CN111809204A - 一种湿法冶金电解添加剂的预处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法冶金电解添加剂的预处理方法及装置，该方法包括：称重、新电解液热溶、分离有机相、过滤、分散或乳化等步骤，制得预处理电解添加剂。本发明对电解添加剂预处理，电解添加剂经溶化、过滤后，再经机械搅拌和超声波分散或乳化才能制得合格的电解添加剂，克服了直接向电解液中加添加剂所造成的添加剂用量大、效果差、带入新杂质等问题，解决了电解电耗高、产品质量差等难题，有效提升了添加剂在电解过程中的应用效果，提高了阴极产品质量，提高了电流效率、降低了电能消耗。
Description
技术领域
本发明属于湿法冶金电解技术领域，具体地说，涉及一种湿法冶金电解添加剂的预处理方法及装置。
背景技术
电解添加剂是指为改善电解液的电化学性能和提高阴极沉积质量而加入电解液中的少量添加物。电解液添加剂是一些天然或人工合成的有机或无机化合物，一般不参加电解过程的电极反应，但可以改善电解质体系的电化学性能，影响离子的放电条件，使电解过程处于更佳的状态。电解液添加剂用量一般很小，但却是电解质体系不可缺少的部分。
在湿法炼锌中,电解工序是生产锌锭最关键的一步,它对成本高低和电锌质量影响最大。而电积过程的添加剂选择、加入量及加入方式对电解操作指标的控制和环保要求具有重要意义。为了改善阴极极出锌的物理化学质量、降低槽电压和改善工作环境，生产过程中一般会向锌电解液中加入牛胶、碳酸锶、吐酒石等添加剂。
国内铜电解厂普遍使用的添加剂有胶，硫脲，干酪素，盐酸等。胶主要有骨胶、明胶是铜电解精炼过程中最主要、最基本的添加剂。胶在电解过程中起两方面作用，一是吸附在阴极表面高电流密度区，增大阴极极化值，抑制晶体的突出生长；二是降低电解液的表面张力，在电解过程中起到润湿剂的作用，防止铜阴极长气孔，保证得到平整光滑的阴极铜，胶一般与硫脲，盐酸等配合使用。硫脲的分子式为(NH2)2CS，是国内外普遍使用的添加剂之一，在电解过程中主要起到促进阴极极化，细化晶粒的作用。干酪素是我国各电解铜厂广泛使用的复合添加剂之一，干酪素在铜电解过程中的作用与胶有相同之处，可以抑制阴极表面粒子生长，使阴极结晶平整致密。氯离子主要作为复合添加剂组分，有改善阴极沉积物结构的作用。
铅电解时同样也需要适当加入添加剂来改善电解液和电极性能，铅电解时主要使用的添加剂有胶类(如骨胶、皮胶、明胶、树胶等)、有芳香族化合物(如β-萘酚、苯酚、甲苯酚、间苯二酚等)、有表面活性物质(如木质磺酸钠、木质磺酸钙等)，这些添加剂配合使用能达到很好的改善效果。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
为了克服湿法冶金电解添加剂传统方式添加引起的添加剂用量大、效果差、带入新杂质以及电解电耗高、产品质量差等问题。本发明提供一种湿法冶金电解添加剂的预处理方法及装置，使电解添加剂在预处理后，克服了上述问题，有效提升了添加剂在电解过程中的效果，提高了产品质量，提高了电流效率、降低了电能消耗。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种湿法冶金电解添加剂的预处理方法，包括以下步骤：
步骤1，将电解添加剂放置到给料漏斗中备用，溶化槽中盛新电解液；
步骤2，称重给料器启动，根据需求加入定量电解添加剂，将所需电解添加剂加入到溶化槽中；
步骤3，溶化槽中的电解添加剂迅速在新电解液中溶化；
步骤4，利用有机相液比重较轻，从溶化液中分离出有机相液另行处理；
步骤5，对溶化液进行过滤，去除不溶的杂质；
步骤6，利用机械搅拌和超声波对滤液进行分散或乳化，制成高效的液化电解添加剂。
进一步地，新电解液的溶化温度与电解温度相同。
一种湿法冶金电解添加剂的预处理装置，包括给料斗、称重给料器、溶化槽、超声波发生器、搅拌桨、进液管，所述给料斗与称量给料器连接，称量给料器的出料端与溶化槽连接，所述进液管与溶化槽连接，所述溶化槽的顶部设有溢流口，底部设有出液口，所述搅拌桨设有在溶化槽中，并由电机驱动，所述超声波发生器为若干个，且设置在溶化槽内侧壁上。
进一步地，所述溶化槽设有用于过滤的滤网槽，滤网槽呈凹型，且设置在溶化槽的上部，所述滤网槽设有滤液出口，进液管与称量给料器的出口端均与滤网槽连接，所述溢流口设置在滤网槽的顶部。
