CN106367780A - 一种含锑溶液旋流电积生产锑的方法 - Google Patents

一种含锑溶液旋流电积生产锑的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含锑溶液旋流电积生产锑的方法，所述方法为：将锑浓度不小于5g/L的含锑溶液进行旋流电积，旋流电积过程中维持溶液中氢氧根离子浓度为40‑65g/L，得到电积贫液，阴极表面得到金属锑。所述方法利用旋流电积技术减小浓差极化，高电流密度下对锑浓度在宽范围内(≥5g/L)的溶液进行电积处理产出金属锑。本发明提供的方法能够保证金属锑的电沉积效果，避免含锑溶液中锑浓度较低时产生粉状锑，有效地提高了电流密度和电流效率，降低了电耗，节省了生产成本，是一种环境友好、资源回收利用率高、能耗低的处理工艺。

Description

一种含锑溶液旋流电积生产锑的方法
技术领域
本发明属于金属的湿法冶炼技术领域，涉及锑的湿法冶炼过程，尤其涉及一种含锑溶液旋流电积生产锑的方法。
背景技术
锑的湿法冶炼，主要由锑的浸出和浸出液的电积两个工序组成，前者使锑溶解于溶液中，后者是将所得的溶液通过电积产出金属锑。湿法炼锑视所用溶剂的性质可分为碱性湿法炼锑和酸性湿法炼锑两种方法。最早进行工业化生产的是碱性湿法炼锑，在前苏联拉兹多利斯基锑联合企业、中国锡矿山和美国的日光锑联合企业等冶炼厂获得应用。酸性湿法炼锑，王成彦教授采用盐酸—氯化铵体系下矿浆电解技术处理锑精矿，一步获得金属锑，也在进行工业化的推广应用中。
目前，锑金精矿的湿法处理主要为碱性浸出—金属锑电积工艺，碱性浸出液的电积分为隔膜电积和无隔膜电积。传统的电积过程中，始终要保持溶液较高的锑浓度(＞20g/L)，若锑离子浓度稍低，电积过程中就会产生粉状锑，散落在电解槽内，造成锑的损失和电解系统的不纯净。
李晓静研究了旋流电积技术进行铜电解液净化脱铜除杂技术(中南大学硕士学位论文，2012)，其中铜电解液中的杂质包括砷锑铋等，确定了实验室小试研究的脱铜最佳工艺条件：第一阶段Cu2+浓度在20g/L以上，电流密度300A/m2，循环流量600L/h，阴极铜产品达到高纯阴极铜的标准,电流效率达96.5％；第二阶段Cu2+浓度在8g/L以上，电流密度400A/m2，循环流量700L/h，阴极铜产品达到国标标准阴极铜的规格，电流效率达92.8％；第三阶段Cu2+浓度在3g/L以上，电流密度300A/m2，循环流量900L/h，电积出含Cu99.67％的粗铜，电流效率达90.1％，第四阶段Cu2+浓度在3g/L以下，电流密度500A/m2，循环流量250L/h的条件下，终点溶液中Cu2+浓度为0.009g/L，As、Sb、Bi铺脱除率分别为90.6％、98.9％和99.9％。但是，其并没有研究采用旋流电积技术电积含锑溶液制备致密状金属锑。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种含锑溶液旋流电积生产锑的方法，所述方法能够大幅提高电流密度，从而提高电流效率，并能避免产生粉状锑，另外，所述方法能够减小电耗。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的在于提供一种含锑溶液旋流电积生产锑的方法，所述方法为：将浓度不小于5g/L的含锑溶液进行旋流电积，旋流电积过程中维持溶液中氢氧根离子浓度为40-65g/L，得到电积贫液，阴极表面产生金属锑。
上述方法中氢氧根离子的浓度可为42g/L、45g/L、46g/L、48g/L、50g/L、52g/L、55g/L、58g/L、60g/L或63g/L等。
所述方法能够在含锑溶液的锑浓度较低时，得到致密状金属锑，并且电流效率高，能耗低。
所述含锑溶液中锑浓度不小于5g/L，如6g/L、8g/L、10g/L、12g/L、15g/L、18g/L、19g/L、21g/L、23g/L、25g/L、28g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、75g/L、100g/L、120g/L或130g/L等。
