RU2294984C2 - Lead electrolytic refining method - Google Patents
Lead electrolytic refining method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294984C2 RU2294984C2 RU2004138315/02A RU2004138315A RU2294984C2 RU 2294984 C2 RU2294984 C2 RU 2294984C2 RU 2004138315/02 A RU2004138315/02 A RU 2004138315/02A RU 2004138315 A RU2004138315 A RU 2004138315A RU 2294984 C2 RU2294984 C2 RU 2294984C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lead
- electrolyte
- solution
- electrolytic refining
- refining
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии свинца и может быть использовано при рафинировании чернового свинца от примесей. Получаемый в процессе переработки рудных свинцовых концентратов и вторичного сырья черновой свинец характеризуется содержанием суммы примесей (меди, сурьмы, мышьяка, олова, висмута, цинка, серебра и др.), на уровне от 1 до 8%. Рафинирование проводят с целью получения свинца с содержанием суммы примесей не более 0,05-0,008 (ГОСТ 3778-77).The invention relates to metallurgy of lead and can be used in the refinement of rough lead from impurities. The crude lead obtained in the process of processing ore lead concentrates and secondary raw materials is characterized by the content of the amount of impurities (copper, antimony, arsenic, tin, bismuth, zinc, silver, etc.), at a level of 1 to 8%. Refining is carried out in order to obtain lead with a total impurity content of not more than 0.05-0.008 (GOST 3778-77).
Известен способ огневого рафинирования чернового свинца от примесей [Лоскутов Ф.М. Металлургия свинца. М.: Металлургия, 1965 г. 528 с.], включающий в себя совокупность операций последовательного выделения металлов-примесей в виде ликвируемых соединений, чаще всего с вводимыми в расплавленный рафинируемый металл реагентами. Ликвируемые продукты отличаются, как правило, более высокой температурой плавления и меньшей плотностью, чем у расплавленного свинца. Они формируют самостоятельные фазы на поверхности рафинируемого металла, которые удаляются с использованием механических приемов. Процессы протекают в интервале температур 340-650°С и перемешивании расплавов.A known method of fire refinement of rough lead from impurities [Loskutov F.M. Metallurgy of lead. M .: Metallurgy, 1965, 528 pp.], Which includes a set of operations for the sequential separation of impurity metals in the form of segregated compounds, most often with reagents introduced into the molten refined metal. Liquidated products are usually distinguished by a higher melting point and lower density than molten lead. They form independent phases on the surface of the refined metal, which are removed using mechanical techniques. The processes take place in the temperature range 340-650 ° C and the melts are mixed.
К недостаткам способа огневого рафинирования свинца следует отнести: многооперационность, большой расход различных видов реагентов, высокое содержание основного металла в различных промпродуктах рафинирования, что снижает прямое извлечение свинца примерно на 25%; высокие температуры процессов; экологическую опасность процессов.The disadvantages of the method of refining lead should include: multi-operation, high consumption of various types of reagents, high content of the base metal in various refining intermediate products, which reduces direct extraction of lead by about 25%; high process temperatures; environmental hazard processes.
Наиболее близким аналогом к изобретению является способ электролитического рафинирования свинца, включающий анодное растворение и катодное восстановление свинца в водном растворе электролита, в качестве которого предлагается ряд электролитов: водный раствор кремнефтористого свинца и кремнефтористоводородной кислоты, раствор борофтористого свинца и борофтористоводородной кислоты, фенолсульфоновый, перхлоратный и сульфаминовый растворы (Шиврин Г.Н. Металлургия свинца и цинка. М.: Металлургия, 1982, с.162-166).The closest analogue to the invention is a method for electrolytic refining of lead, including anodic dissolution and cathodic reduction of lead in an aqueous electrolyte solution, which is proposed as a series of electrolytes: an aqueous solution of lead silicofluoride and hydrofluoric acid, a solution of lead borofluoride and hydrofluoric acid, phenol sulfonic and perchlorate solutions (Shivrin G.N. Metallurgy of lead and zinc. M: Metallurgy, 1982, p.162-166).