进一步地，所述搅拌桨为两个，一个设置在滤网槽内，另一个设置在溶化槽内。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明对电解添加剂预处理，电解添加剂经溶化、过滤后，再经机械搅拌和超声波分散或乳化才能制得合格的电解添加剂，克服了直接向电解液中加添加剂所造成的添加剂用量大、效果差、带入新杂质等问题，解决了电解电耗高、产品质量差等难题，有效解决了固体添加剂的溶解问题、难溶物质在电解液中漂浮和在阴极覆盖的问题、有机物质分离的问题、添加剂分散与乳化的问题，使电解添加剂能更好的参与电解过程的电化学反应，有效提升了添加剂在电解过程中的应用效果，提高了阴极产品质量，提高了电流效率、降低了电能消耗。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1是本发明工艺流程图；
图2是本发明装置结构示意图。
图中：1-给料斗、2-称量给料器、3-电机、4-溢流口、5-进液管、6-滤液出口、7-超声波发生器、8-搅拌桨、9-出液口。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明所述一种湿法冶金电解添加剂的预处理方法，包括以下步骤：
步骤1，将电解添加剂放置到给料漏斗中备用，溶化槽中盛新电解液。
步骤2，称重给料器启动，根据需求加入定量电解添加剂，将所需电解添加剂加入到溶化槽中。
步骤3，溶化槽中的电解添加剂迅速在新电解液中溶化；新电解液的溶化温度与电解温度相同，电解添加剂用与电解同温的新电解液溶化，不会引入新的杂质。
步骤4，利用有机相液比重较轻，从溶化液中分离出有机相液另行处理。
步骤5，对溶化液进行过滤，去除不溶的杂质。
步骤6，利用机械搅拌和超声波对滤液进行分散或乳化，制成高效的液化电解添加剂。
如图2所示，本发明所述一种湿法冶金电解添加剂的预处理装置，包括给料斗1、称重给料器2、溶化槽、超声波发生器7、搅拌桨8、进液管5，给料斗1设置在称量给料器上方，给料斗1的出口料直接将料送到称重给料器2上，本例称重给料器2是称重皮带机。溶化槽有一槽，内安装有滤网槽，滤网槽的大小要小于溶化槽，并且滤网槽的顶沿与溶化槽顶沿齐平。滤网槽的底部侧壁设有具有过滤作用的滤液出口6，可以通过滤网等方式实现，滤液出口6排出到溶化槽内，进液管5的出口将液体直接送到滤网槽，称重皮带机的送料末端设置在滤网槽上方，将物料直接送入滤网槽内。滤网槽的顶部设有溢流口4，在使用时，固态添加剂由称重给料器2称量送入到滤网槽中，新电解液由进液管5送入到滤网槽内。滤网槽、溶化槽内均设有搅拌桨8，搅拌桨8安装在轴上，轴有电机3驱动，溶化槽的底端设有出液口9，超声波发生器7为若干个，且设置在溶化槽内侧壁上，超声波发生器7与电源连接。
在使用时，进液管5将新电解液送入到滤网槽内，称重给料器2将称取定量添加剂送入到滤网槽内，新电解液的温度控制好，新电解液的溶化温度与电解温度相同，电解添加剂用与电解同温的新电解液溶化，电机3启动搅拌在滤网槽内的液体，待添加剂溶化完后，有机相液从溢流口4溢出另行处理，液体从滤液出口6排到溶化槽内，超声波发生器7启动，超声波与搅拌同时进行对溶化槽内的液体分散或乳化，制得合格的电解添加剂，制好的电解添加剂从出液口9排出，可直接使用。
电解添加剂经溶化、过滤后，再经机械搅拌和超声波分散或乳化才能制得合格的电解添加剂，克服了直接向电解液中加添加剂所造成的添加剂用量大、效果差、带入新杂质等问题。
实施例1：
采用新液和废液配合使用，其中，新液的酸浓度为163g/L，锌浓度为54g/L；废液的酸浓度为168g/L，锌浓度为50g/L。实验取用1:1新旧硫酸锌溶液20L作电解液，以20cm×15cm的铅银合金板做阳极板，20.5cm×15.5cm的压延铝板做阴极板，控制电解时的电流密度为400A/m2，极距为35mm，槽电压3.1V，控制电解时的温度为38℃。在24h的电解周期内，分别按传统方法和预处理方法向电解液中加入EDTA30mg、SrCO31500mg、明胶150mg，比较不同添加方式对电流效率和阴极质量的影响。
| 锌电解 | 电流效率 | Zn | Pb | Fe | Cd | Cu |
| 传统方式添加 | 89.92％ | 99.855％ | 0.026％ | 0.078％ | 0.008％ | 0.001％ |
| 预处理后添加 | 94.53％ | 99.986％ | 0.005％ | 0.0066％ | 0.002％ | 0.0002％ |
实施例2：
