CN101760757B

CN101760757B - 硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法

Info

Publication number: CN101760757B
Application number: CN2009102183133A
Authority: CN
Inventors: 王树楷
Original assignee: Individual
Current assignee: Greennovo Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2029-12-09
Also published as: CN101760757A

Abstract

本发明是一种硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法，步骤是：硫酸铅物料经浆化后放入碱性浸出电解槽的搅拌溶浸室中，向电解槽通入直流电，硫酸铅中的铅被氢氧化钠溶解进入溶液，穿过隔膜进入电解室，电解液中的铅离子在阴极上放电析出，得到金属态的海绵铅或铅粒，同时溶液中部分氢氧化钠再生；电解室的电解液引出经苛化处理后返回至搅拌碱溶室循环使用。碱浸主要条件为：阴极电流密度200～1000A/m²，电解液温度20～90℃，槽电压1～5V，电极同极距50～120mm，料浆的液固比(L/S)为5～12∶1。本发明使硫酸铅碱浸和电积铅在同一装置中同时进行，并再生溶剂氢氧化钠，简化了工序，强化了含铅物料的溶解过程并拓宽了该方法对铅物料的适用范围。

Description

硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法

技术领域

本发明是一种处理硫酸铅、氧化铅物料，包括矿物在内的一种湿法冶金方法，可用于从这些物料中提取金属铅。

背景技术

目前国内外处理硫酸铅物料生产金属铅的湿法冶金方法较多，主要有碳酸盐转化-氟硅酸浸出-电积法和固相电解法，这些方法存在的缺陷主要是局限于用来处理组成较纯、铅含量较高的硫酸铅物料，如铅酸蓄电池膏泥等，而对于成分复杂、多金属混杂的物料则较难处理；同时前一方法工艺冗长，后一方法固相电解设备结构较复杂。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的问题，提出一种新的硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法，它利用在同一装置之中，在发生硫酸铅溶解的同时，电积产出海绵铅并再生溶剂氢氧化钠，以此简化工序，强化含铅物料的溶解过程，拓宽对铅物料的适用范围。

本发明所提出的这种硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法，其特征在于它有如下步骤：

(1)硫酸铅物料经浆化后放入碱性浸出电解槽的搅拌溶浸室中，向电解槽通入直流电，硫酸铅中的铅被氢氧化钠溶解进入溶液，穿过隔膜进入电解室，电解液中的铅离子在阴极上放电析出，得到金属态的海绵铅或铅粒，同时溶液中部分氢氧化钠再生；

(2)电解室的电解液引出经苛化处理后返回至搅拌碱溶室循环使用。

第(1)步的电解碱浸控制的条件为：阴极电流密度200～1000A/m²，电解液温度20～90℃，槽电压1～5V，电极同极距50～120mm，料浆的液固比(液体体积与固体重量之比)为5～12∶1。

搅拌速率300～500r/m。

电解碱浸的时间按电流效率100％计算阴极析出全部铅所需时间来控制。

阴极的材质为304不锈钢，阴极为板状，阳极为梳状；电解碱浸槽的隔膜为耐酸织物，如丙纶、氯纶、涤纶等，它能有效地阻止料浆渗透而不影响金属离子的传递。

上述苛化处理的实质是：原料中的SO₄ ^2-与NaOH结合生成了可溶性的Na₂SO₄，通过对电解液中加石灰进行苛化，又可将其再生为NaOH。

碱性浸出电解法处理硫酸铅物料的基本原理，系利用了浸出和电解同时进行，保持体系中的碱浓度基本不变、电解液中铅离子浓度基本不变的条件，从而使浸出反应得以顺利进行和完成，其电化学过程如下：

(1)物料在碱溶解室被氢氧化钠溶浸，铅以PbO₂ ^2-离子形态进入溶液：

PbSO₄+NaOH→Na₂PbO₂+Na₂SO₄+2H₂O

(2)溶液中PbO₂ ^2-和Na⁺通过隔膜传递到电解室；

(3)在电解室直流电的作用下，PbO₂ ^2-在阴极被还原成金属：

PbO₂ ^2-+2e+2H₂O→Pb⁰+4OH^-

(4)在电解室，溶液中的Na⁺与OH^-相结合再生出NaOH：

Na⁺+OH^-＝NaOH

(5)将含有剩余NaOH和Na₂SO₄的溶液引出电解槽经苛化处理后，返回搅拌碱溶室。加入石灰乳的苛化，所发生的反应为：

Na₂SO₄+Ca(OH)₂→2NaOH+CaSO₄↓

搅拌碱浸室内PbSO₄不断被溶解，电解室内不断析出金属铅和再生氢氧化钠，直至浸出毕。

本发明的特点在于利用在同一装置之中，在发生硫酸铅溶解的同时，电积产出海绵铅并再生溶剂氢氧化钠，从而简化了工序，强化了含铅物料的溶解过程并拓宽了该方法对铅物料的适用范围。