К недостаткам указанного способа относятся:The disadvantages of this method include:
- большая затратность приготовления электролитов при невысоком содержании свинца в них (80-90 г/л);- the high cost of preparing electrolytes with a low lead content in them (80-90 g / l);
- низкая плотность тока и, соответственно, производительность электролизера;- low current density and, accordingly, the productivity of the cell;
- сравнительно низкий выход по току (до 96-97%), что обусловлено, прежде всего, восстановлением на катоде совместно со свинцом ионов водорода;- a relatively low current efficiency (up to 96-97%), which is primarily due to the reduction of hydrogen ions together with lead on the cathode;
- большой небаланс анодного и катодного выходов по току, приводящий к возрастанию концентрации свинца в растворе, что, соответственно, вызывает необходимость регенерации электролита, связанной с удалением избыточного свинца, что является причиной формирования незавершенного производства по свинцу (до 3% от массы вводимого в переработку свинца);- a large imbalance of the anode and cathode current outputs, leading to an increase in the concentration of lead in the solution, which, accordingly, necessitates the regeneration of the electrolyte associated with the removal of excess lead, which leads to the formation of incomplete production of lead (up to 3% of the mass introduced into processing lead);
- накапливание в катодном металле олова, что связано с затратами на дополнительную операцию рафинирования.- accumulation of tin in the cathode metal, which is associated with the cost of an additional refining operation.
Задачей изобретения является повышение производительности электрохимического процесса, обеспечение соизмеримости показателей анодного и катодного выхода свинца, снижение эксплуатационных затрат, связанных с приготовлением электролита, регенерацией отработанного электролита, а также с дополнительным рафинированием катодного свинца от олова.The objective of the invention is to increase the productivity of the electrochemical process, to ensure the commensurability of the anode and cathode output of lead, reduce operating costs associated with the preparation of the electrolyte, the regeneration of spent electrolyte, as well as with additional refining of the cathode lead from tin.
Достигается это тем, что в способе электролитического рафинирования свинца, включающем анодное растворение и катодное восстановление свинца в водном растворе электролита, в качестве электролита используют водный нитратный раствор солей свинца и натрия следующего состава, г/л: свинца (в виде Pb(NO3)2 - 220-250; NaNO3 - 180-200; HNO3 - (1,5÷2)·10-3, а электролиз проводят при плотности тока 450-480 А/м2, температуре 20-25°С и скорости циркуляции электролита 45-50 л/мин, при его рН 4,5.This is achieved by the fact that in the method of electrolytic refining of lead, including anodic dissolution and cathodic reduction of lead in an aqueous electrolyte solution, an aqueous nitrate solution of lead and sodium salts of the following composition, g / l: lead (in the form of Pb (NO 3 ) is used as an electrolyte 2 - 220-250; NaNO 3 - 180-200; HNO 3 - (1.5 ÷ 2) · 10 -3 , and the electrolysis is carried out at a current density of 450-480 A / m 2 , a temperature of 20-25 ° C and speed electrolyte circulation of 45-50 l / min, at a pH of 4.5.
Исходный электролит приготавливают выщелачиванием катодного свинца в растворе азотной кислоты. Процесс растворения свинца завершается при рН 4,5, и данный показатель соответствует вышеприведенному условию по содержанию свободной HNO3 и свинца. В раствор добавляют NaNO3 из расчета достижения требуемой концентрации. Стоимость приготовления электролита составляет не более 20% от стоимости получения кремнефтористого и сульфаминового растворов.The starting electrolyte is prepared by leaching cathode lead in a solution of nitric acid. The process of dissolution of lead is completed at pH 4.5, and this indicator corresponds to the above condition for the content of free HNO 3 and lead. NaNO 3 is added to the solution in order to achieve the desired concentration. The cost of preparing the electrolyte is not more than 20% of the cost of obtaining silicofluoride and sulfamine solutions.
В соответствии с результатами исследований электропроводимости нитратных свинецсодержащих растворов установлено, что именно данная система, отвечающая приведенному выше составу, характеризуется электропроводностью 0,1429 Ом-1·см-1, что соответствует удельному сопротивлению электролита 7 Ом·см. Общее сопротивление электролита составляет 5·10-5 Ом. С учетом плотности тока 450-480 А/м2 общее падение напряжения раствора электролита в ванне составляет 0,77-0,8 В. Напряжение на ванне составляет 0,79-0,82 В и, соответственно, затраты энергии на производств тонны металла составляют 200-210 кВт·ч.In accordance with the results of studies of the electrical conductivity of nitrate lead-containing solutions, it was found that this particular system, corresponding to the above composition, is characterized by an electrical conductivity of 0.1429 Ohm -1 · cm -1 , which corresponds to a specific electrolyte resistance of 7 Ohm · cm. The total resistance of the electrolyte is 5 · 10 -5 Ohms. Taking into account the current density of 450-480 A / m 2, the total voltage drop of the electrolyte solution in the bath is 0.77-0.8 V. The voltage on the bath is 0.79-0.82 V and, accordingly, the energy cost of producing a ton of metal constitute 200-210 kWh.
