CN109468666B - 利用锌电积阳极泥制备阳极的方法 - Google Patents

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Abstract

发明公开了利用锌电积阳极泥制备Pb‑MnO2‑PbO2阳极的方法。该方法包括以下步骤：(1)将锌电积阳极泥干燥；(2)球磨，以使阳极泥粒度减小；(3)真空挥发，并回收挥发后的Zn；(4)将除去Zn后的阳极泥放入沸腾炉内氧化焙烧；(5)焙砂配入Pb粉，并球磨混匀；(6)将混料压制烧结，制得Pb‑MnO2‑PbO2阳极。该方法可以综合回收阳极泥中的锌、铅、锰和微量银。其中，铅、锰直接以混合氧化物回收，并用于压制烧结制备锌电积用Pb‑PbO2‑MnO2复合阳极。相较传统处理方法，该方法具有流程短，经济效益好的优点。

Description

利用锌电积阳极泥制备阳极的方法
技术领域
本发明涉及二次资源回收利用领域，尤其涉及一种利用锌电积阳极泥制备Pb-MnO2-PbO2阳极的方法。
背景技术
锌电积过程中，铅阳极表面会形成氧化膜层。由于该氧化膜层稳定性差，氧化膜层易脱落，沉降在电解槽底部，形成阳极泥。锌电积阳极泥主要成分为锌、锰、铅、水和微量银。组成如下表所示：
其中，Zn主要以金属锌存在，Mn主要以MnO2存在，Pb的赋存形式主要为PbSO4、PbO2。目前，对锌电积阳极泥传统处理方法是直接将阳极泥送到锌浸出工段使用，或者将阳极泥从溶液中分离并进行干燥后按一定比例均匀混入锌精矿送沸腾炉焙烧，然后随焙烧矿进入浸出系统。这些工艺虽可以回收阳极泥中80％的锰和大部分锌，但阳极泥中的铅、银进入锌浸出渣而不能有效回收。
发明内容
本发明提出一种利用锌电积阳极泥制备Pb-MnO2-PbO2阳极的方法，旨在高效、高值回收利用锌电积阳极泥中的有价元素。
本发明提出的利用锌电积阳极泥制备Pb-MnO2-PbO2阳极的方法，包括以下步骤：(1)将锌电积阳极泥干燥；(2)球磨，以使阳极泥粒度减小；(3)真空挥发，并回收挥发后的Zn；(4)将除去Zn后的阳极泥放入沸腾炉内氧化焙烧；(5)焙砂配入Pb粉，并球磨混匀；(6)将混料压制烧结，制得Pb-MnO2-PbO2阳极。
优选地，所述干燥步骤在回砖窑中进行，温度为300～500℃。
优选地，在900～1100℃下进行真空挥发。
优选地，所述氧化焙烧步骤工艺参数为：温度850～1000℃，时间8～12h，鼓入富氧空气。
优选地，所述步骤(5)为：按照混料中Pb与(PbO2+MnO2)质量比＝8:1～12:1，向焙砂中配入Pb粉，并球磨混匀后过300目筛。
优选地，所述压制烧结步骤的工艺参数为：压力40MPa，温度350～400℃，烧结时间5～8h。。
本发明技术思路如下：(1)干燥可以脱除阳极泥中的水，利于下一步球磨；(2)球磨使阳极泥粒度减小；(3)真空挥发使阳极泥中的Zn挥发回收；(4)沸腾炉氧化焙烧，使阳极泥中PbSO4转变为导电性更好、利于析氧反应的PbO2。同时，阳极泥中微量Ag氧化为Ag2O(Ag2O对析氧反应有催化作用)。(5)焙砂配入适量Pb粉，配入Pb粉是因为Pb粉在烧结过程中熔融，作为阳极的连续相，凝固后可固定MnO2和PbO2颗粒。为保证Pb形成连续相，形成完整的导电网络，Pb与(PbO2+MnO2)质量比控制在8:1～12:1。(6)压制烧结，将球磨混匀过300筛的混合粉料压制成阳极板，并进行烧结。烧结过程中，Pb熔融形成液相，烧结结束后凝结形成Pb-MnO2-PbO2阳极。
该方法可以综合回收阳极泥中的锌、铅、锰和微量银。其中，铅、锰直接以混合氧化物回收，并用于压制烧结制备锌电积用Pb-PbO2-MnO2复合阳极。相较传统处理方法，该方法具有流程短，经济效益好的优点。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明的内容进行详细说明。
实施例1
将1000kg锌电积阳极泥送回转窑干燥，温度500℃。干燥后，送球磨机磨细至200目。阳极泥细料送真空挥发回收锌，温度为1000℃。脱锌阳极泥细料送沸腾炉氧化焙烧，通入富氧(40％)空气，温度为1000℃，时间8h。焙砂配入适量Pb粉使Pb与(PbO2+MnO2)质量比为8:1，球磨机磨细混匀后过300目筛。混合料压制成1200×1000×7mm坯块，在40MPa、380℃下烧结8h。相较传统Pb-Ag阳极板，烧结获得的Pb-PbO2-MnO2阳极在电解槽服役过程中阳极电位低30mV。
实施例2
将1000kg锌电积阳极泥送回转窑干燥，温度380℃。干燥后，送球磨机磨细至230目。阳极泥细料送真空挥发回收锌，温度为1050℃。脱锌阳极泥细料送沸腾炉氧化焙烧，通入富氧(32％)空气，温度为900℃，时间12h。焙砂配入适量Pb粉使Pb与(PbO2+MnO2)质量比为10:1，球磨机磨细混匀后过300目筛。混合料压制成1200×1000×7mm坯块，在40MPa、400℃下烧结7h。相较传统Pb-Ag阳极板，烧结获得的Pb-PbO2-MnO2阳极在电解槽服役过程中阳极电位低15mV。
实施例3
将1000kg锌电积阳极泥送回转窑干燥，温度450℃。干燥后，送球磨机磨细至250目。阳极泥细料送真空挥发回收锌，温度为1100℃。脱锌阳极泥细料送沸腾炉氧化焙烧，通入富氧(40％)空气，温度为950℃，时间10h。焙砂配入适量Pb粉使Pb与(PbO2+MnO2)质量比为12:1，球磨机磨细混匀后过300目筛。混合料压制成1200×1000×7mm坯块，在40MPa、380℃下烧结6h。相较传统Pb-Ag阳极板，烧结获得的Pb-PbO2-MnO2阳极在电解槽服役过程中阳极电位低14mV。

