CN106086937B - 一种氯化稀土料液电解除铅工艺 - Google Patents

一种氯化稀土料液电解除铅工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了氯化稀土料液电解除铅工艺，包括如下步骤：(1)将氯化稀土料液进行中和调值使pH＝2‑4.5，(2)将调值中和后的氯化稀土料液进行电解，阳极采用惰性电极，阴极采用铅电极、石墨电极、不锈钢电极或钛电极，电解电压U，0＜U＜30V，电流密度50‑1400A/㎡，电解温度25‑60℃，电解时间1‑6小时，(3)将阴极取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅，滤液返回系统。本发明实现了氯化稀土料液电化学高效除铅，氯化稀土料液中铅的去除率98.5‑99.9％，其中阴极析出物压滤后含铅50％‑80％之间，稀土损失少，使铅可以资源化利用而非难处理固废的形式存在，并且不需要额外添加试剂，本方法实现绿色除铅，并且使铅资源化，无固废。

Description

一种氯化稀土料液电解除铅工艺
技术领域
本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种氯化稀土料液除铅新工艺，其中包含，温度控制、电流密度控制、电极选择、电解装置形式。
背景技术
现今稀土行业料液除铅基本采取硫化钠除铅经典工艺。现有的硫化钠除铅工艺存在以下几个缺点：
1、除铅过程产生有毒气体H2S，存在安全隐患。
2、一般工业红片碱(NaS)含有大量杂质，FeS:0.2-0.5％Na2SO4:0.5％Na2SO3:1-3％Na2S2O3:1-3％,黄片碱与红片碱相比只是铁低。而结晶NaS价格太高。因此NaS除铅会产生稀土复盐，再者NaS是碱性物质，加入pH＝3-4.5的中和液中会使稀土形成氢氧化稀土产生大量的铅渣，铅渣携带大量稀土使稀土收率降低1-2个百分点。若原矿中铅含量高除铅稀土损失更高。
3、采用硫化钠除铅产生的铅渣，难处理环境污染严重能耗高，且稀土回收率低。
目前的几种铅渣处理方式都有这样的问题：
1、硫酸焙烧-水溶复盐法，焙烧会产生有毒气体，复盐废水含铅含盐，难处理。
2、盐酸浸取氢氧化稀土，浸取过程会产生大量H2S气体，稀土浸出率低、有巨大的安全隐患。
3、氧化焙烧-硫酸复盐法，焙烧过程会产生二氧化硫和铅烟严重污染环境，复盐废水高酸度含铅高呈现黑色。
以上几种铅渣处理方式都是以回收稀土为主铅最终还是以含铅固废形式存在。
发明内容
本发明目的是提供一种氯化稀土料液电解除铅工艺，解决硫化钠除铅稀土损失大、固废量多且难处理，铅元素不能资源化的问题。
本发明的技术方案为：一种氯化稀土料液电解除铅工艺，包括如下步骤：
(1)将氯化稀土料液进行中和调值使pH＝2-4.5，
(2)将调值中和后的氯化稀土料液进行电解，阳极采用惰性电极，阴极采用铅电极、石墨电极、不锈钢电极或钛电极，电解电压U，0＜U＜30V，电流密度50-1400A/㎡，电解温度25-60℃，电解时间1-6小时，
(3)将阴极取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅，滤液返回系统。
进一步地，氯化稀土料液电解除铅工艺，包括如下步骤：
(1)将氯化稀土料液进行中和调值使pH＝2，
(2)将调值中和后的氯化稀土料液置于无隔膜电解装置中，阳极采用石墨电极，阴极采用石墨电极，电解电压4V，电流密度80A/㎡，25℃电解2小时，
(3)将阴极取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅，滤液返回系统。
进一步地，氯化稀土料液电解除铅工艺，包括如下步骤：
(1)将氯化稀土料液进行中和调值使pH＝3，
(2)将调值中和后的氯化稀土料液置于双室隔膜电解装置中阳极室，阴极室填充3mol/LNaCl，阳极采用钛钌阳极，阴极采用不锈钢电极，电解电压6V，电流密度150A/㎡，35℃电解3小时，
(3)将阴极板取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅，滤液返回系统。
进一步地，氯化稀土料液电解除铅工艺，包括如下步骤：
(1)将氯化稀土料液进行中和调值使pH＝4.5
(2)将调值中和后的氯化稀土料液置于无隔膜电解装置中，阳极采用钛钌阳极，阴极采用不锈钢电极，电解电压8V，电流密度450A/㎡，45℃电解6小时，
(3)将阴极板取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅，滤液返回系统。
本工艺中，必须调整pH到2-4.5，防止高酸度状态下断电后阴极铅大量溶解。
本工艺中，目的是溶液除铅，因此阳极必须是惰性电极；阴极有电流保护因此可采用的种类较多。阴极选择主要考虑材质对溶液的影响以及析氢电位。
本工艺中，电流密度主要影响阴极析出铅的形态(海绵状和晶体状)温度和时间主要影响铅的去处率。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、通过本发明，采用电解除铅的方法，使铅资源化无固废产生。原有工艺所产生的铅渣干基含REO40-60％左右，大量稀土被带入铅渣。新工艺使铅以金属铅形式分离，无铅渣，稀土基本无损失。
2、使用本发明工艺，除铅成本低，收益高，无环境污染。
附图说明
图1本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
取1000ML氯化稀土料液检测REO 91.5g/L、PbO1.53g/L，将氯化稀土料液进行中和调值pH＝2，将调值中和的氯化稀土料液置于无隔膜电解装置中，电解装置阳极采用石墨电极，阴极采用石墨电极。电解电压4V，电流密度80A/㎡，25℃电解2小时后将阴极板取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅。
对除铅料液和阴极析出物进行分析：
除铅料液REO 91.48g/L PbO0.015g/L，阴极富集物REO 35％PbO63％，料液中铅去除率99.02％。
实施例2
取3000ML氯化稀土料液检测REO 91.5g/L、PbO1.53g/L，将氯化稀土料液进行中和调值pH＝3，将调值中和的氯化稀土料液置于双室隔膜(阳离子交换膜)电解装置中阳极室，阴极室填充3mol/LNaCl。阳极采用惰性电极钛钌阳极，阴极采用不锈钢电极。电解电压6V，电流密度150A/㎡，35℃电解3小时后将阴极板取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅。
对除铅料液和阴极析出物进行分析：
除铅料液REO 91.35g/L、PbO0.010g/L，阴极富集物REO 26％、PbO73％，料液中铅去除率99.35％。
实施例3
取3000ML氯化稀土料液检测REO 91.5g/L、PbO1.53g/L，将氯化稀土料液进行中和调值pH＝4.5，将调值中和的氯化稀土料液置于无隔膜电解装置中，阳极采用惰性电极钛钌阳极，阴极采用不锈钢电极。电解电压8V，电流密度450A/㎡，45℃电解6小时后将阴极板取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅。
对除铅料液和阴极析出物进行分析：
除铅料液REO 91.55g/L、PbO0.008g/L，阴极富集物REO40％、PbO58％，料液中铅去除率99.48％。
实施例4
取40L氯化稀土料液检测REO 91.5g/L、PbO1.53g/L，将氯化稀土料液进行中和调值pH＝4.5，将调值中和的氯化稀土料液置于无隔膜电解装置中，阳极采用惰性电极钛钌阳极，阴极采用不锈钢电极。电解电压8V，电流密度450A/㎡，45℃电解6小时后将阴极板取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅。
对除铅料液和阴极析出物进行分析：
除铅料液REO 91.42g/L、PbO0.004g/L，阴极富集物REO56％、PbO50％，料液中铅去除率99.74％。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (4)