本发明采用碱性处理硫酸铅物料的优点为：(1)工艺流程短，浸出和电积同时进行，在碱溶室铅被浸出进入电解液中，在电解室中铅被还原成海绵铅或铅粒，随后将海绵铅或铅粒熔炼成金属铅；(2)溶液中离子浓度低，无料浆过滤、洗涤的困难；(3)操作温度低(60℃)；(4)碱性介质下作业，腐蚀问题不大，可选用常规材料；(5)设备结构简单，方便操作；(6)能耗、碱耗低；大部分碱可通过苛化作业回收再用；(7)有价金属回收率高，伴生金属在浸出渣中得予富集，便于下一步回收；(8)能处理含量不高、成分复杂的铅物料。如处理硫酸铅矿(铅矾)、氧化铅矿、锡铅氧化渣(尘)、铅锌渣(粉)等。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

图2为本发明所用电解碱浸槽结构示意图。

图2中碱浸电解槽各部件标号如下：

1-搅拌桨；2-隔膜；3-阳极；4-阴极；5-碱溶室；6-电解室；7-槽体。

下面用实例进一步说明本发明的积极效果。

具体实施方式

实施例1.

采用铅锡硫酸盐混合渣为原料，成分为(％)Pb 35；Sn 3.80；S 12；Fe 2；SiO₂ 5.3；CaO 4。

电解碱浸在容积20L的电解碱浸槽中进行，电解碱浸槽的结构如图2所示。该电解碱浸槽中间为碱溶室5，此处进行物料碱溶解，槽内两端电解室6进行电解沉铅和碱再生，两室之间用隔膜2隔离开。

本例每次处理料样2千克，控制技术条件为阴极电流密度：200～1000A/M²；电流强度：32～64A；平均槽压：1～5V；电解时间6～3小时；电解温度60℃；碱浓度NaOH 100～200g/l，液固比(液体体积与固体重量之比，对应计量单位为ml/g、l/Kg或m³/t)为8∶1。电解碱浸结果为：产出之海绵铅经熔铸成金属铅含Pb99.5％；铅金属回收率95％。浸出渣成分：Sn 10％；Pb7％；宜于供作炼锡原料。

本例的上述液固比分别改为5∶1和12∶1；电解温度分别改为20℃和90℃，其余条件不变时，效果基本相同。

实施例2.

采用铅矾矿为原料，成分为(％)：Pb 38；S 9；BaO 5；

Au 0.0008；Ag 0.08。

电解碱浸在容积20L的电解槽中进行，每次处理料样2千克，电解槽结构、控制条件与实施例1相同。电解碱浸结果为：产出之海绵铅经熔铸成金属铅含Pb 99.5％；铅入金属之回收率为93％，浸出渣成分：Pb 5％；Au0.0017％；Ag 0.17％；宜于供作提取贵金属金和银的原料。

实施例3.

采用粗铅氧化脱锡所产之铅锡氧化渣为原料，成分为(％)：

Pb 42；Sn 35。

电解碱浸在容积30L的电解槽中进行，每次处理试料3千克，电解槽结构、控制条件与实施例1相同。电解碱浸结果为：产出片状阴结铅Pb 99.5％，铅金属回收率98％。浸出渣成分Sn 65％；Pb 10％；宜供作炼锡原料。

Claims

1.一种硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法，其特征在于它有如下步骤：

(1)硫酸铅物料经浆化后放入碱性浸出电解槽的搅拌溶浸室中，向电解槽通入直流电，硫酸铅中的铅被氢氧化钠溶解进入溶液，并以PbO₂ ^2-形式穿过隔膜进入电解室，电解液中的PbO₂ ^2-在阴极上放电析出，得到金属态的海绵铅或铅粒，同时溶液中部分氢氧化钠再生；

2.根据权利要求1所述硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法，其特征在于第(1)步的电解碱浸控制的条件为：阴极电流密度200～1000A/m²，电解液温度20～90℃，槽电压1～5V，电极同极距50～120mm，料浆的液固比(L/S)为5～12∶1。

3.根据权利要求1或2所述硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法，其特征在于搅拌速率300～500r/m。

4.根据权利要求1或2所述硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法，其特征在于电解碱浸的时间按电流效率100％计算阴极析出全部铅所需时间来控制。

5.根据权利要求1所述硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法，其特征在于阴极的材质为304不锈钢，阴极为板状，阳极为梳状；电解碱浸槽的隔膜为耐酸织物。

6.根据权利要求1所述硫酸铅物料电解碱浸生产铅的方法，其特征在于第(2)步中的苛化处理是在引出的含Na₂SO₄的电解液中加入石灰进行，使其生成NaOH后返回使用。