Claims (6)

1.一种利用锌电积阳极泥制备Pb-MnO2-PbO2阳极的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将锌电积阳极泥干燥；(2)球磨，以使阳极泥粒度减小；(3)真空挥发，并回收挥发后的Zn；(4)将除去Zn后的阳极泥放入沸腾炉内氧化焙烧；(5)按照混料中Pb与(PbO2+MnO2)质量比＝8:1～12:1，向焙砂中配入Pb粉，并球磨混匀；(6)将混料压制烧结，制得Pb-MnO2-PbO2阳极。
2.根据权利要求1所述的利用锌电积阳极泥制备Pb-MnO2-PbO2阳极的方法，其特征在于，所述干燥步骤在回砖窑中进行，温度为300～500℃。
3.根据权利要求1所述的利用锌电积阳极泥制备Pb-MnO2-PbO2阳极的方法，其特征在于，在900～1100℃下进行真空挥发。
4.根据权利要求1所述的利用锌电积阳极泥制备Pb-MnO2-PbO2阳极的方法，其特征在于，所述氧化焙烧步骤工艺参数为：温度850～1000℃，时间8～12h，鼓入富氧空气。
5.根据权利要求1所述的利用锌电积阳极泥制备Pb-MnO2-PbO2阳极的方法，其特征在于，所述步骤(5)中球磨混匀后过300目筛。
6.根据权利要求1所述的利用锌电积阳极泥制备Pb-MnO2-PbO2阳极的方法，其特征在于，所述压制烧结步骤的工艺参数为：压力40 MPa，温度350～400℃，烧结时间5～8h。
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