实验取用20L硫酸铜溶液作电解液，电解液中Cu2+49g/L、H2SO4188g/L。电解精炼时，用尺寸为20cm×15cm粗铜板作阳极，尺寸为20.5cm×15.5cm不锈钢板作阴极。控制阴极电流密度为300A/m2，极距为45mm，槽电压0.3V,电解温度为60℃，在24h的电解周期内，分别按传统方法和预处理方法向电解液中加入动物胶12mg、硫脲10mg、干酪素10mg、盐酸0.2ml，比较不同添加方式对电流效率和阴极质量的影响。
| 铜电解 | 电流效率 | Cu | Pb | Bi | As | S |
| 传统方式添加 | 92.75％ | 99.92％ | 0.007％ | 0.0015％ | 0.002％ | 0.005％ |
| 预处理后添加 | 97.13％ | 99.96％ | 0.002％ | 0.0004％ | 0.0012％ | 0.002％ |
实施例3：
实验取用20L硅氟酸铅溶液作电解液，Pb2+浓度100g/L，游离硅氟酸(H2SiF6)100g/L。电解精炼时用尺寸为20cm×15cm的粗铅作阳极，用20.5cm×15.5cm纯铅阴极。控制阴极电流密度为200A/m2，极距为40mm，槽电压0.4V,电解温度为40℃，在24h的电解周期内，分别按传统方法和预处理方法向电解液中加入骨胶180mg、木质磺酸钠180mg、β-萘酚5mg，比较不同添加方式对电流效率和阴极质量的影响。
| 铅电解 | 电流效率 | Pb | Ag | Cu | As | Bi | Sn |
| 传统方式添加 | 92.75％ | 99.95％ | 0.0043％ | 0.003％ | 0.0025％ | 0.0086％ | 0.005％ |
| 预处理后添加 | 97.13％ | 99.99％ | 0.0002％ | 0.0004％ | 0.0005％ | 0.003％ | 0.001％ |
实施例1-3中可以看出，经过预处理后的添加剂其杂质含量明显降低，在电解过程中电流效率更高，克服直接向电解液中加添加剂所造成的添加剂用量大、效果差、带入新杂质等问题。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (5)
1.一种湿法冶金电解添加剂的预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，将电解添加剂放置到给料漏斗中备用，溶化槽中盛新电解液；
步骤2，称重给料器启动，根据需求加入定量电解添加剂，将所需电解添加剂加入到溶化槽中；
步骤3，溶化槽中的电解添加剂迅速在新电解液中溶化；
步骤4，利用有机相液比重较轻，从溶化液中分离出有机相液另行处理；
步骤5，对溶化液进行过滤，去除不溶的杂质；
步骤6，利用机械搅拌和超声波对滤液进行分散或乳化，制成高效的液化电解添加剂。
2.根据权利要求1所述的一种湿法冶金电解添加剂的预处理方法，其特征在于：新电解液的溶化温度与电解温度相同。
3.一种湿法冶金电解添加剂的预处理装置，其特征在于：包括给料斗、称重给料器、溶化槽、超声波发生器、搅拌桨、进液管，所述给料斗与称量给料器连接，称量给料器的出料端与溶化槽连接，所述进液管与溶化槽连接，所述溶化槽的顶部设有溢流口，底部设有出液口，所述搅拌桨设有在溶化槽中，并由电机驱动，所述超声波发生器为若干个，且设置在溶化槽内侧壁上。
4.根据权利要求1所述的一种湿法冶金电解添加剂的预处理装置，其特征在于：所述溶化槽设有用于过滤的滤网槽，滤网槽呈凹型，且设置在溶化槽的上部，所述滤网槽设有滤液出口，进液管与称量给料器的出口端均与滤网槽连接，所述溢流口设置在滤网槽的顶部。
5.根据权利要求1所述的一种湿法冶金电解添加剂的预处理装置，其特征在于：所述搅拌桨为两个，一个设置在滤网槽内，另一个设置在溶化槽内。
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| CN105386080A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-03-09 | 云南驰宏锌锗股份有限公司 | 一种具有洗涤功能的锌湿法冶金净化添加剂预处理装置 |
| CN105568316A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-05-11 | 云南驰宏锌锗股份有限公司 | 一种锌湿法冶金净化添加剂预处理的方法 |
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