/t电铅片。

8.如权利要求1所述的大板极长周期铅阳极二次电解精炼的方法，其特征在于步骤2）中所述的电解液温度：35~40℃，电解液循环速度：40~45L/min，电流密度：100~130A/m²。

9.如权利要求1所述的大板极长周期铅阳极二次电解精炼的方法，其特征在于步骤3）中所述的电解液温度：40~45℃，电解液循环速度：45~50L/min，电流密度：140~170A/m²。