Из опытных данных следует, что анодный и катодный выходы по току в заявляемой системе соизмеримы и составляют 98,5-99%, что, прежде всего, связано с низким содержанием ионов водорода в растворе (3,16·10-5 г·ион/л, для рН 4,5). Для данного значения рН характерна чрезвычайно низкая равновесная концентрация олова в растворе из-за протекающих гидролитических реакций. (В соответствии с диаграммой Пурбэ [Справочник химика, под ред. Б.Н.Никольского, т.III. М.-Л.: Химия, 1964 г. - 1005 с.], равновесная концентрация Sn2+ при рН 4,5 составляет 3·10-8 г·ион/л). Последнее исключает возможность его восстановления на катоде.From the experimental data it follows that the anode and cathode current outputs in the inventive system are comparable and make up 98.5-99%, which is primarily due to the low content of hydrogen ions in the solution (3.16 · 10 -5 g · ion / l, for pH 4.5). This pH value is characterized by an extremely low equilibrium concentration of tin in solution due to the occurring hydrolytic reactions. (According to the Purbe diagram [Chemist's Handbook, edited by B.N. Nikolsky, vol. III. M.-L .: Chemistry, 1964 - 1005 pp.], The equilibrium concentration of Sn 2+ at pH 4.5 is 3 · 10 -8 g · ion / l). The latter excludes the possibility of its restoration at the cathode.
Использование растворов с высоким содержанием свинца (220-250 г/л) позволяет повысить плотность тока до 450-480 А/м2 (при увеличении скорости циркуляции электролита до 45-50 л/мин), что соответствует увеличению производительности электролитического рафинирования примерно в 3 раза.The use of solutions with a high lead content (220-250 g / l) can increase the current density to 450-480 A / m 2 (with an increase in the electrolyte circulation rate to 45-50 l / min), which corresponds to an increase in the productivity of electrolytic refining by about 3 times.
Близость величин анодного и катодного выходов по току подтверждается постоянством содержания свинца и ионов водорода в электролите во времени, и, соответственно, удлиняется продолжительность кампании эксплуатации одного и того же электролита в несколько раз по сравнению с существующими прототипами.The proximity of the values of the anode and cathode current outputs is confirmed by the constancy of the content of lead and hydrogen ions in the electrolyte in time, and, accordingly, the duration of the campaign of operation of the same electrolyte is extended several times in comparison with existing prototypes.
Существенными признаками заявляемого способа электролитического рафинирования свинца являются:The essential features of the proposed method for electrolytic refining of lead are:
- в качестве рабочего электролита используют водный нитратный раствор солей свинца и натрия, отличающийся от прототипа высоким (примерно в 3 раза большим) содержанием свинца и низким содержанием свободной кислоты - (1,5÷2)·10-3 г/л по сравнению с 45-105 г/л в прототипах;- as a working electrolyte, an aqueous nitrate solution of lead and sodium salts is used, which differs from the prototype in high (about 3 times higher) lead content and low free acid content - (1.5 ÷ 2) · 10 -3 g / l compared with 45-105 g / l in the prototypes;
- электролиз проводят при плотности тока 450-480 А/м2 (примерно в 3 раза больше, чем в прототипах);- electrolysis is carried out at a current density of 450-480 A / m 2 (about 3 times more than in the prototypes);
- скорость циркуляции электролита составляет 45-50 л/мин вместо 12-20 л/мин по прототипу.- the circulation rate of the electrolyte is 45-50 l / min instead of 12-20 l / min according to the prototype.
Способ осуществляют на стандартном оборудовании, применяемом для электролитических процессов, проводимых в водных средах, следующим образом. В электролизную ванну, заполненную электролитом (г/л: свинца (в виде Pb(НО3)2) - 220-250; NaNO3 - 180-200; HNO3 - (1,5÷2)·10-3), погружают определенное количество анодов, отлитых из чернового свинца, содержащего примеси, и катодных основ, выполненных из рафинированного свинца. Напряжение подают от источника постоянного тока, при этом плотность тока должна составлять 450-480 А/м2. Температура электролита 20-25°С, скорость циркуляции электролита 45-50 л/мин.The method is carried out on standard equipment used for electrolytic processes conducted in aqueous media, as follows. In an electrolysis bath filled with an electrolyte (g / l: lead (in the form of Pb (НО 3 ) 2 ) - 220-250; NaNO 3 - 180-200; HNO 3 - (1.5 ÷ 2) · 10 -3 ), immersed a certain number of anodes cast from crude lead containing impurities and cathode substrates made from refined lead. The voltage is supplied from a direct current source, while the current density should be 450-480 A / m 2 . The electrolyte temperature is 20-25 ° C, the electrolyte circulation rate is 45-50 l / min.
