专利名称：无铜管铅电解精炼节能高效环保新技术工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及有色金属湿法铅电解精炼技术工艺中的一种无铜管铅电解 精炼节能髙效环保新技术工艺。
背景技术：
一. 传统技术工艺简述用粗铅(Pb含量9(m以上)融化制成阳极板之后:再用国标1号铅融化制 成阴极片，必须把阴极片的上端面部分将铜管包住，作为阴极。把阳极板和 阴极片按间距4cm (同极中心距8cm)分别挂在电解槽内，槽内装满循环电解 液。阳极板挂耳和阴极铜管分别连接在正负分流铜排上，分流铜排再和汇流 铜排连接到整流器。正电流在阳极板与电解液界面发生电化学反应，使得金 属态铅氧化转化为离子态的铅离子，分布在电解液里，在电流的作用下，铅 离子往负极转移，在电解液与负极的阴极片界面上和电子结合还原为纯金属 铅。对每个电解槽来说分流铜排与电解槽内的阳极板和阴极片，是并联电 路。通过的直流电流是以电解槽内阴极片总片数浸入电解液里的表面积乘以 200A/m2来计算的。以沈冶年产6万吨为例共250个电解槽。总电压250V。 每个电解槽长3. 2m,装入阳极板36块，阴极片37片，每片阴极面积0. 67rn2， 通过的电流两面是268A,槽电流是12000A,正负极间电压(槽电压)在0. 45V 至0.6V之间。参见《有色金属设计手册-铅锌鉍巻》中(铅冶炼)第5章 铅电解精炼部分。(P. 119页-P141页。)二. 传统铅电解生产中存在的5个问题1. 传统铅电解生产中要配备大量的检查人员，随时检査分流铜排与阳极 板和铜管的接触必须良好。对接触不好的铜排铜管部位随时打磨除铜锈。(这时难免铜元素进入电解液而造成产品中铜含量的增高)。如果接触不良， 在不良部位就会发热氧化，增加电耗，造成电流不均匀，产生烧板碰极，不 但影响而且不能保证产品质量和产量的稳定性。2. 出槽后又必须对大量铜排进行全面的除锈，涂防锈油工艺。(以沈冶 为例铜排，总计8.3吨，铜管，总计28.1吨)。3. 为了保证上万安培的电流损耗减少，就得尽量加大铜排的截面积(以 沈冶为例12000A需要导电截面积大于13200ram2)。4. 由于是小电压大电流，必须配套笨重的降压整流变压器和配套的配 电设备。以沈冶为例容量达3000KVA,(增加了生产建设投资成本。)5. 电解液由电解槽一端进入槽内，另一端流出，流动过程受到极板正 面阻挡，只能从电解槽底部及几cm宽的两则流过，不能充分消除电解液的 浓差。发明内容本发明主要解，的是把传统铅电解精炼工艺中的铜管取消，创新为无铜管铅电解精炼节能髙效环保新技术工艺。为了解决上述问题，依据电工学原理及电化学反应原理，大胆改变工艺构成模式，变双面电解为单面电解.实现了无铜管铅电解精炼节 能高效环保新技术工艺。(以下简称创新工艺)一.创新工艺采取亍以下措施l.取消了贵重的铜管和分流铜排(以沈冶为例铜材达36.4吨，(价值240万元)。2 .把阴极片的整个面直接包貼在阳极板的一个面上，形成一个整体，正面是精铅阴极面，背面是粗铅阳极面。消除了槽电压中的导体电压 降及各接触点的电压降(合计为0. 08V).3. 同极中心距由传统的8cm縮短为4cm。电流正极从电解槽一端的第一块阳极板挂耳接入，铅离子流向第二块阳极板的正面貼有阴极片的阴 极面。再从第二块阳极板的背面流向第三块阳极板的正面貼有阴极片的阴极 面。如此不断的传递，最后传递到电解槽另一端的最后一片阴极片与负极连 接形成回路。4. 取消了笨重的大电流及繁杂的电路连接。每个电解槽的总电流只有 134A.5. 取消了髙价，笨重的整流变压器和配电设备，采用先进的高皿逆变 技术与纳米材料制造的GGDS型高频开关节能电解电源，(体积只有传统的1/5-1/10，能耗下降20%_30%)，直接调压恒流。6.改变电解液的流动方向不从电解槽两端而从电解槽一则，和极板的则面空间流向电解槽的另一则。减少了流动阻力，更充分的消除电解 液的浓差。二. 本创新工艺的特征和效果1. 杜绝了铜元素进入电解液，保证质量的稳定性，提高产品质量。2. 杜绝与极板接触不良而造成断路，碰极等故障。极片电流均 匀恒定，保证产量的稳定性，提高产品产量。3. 电流输出小(134A )，电解槽长短均可(2-100米)。因而大 大减少设备的投资。4. 取消了除锈设备，材料和繁杂的除锈工艺。大大减少管理工作量。5. 縮减了大量的检査人员，降低生产成本。6. 适合大小规模建厂，降低建厂投资。三. 本创新工艺最大特点是无三废排放。避免了铅火法冶炼中的三废汚染， 实属环保新技术工艺l.铅在制板过程中熔点为327摄氏度，工艺要求温度控制在350-400摄氏度之间。属固态转为液态的物理变化,因此还未达到氧化蒸发 的程度(铅的蒸发温度在1250-1300摄氏度)，即无废气排放。2.电解过程中，粗铅阳极板于室温下在电解液中被溶解成铅离子在阴极板上还原沉积为纯铅。其它金属杂质保留在阳极板上，成为提取稀有金属和 贵金属的原料.因此无废渣排放。53.电解液在室温下只是水分的蒸发，需补充水洗液，故也无废液排放。