所述旋流电积过程中阴极的电流密度为100-500A/m2，如150A/m2、200A/m2、250A/m2、300A/m2、350A/m2、400A/m2、450A/m2或480A/m2等。所述阴极电流密度是优选的范围，本领域技术人员可根据实际需要选择其它的阴极电流密度。
通过向锑金精矿浸出液中添加碱性试剂调节溶液中氢氧根离子的浓度为40-65g/L，所述碱性试剂优选为氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如氢氧化钾溶液与氢氧化钙溶液，氢氧化钾溶液与氢氧化钠溶液，氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液与氢氧化钠溶液，更优选为氢氧化钠溶液。
所述旋流电积在旋流电积装置上进行，所述含锑溶液通过旋流电积装置的下部进入旋流电积装置中，电积贫液从旋流电积装置的上部流出。所述旋流电积装置中的阴极和阳极材质没有特殊的限制，只要适用于旋流电积即可。
所述含锑溶液为锑金精矿浸出液，所述锑金精矿浸出液中锑浓度优选为5-100g/L，如6g/L、8g/L、10g/L、12g/L、15g/L、18g/L、19g/L、21g/L、23g/L、25g/L、28g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、75g/L、80g/L、90g/L或95g/L等。
所述锑金精矿浸出液通过如下方法制备得到：将锑金精矿与碱性浸出剂混合，浸出，得到所述锑金精矿浸出液和浸出渣。
所述碱性浸出剂为硫化钠和氢氧化钠的混合液，优选硫化钠的浓度为80-150g/L，如82g/L、85g/L、90g/L、95g/L、100g/L、105g/L、110g/L、115g/L、120g/L、125g/L、130g/L或145g/L等，氢氧化钠的浓度为20-60g/L，如25g/L、30g/L、35g/L、40g/L、45g/L或55g/L等。
对所述浸出渣进行金回收处理。
所述电积贫液用于浸出锑金精矿，以节约浸出剂，提高物料的循环利用率。
作为优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)将锑金精矿与硫化钠和氢氧化钠的混合液混合，混合液中硫化钠的浓度为80-150g/L，氢氧化钠的浓度为20-60g/L，浸出，得到浸出渣和浓度为5-100g/L的锑金精矿浸出液，回收浸出渣中的金；
(2)将锑金精矿浸出液从旋流电积装置的下部泵入旋流电积装置中，进行旋流电积，旋流电积过程中，保持溶液中氢氧根离子的浓度为40-65g/L，阴极电流密度为100-500A/m2，得到电积贫液，阴极表面产生金属锑；
(3)将电积贫液返回步骤(1)与硫化钠和氢氧化钠的混合液混合，用于浸出锑金精矿。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的含锑溶液旋流电积生产金属锑的方法能够提高电流密度，较低浓度锑电积时不会产生粉状锑，锑的电积效果得到保证，有效地提高了电流效率，减少了电耗，降低了生产成本，是一种环境友好、资源回收利用率高、能耗低的处理工艺；另外，本发明提供的方法具有以下突出的优点：能够大幅提高电流密度(可达500A/m2)，降低电积前液中锑浓度，同时产出致密状金属锑。
附图说明
图1为本发明一种实施方式提供的利用锑金精矿生产金属锑的方法。
图2为实施例1提供的阴极表面的致密状金属锑的图片。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示为本发明一种实施方式提供的利用锑金精矿生产金属锑的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将锑金精矿与硫化钠和氢氧化钠的混合液混合，混合液中硫化钠的浓度为80-150g/L，氢氧化钠的浓度为20-60g/L，浸出，得到浸出渣和浓度为5-100g/L的锑金精矿浸出液，回收浸出渣中的金；
(2)将锑金精矿浸出液从旋流电积装置的下部泵入旋流电积装置中，进行旋流电积，旋流电积过程中保持溶液中氢氧根离子的浓度为40-65g/L，阴极电流密度为100-500A/m2，得到电积贫液，阴极表面产生金属锑；
