专利名称：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 9(TC，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S042—与NaOH结合生成了可溶性的化2504，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Pb022—离子形态进入溶液 PbS04+NaOH — Na2Pb02+Na2S04+2H20 (2)溶液中Pb022—和Na+通过隔膜传递到电解室； (3)在电解室直流电的作用下，Pb022—在阴极被还原成金属
Pb022—+2e+2H20 — Pb°+40H— (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Na^(^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
Na2S04+Ca (OH) 2 — 2NaOH+CaS04 I 搅拌碱浸室内PbS04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(l)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°C) ;(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。
图l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 ;Si02 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。 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。
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°C ;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mVt)为 8 : 1。电解碱浸结果为产出之海绵铅经熔铸成金属铅含Pb99.5X ;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2(TC和9(TC，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l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% ;AuO. 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l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。
权利要求
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，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。
2. 根据权利要求l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 9(TC，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，如丙纶、氯纶、涤纶等。
6. 根据权利要求l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Na2S04的电解液中加入石灰进行，使其生成NaOH后返回使用。
全文摘要
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。
文档编号C22B3/00GK101760757SQ20091021831
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者王树楷 申请人:王树楷