下面结合附图和具体实施方式
作进一步详细的说明。 图1是本次申报的无铜管铅电解精炼节能髙效环保新术工艺俯视图。 图2是本次申报的无铜管铅电解精炼节能高效环保新技术工艺 A-A'横剖视图。图3是本次申报的无铜管铅电解精炼节能髙效环保新技术工艺 B-B'纵剖视图。
具体实施方式
由图一，图二和图三构成了本次申报的无铜管铅电解精炼节能高效环保 新技术工艺的
具体实施例方式1. 电解过程工作电流由电解电源的正极l,经过电解槽A端的第一块 阳极板挂耳2进入这块阳极板3,正电流在阳极板3与电解液界面发生电化 学反应，使金属态粗铅氧化转化为离子态的铅离子4，分布在电解液里，在 电流的作用下，铅离子4往负极转移，流向第二块阳极板的正面贴有阴极片 的阴极面5，在电解液与阴极片界面上和电子结合还原为纯金属铅。电流再从 第二块阳极板的背面6，流向第三块阳极板的正面贴有阴极片的阴极面。通 过这样不断的传递，最后传递到电解槽A'端的最后一片阴极片7，与电解电 源的负极8连接形成回路。2. 电解液循环过程电解液9，从高位槽进入进液总管10,经电解槽B 则，分别流过进液分液管11，进入槽内，从极板的则面空间流向溢流扁槽 12的底部入口处，由溢流扁槽12的槽内上升流入电解槽B'则的出液分液 管13,然后汇集流入回液总管14，最后由回液总管14流进地下槽，再经循 环泵提升到高位槽。形成整个循环过程。
权利要求
1. 一种无铜管铅电解精炼节能高效环保新技术工艺的电解特征是把原来包在铜管上的阴极片去掉铜管，将阴极片的整个面直接包贴在阳极板的一个面上，形成一块整体，正面是精铅阴极面，背面是粗铅阳极面。即工作电流由电解电源的正极1，经过电解槽A端的第一块阳极板挂耳2进入这块阳极板3，正电流在阳极板3与电解液界面发生电化学反应，使金属态粗铅氧化转化为离子态的铅离子4，分布在电解液里，在电流的作用下，铅离子4往负极转移，流向第二块阳极板的正面贴有阴极片的阴极面5，在电解液与阴极片界面上和电子结合还原为纯金属铅。电流再从第二块阳极板的背面6，流向第三块阳极板的正面贴有阴极片的阴极面。通过这样不断的传递，最后传递到电解槽A′端的最后一片阴极片7，与电解电源的负极8连接形成回路。
2.按照权利要求1 一种无铜管铅电解精炼节能髙效环保新技术工艺，同时得改变电解液的流动方向，它的特征是不从电解槽两端而从电解槽一则，和极板的则面空间流向电解槽的另一则；减少了流动阻力，更充分的消除电解液的浓差即电解液9，从高位槽进入进液总管10,经电解槽B则分别流过进液分液管11，进入槽内，从极板的则面空间流向溢流槽12的底部入口处，由溢流扁槽12的槽内上升流入电解槽B'则 的出液分液管13,然后汇集流入回液总管14,最后由回液总管 14流进地下槽，再经循环泵提升到高位槽；形成整个循环过程。
全文摘要
本发明涉及湿法铅电解的一种无铜管铅电解精炼节能高效环保新技术工艺。主要特点是1.取消传统笨重的整流电源，采用纳米材料制造的高频开关电源，节能20％-30％。2.不用铜管导电。3.改变电解液流动方向。电源正极1经过第一块阳极板挂耳2进入这块阳极板3与电解液反应，转化为铅离子4，流向第二块阳极板正面贴有阴极片的阴极面5，还原为纯金属铅。电流再从第二块阳极板背面6，流向第三块阳极板阴极面。通过这样不断的传递到最后一片阴极片7，与电源负极8连接形成回路；电解液9，从高位槽流入进液管10，分别流过分液管11，流向溢流扁槽12底部入口，再上升流入分液管13，经回液管14进地下槽，由泵提升到高位槽；电解中无废气废渣废水排放。
文档编号C25C1/18GK101250721SQ20081010304
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月31日 优先权日2008年3月31日
发明者涂德友 申请人:涂德友;刘 冰