1.氯化稀土料液电解除铅工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将氯化稀土料液进行中和调值使pH＝2-4.5，
(2)将调值中和后的氯化稀土料液进行电解，阳极采用惰性电极，阴极采用铅电极、石墨电极、不锈钢电极或钛电极，电解电压U，0＜U＜30V，电流密度80-450A/㎡，电解温度25-60℃，电解时间2或3-6小时，
(3)将阴极取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅，滤液返回系统。
2.根据权利要求1所述的氯化稀土料液电解除铅工艺，其特征在于，其步骤如下：
(1)将氯化稀土料液进行中和调值使pH＝2，
(2)将调值中和后的氯化稀土料液置于无隔膜电解装置中，阳极采用石墨电极，阴极采用石墨电极，电解电压4V，电流密度80A/㎡，25℃电解2小时，
(3)将阴极取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅，滤液返回系统。
3.根据权利要求1所述的氯化稀土料液电解除铅工艺，其特征在于，其步骤如下：
(1)将氯化稀土料液进行中和调值使pH＝3，
(2)将调值中和后的氯化稀土料液置于双室隔膜电解装置中阳极室，阴极室填充3mol/LNaCl，阳极采用钛钌阳极，阴极采用不锈钢电极，电解电压6V，电流密度150A/㎡，35℃电解3小时，
(3)将阴极板取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅，滤液返回系统。
4.根据权利要求1所述的氯化稀土料液电解除铅工艺，其特征在于，其步骤如下：
(1)将氯化稀土料液进行中和调值使pH＝4.5
(2)将调值中和后的氯化稀土料液置于无隔膜电解装置中，阳极采用钛钌阳极，阴极采用不锈钢电极，电解电压8V，电流密度450A/㎡，45℃电解6小时，
(3)将阴极板取出分离阴极析出物，并将阴极析出物进行压滤，得到粗铅，滤液返回系统。
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