В ходе реализации способа установлено, что анодный и катодный выходы по току соизмеримы и составляют 98,5-99%. Анализ катодного осадка показал, что содержание примесей в нем находится на уровне 0,04-0,008%, что соответствует свинцу марки С0-С2 (ГОСТ 3778-77). Расход электроэнергии составляет 200-210 кВт·ч на тонну катодного металла. Анализ раствора электролита показал, что содержание в нем свинца, олова и ионов водорода остается постоянным во времени.During the implementation of the method, it was found that the anode and cathode current outputs are comparable and make up 98.5-99%. Analysis of the cathode deposit showed that the content of impurities in it is at the level of 0.04-0.008%, which corresponds to lead of grade C0-C2 (GOST 3778-77). Electricity consumption is 200-210 kWh per ton of cathode metal. Analysis of the electrolyte solution showed that the content of lead, tin and hydrogen ions in it remains constant over time.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138315/02A RU2294984C2 (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Lead electrolytic refining method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004138315/02A RU2294984C2 (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Lead electrolytic refining method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004138315A RU2004138315A (en) | 2006-06-20 |
RU2294984C2 true RU2294984C2 (en) | 2007-03-10 |
Family
ID=36713655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004138315/02A RU2294984C2 (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Lead electrolytic refining method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2294984C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487199C2 (en) * | 2011-11-24 | 2013-07-10 | Учреждение Российской академии наук Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН | Method for electrolytic production of lead |
-
2004
- 2004-12-27 RU RU2004138315/02A patent/RU2294984C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ШИВРИН Г.Н. Металлургия свинца и цинка. М., Металлургия, 1982, с.162-166. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2487199C2 (en) * | 2011-11-24 | 2013-07-10 | Учреждение Российской академии наук Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН | Method for electrolytic production of lead |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004138315A (en) | 2006-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wu et al. | Fundamental study of lead recovery from cerussite concentrate with methanesulfonic acid (MSA) | |
KR102427533B1 (en) | How to Dispose of Lithium Ion Waste Batteries | |
WO2016130675A1 (en) | Electrowinning process to recover high purity lead | |
JP2014501850A (en) | Electrical recovery of gold and silver from thiosulfate solutions | |
CN102618883B (en) | Method for direct electrolytic refining of crude lead | |
CN104630826A (en) | Technique for recovering tin from tin anode sludge | |
CN103290429A (en) | Method for electrolyzing high-content low-grade lead bullion | |
CN102560534A (en) | Process for electrolytic refining of copper | |
KR20120041403A (en) | Valuable metal recovery method from waste solder | |
Gu et al. | Lead electrodeposition from alkaline solutions containing xylitol | |
Nan et al. | Hydrometallurgical process for extracting bismuth from by-product of lead smelting based on methanesulfonic acid system | |
CN101054686A (en) | Process for purifying zinc from casting zinc residue | |
Kekesi | Electrorefining in aqueous chloride media for recovering tin from waste materials | |
RU2294984C2 (en) | Lead electrolytic refining method | |
CN112410828A (en) | Process for preparing high-purity silver by high-concentration silver nitrate electrodeposition method | |
RO132597A2 (en) | Process for recovering precious metals from electrical and electronic waste by anodic dissolution in ionic liquids | |
CN105671598A (en) | Method for directly preparing aluminum foil through low temperature electrolysis | |
CN109312423A (en) | The method of purification of bismuth | |
CN102534662B (en) | Method for performing electrolytic refining on lead bullion | |
EP0638667B1 (en) | Process for continuous electrochemical lead refining | |
CN110629253B (en) | Method for electrorefining lead bullion by using ionic liquid and method for recovering metal bismuth and silver | |
KR101629918B1 (en) | Electrolytic apparatus for electro-refining and recovery of platinum metals, and method thereof | |
CN103484679A (en) | Method for recycling tin and copper from waste tinned copper needles | |
RU2366763C2 (en) | Method of electrolytic refining of copper in block-series of baths of box type | |
CN202755076U (en) | Long-term (service life) composite basket type anode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111228 |