(3)将电积贫液返回步骤(1)与硫化钠和氢氧化钠的混合液混合，用于浸出锑金精矿。
实施例1
一种锑金精矿浸出液旋流电积生产金属锑的方法，包括如下步骤：
(1)按照已有技术从锑金精矿中浸出锑，得到锑金精矿浸出液，锑金精矿浸出液含锑63.42g/L；向锑金精矿浸出液中添加400g/L的氢氧化钠溶液，调整氢氧根离子的浓度为50g/L；
(2)阴极电流密度为450A/m2下，将锑金精矿浸出液用泵入旋流电积装置中进行旋流电积，旋流电积过程中控制溶液中氢氧根离子的浓度为50g/L；电积后的电积贫液先用于浸出锑金精矿，增加锑的浓度，然后再泵入旋流电积装置中进行电积，并同样保持阴极电流密度为450A/m2，溶液中氢氧根离子的浓度为50g/L；循环电积8h后，得到含锑浓度为13.92g/L的电积贫液，阴极表面得到致密状金属锑(如图2所示)，锑含量为98.50％。
实施例2
一种锑金精矿浸出液旋流电积生产金属锑的方法，包括如下步骤：
(1)按照已有技术从锑金精矿中浸出锑，得到锑金精矿浸出液，锑金精矿浸出液含锑47.85g/L；向锑金精矿浸出液中添加200g/L的氢氧化钠溶液，调整锑金精矿浸出液中氢氧根离子的浓度为40g/L；
(2)阴极电流密度为300A/m2下，将锑金精矿浸出液用泵入旋流电积装置中进行旋流电积，旋流电积过程中控制溶液中氢氧根离子的浓度为40g/L；电积后的电积贫液先用于浸出锑金精矿，增加锑的浓度，然后再泵入旋流电积装置中进行电积，并同样保持阴极电流密度为300A/m2，溶液中氢氧根离子的浓度为40g/L；循环电积6h后，得到锑浓度为24.60g/L的电积贫液，阴极表面得到致密状金属锑，锑含量98.25％。
实施例3
一种锑金精矿浸出液旋流电积生产金属锑的方法，包括如下步骤：
(1)按照已有技术从锑金精矿中浸出锑，得到锑金精矿浸出液，锑金精矿浸出液含锑11.94g/L；向锑金精矿浸出液中添加300g/L的氢氧化钠溶液，调整锑金精矿浸出液中氢氧根离子的浓度为45g/L；
(2)在阴极电流密度200A/m2下，将锑金精矿浸出液用泵入旋流电积装置中进行旋流电积，旋流电积过程中控制溶液中氢氧根离子的浓度为45g/L；电积后的电积贫液先用于浸出锑金精矿，增加锑的浓度，然后再泵入旋流电积装置中进行电积，并同样保持阴极电流密度为200A/m2，溶液中氢氧根离子的浓度为45g/L；循环电积5h后，得到含锑浓度为3.57g/L的电积贫液，阴极表面得到致密状金属锑，锑含量95.67％。
实施例4
一种锑金精矿浸出液旋流电积生产金属锑的方法，包括如下步骤：
(1)将锑金精矿与硫化钠和氢氧化钠的混合液混合，混合液中硫化钠的浓度为80g/L，氢氧化钠的浓度为60g/L，浸出，得到浸出渣和浓度为7g/L的锑金精矿浸出液，回收浸出渣中的金；向锑金精矿浸出液中添加300g/L的氢氧化钠溶液，调整锑金精矿浸出液中氢氧根离子的浓度为65g/L；
(2)在阴极电流密度100A/m2下，将锑金精矿浸出液泵入旋流电积装置中进行旋流电积，旋流电积过程中控制溶液中氢氧根离子的浓度为65g/L；电积后的电积贫液先用于浸出锑金精矿，增加锑的浓度，然后再泵入旋流电积装置中进行电积，并同样保持阴极电流密度为100A/m2，溶液中氢氧根离子的浓度为65g/L；循环电积5h后，得到含锑浓度为0.57g/L的电积贫液，阴极表面得到金属锑，锑含量97.72％。
实施例5
一种锑金精矿浸出液旋流电积生产金属锑的方法，包括如下步骤：
(1)将锑金精矿与硫化钠和氢氧化钠的混合液混合，混合液中硫化钠的浓度为150g/L，氢氧化钠的浓度为20g/L，浸出，得到浸出渣和浓度为15g/L的锑金精矿浸出液，回收浸出渣中的金；向锑金精矿浸出液中添加400g/L的氢氧化钠溶液，调整锑金精矿浸出液中氢氧根离子的浓度为40g/L；
(2)在阴极电流密度250A/m2下，将锑金精矿浸出液泵入旋流电积装置中进行旋流电积，旋流电积过程中控制溶液中氢氧根离子的浓度为40g/L；电积后的电积贫液先用于浸出锑金精矿，增加锑的浓度，然后再泵入旋流电积装置中进行电积，并同样保持阴极电流密度为250A/m2，溶液中氢氧根离子的浓度为40g/L；循环电积4.5h后，得到含锑浓度为2.03g/L的电积贫液，阴极表面得到金属锑，锑含量97.48％。
实施例6
一种锑金精矿浸出液旋流电积生产金属锑的方法，包括如下步骤：
(1)将锑金精矿与硫化钠和氢氧化钠的混合液混合，混合液中硫化钠的浓度为100g/L，氢氧化钠的浓度为40g/L，浸出，得到浸出渣和浓度为18g/L的锑金精矿浸出液，回收浸出渣中的金；向锑金精矿浸出液中添加400g/L的氢氧化钠溶液，调整锑金精矿浸出液中氢氧根离子的浓度为50g/L；
(2)在阴极电流密度300A/m2下，将锑金精矿浸出液泵入旋流电积装置中进行旋流电积，旋流电积过程中控制溶液中氢氧根离子的浓度为50g/L；电积后的电积贫液先用于浸出锑金精矿，增加锑的浓度，然后再泵入旋流电积装置中进行电积，并同样保持阴极电流密度为300A/m2，溶液中氢氧根离子的浓度为50g/L；循环电积4h后，得到含锑浓度为1.07g/L的电积贫液，阴极表面得到金属锑，锑含量96.32％。
对比例1
除步骤(1)中锑金精矿浸出液中锑浓度为4g/L、氢氧根离子的浓度为38g/L外，其余与实施例6相同。
阴极表面得到粉状锑。
对比例2
除步骤(1)中锑金精矿浸出液中锑浓度为4g/L、氢氧根离子的浓度为66g/L外，其余与实施例6相同。
阴极表面得到粉状锑。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种含锑溶液旋流电积生产锑的方法，其特征在于，所述方法为：将锑浓度不小于5g/L的含锑溶液进行旋流电积，旋流电积过程中维持溶液中氢氧根离子浓度为40-65g/L，得到电积贫液，阴极表面得到金属锑。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋流电积过程中阴极电流密度为100-500A/m2。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过向锑金精矿浸出液中添加碱性试剂调节溶液中氢氧根离子的浓度为40-65g/L，所述碱性试剂优选为氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液中的任意一种或至少两种的组合，更优选为氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述旋流电积在旋流电积装置上进行，所述含锑溶液通过旋流电积装置的下部进入旋流电积装置中，电积贫液从旋流电积装置的上部流出。
5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述含锑溶液为锑金精矿浸出液，所述锑金精矿浸出液中锑浓度优选为5-100g/L。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述锑金精矿浸出液通过如下方法制备得到：将锑金精矿与碱性浸出剂混合，浸出，得到所述锑金精矿浸出液和浸出渣。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述碱性浸出剂为硫化钠和氢氧化钠的混合液，优选硫化钠的浓度为80-150g/L，氢氧化钠的浓度为20-60g/L。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述浸出渣进行金回收处理。
9.根据权利要求6-8之一所述的方法，其特征在于，所述电积贫液用于浸出锑金精矿。
10.根据权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将锑金精矿与硫化钠和氢氧化钠的混合液混合，混合液中硫化钠的浓度为80-150g/L，氢氧化钠的浓度为20-60g/L，浸出，得到浸出渣和浓度为5-100g/L的锑金精矿浸出液，回收浸出渣中的金；
(2)将锑金精矿浸出液从旋流电积装置的下部泵入旋流电积装置中，进行旋流电积，旋流电积过程中保持溶液中氢氧根离子的浓度为40-65g/L，阴极电流密度为100-500A/m2，得到电积贫液，阴极表面产生金属锑；
(3)将电积贫液返回步骤(1)与硫化钠和氢氧化钠的混合液混合，用于浸出锑金精矿。
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