高锑铅电解工艺实践

高锑铅电解工艺实践
摘要：本文分析了高锑铅电解过程中影响经济技术指标的主要因素，通过在高锑铅电解工艺实践中对控制参数的调整，稳定了阴极铅的质量，提高了锑的回收率，取得了较为显著的经济效益。

关键词：高锑铅电解阳极泥直收率回收率
前言
我国炼铅厂的粗铅精炼大多采用火法精炼—电解精炼的联合工艺流程，火法精炼仅能初步除去粗铅中的有害杂质铜、锡等，然后被浇铸成阳极板送去电解。

随着国内产品市场和原料市场的竞争日趋激烈，铅冶炼厂采用铅杂料和高附加值铅原料的比例不断加大，粗铅中的杂质含量也不断升高。

我公司采购了一批含锑5%的铅原料，经集中处理后产出的粗铅平均含铅仅为91.84%，含锑达到了4.57%。

为合理组织好该批高锑粗铅的精炼，我们对高锑铅的电解技术条件进行了摸索并成功应用于生产实践，取得了预期的效果。

1 高锑铅电解精炼对指标的影响
1.1 铅电解精炼可认为是如下的电池系统
阴极电解液阳极
Pb（纯）PbSiF6 +H2SiF6+H2O Pb(含杂质）
在电极上的主要反应为：
阳极上：Pb -2e = Pb2+ （氧化反应，铅进入电解液）
阴极上：Pb2++2e = Pb （还原反应，铅离子在电极上析出）电解精炼的过程就是利用阳极中不同元素的溶解或在阴极析出难易程度的差异来提纯金属，在实际的铅电解生产过程中，铅阳极中所含杂质的行为比较复杂，一类杂质如Zn、Fe、Cd、Co、Ni等电极电位较铅负的金属能与铅一道溶解进入电解液，但在正常情况下铅会优先析出，杂质则难以在阴极上放电析出；另一类杂质Sb、Bi、As、Cu、Ag、Au等电极电位较铅正的金属很少进入电解液而残留在阳极泥中；还有一类电位与铅相近的金属Sn能与铅一道从阳极溶解并在阴极析出，影响析出铅的质量，需要在后续工序中进一步除去。

1.2 集中处理高锑物料所生产的粗铅质量状况如下：
针对这批高锑粗铅的质量状况，我们认为在实际的电解生产过程中，可能对生产造成的影响有：
1.2.1 对析出铅质量的影响：（1）溶液中铅离子浓度的太低时会影响析出铅的结晶质量，并且生成海绵状的阴极沉积物而导致析出铅质量的降低，同时又增加了杂质元素在阴极上的析出几率。

(2) 由
于粗铅中的杂质含量比较高，会大幅度增加阳极泥的产量，部分阳极泥掉入电解液后会使电解液污染而变得浑浊，造成析出铅结晶不好，质量变坏。

过量的杂质进入阳极铅后，将严重影响着阳极泥的物理性质，另一方面还会降低析出铅质量。

1.2.2 对电效、对电耗的影响：（1）根据工厂实践，降低槽电压对减少电能消耗，提高电流效率，保证析出铅的质量都是十分重要的，而降低槽电压必须要降低电解系统的电阻，系统的电阻由导体电阻、接触点的电阻、电解液电阻、泥层与浓差极化电阻组成。

含杂较高的阳极铅在电解过程中产生大量的阳极泥，势必造成泥层与极化的电阻加大，显著增加电能消耗。

（2）高锑铅电解精炼中，电流密度的选择既要考虑阳极溶解过程的正常进行，也应考虑阴极过程的正常运行，如果按照正常铅电解时所采用的高电流密度，不仅会造成较正电性杂质金属从阳极上的溶解，并在阴极上析，严重时会引起阴极结晶恶化，短路增多，电效也随之降低。

1.2.3 对锑直收率的影响:工业实践证明，当电解液中的Sb>0.2g/l时，阴极含锑随电解液中的锑量增加而成正比地增加。

这样一方面给析出铅质量造成影响，还影响了锑的回收。

2 高锑铅电解精炼过程控制：在初步火法精炼装锅时，我们对该批粗铅进行了选择性搭配，考虑到部分粗铅含锑>5%,最高的粗铅含锑达到了8.63%，为使阳极铅含锑控制在合理水平，我们有针对性的将含锑较低的粗铅与锑高的粗铅搭配进行调锑作业，并通过
计算搭入残极铅，使生产出来的阳极板含锑控制在5%以下水平。

同时，在火法精炼过程中，还进行了除杂作业，一部分杂质进入到锑铜浮渣中得到了有效脱除。

为确保电解作业的顺利进行，稳定析出铅的质量，我们选择了低电流密度作业，电解工艺条件控制如下：电流密度150A/m2 ，电流强度5000A ，电解液成份H+ 80~100 g/l ，ΣH+ 145~160 g/l Pb2+ 115~140 g/l，电解液温度40—45℃。

在实际生产中，我们有意提高了电解液中游离硅氟酸的浓度，同时对电解液中的铅离子浓度进行了适时监控，随着电解作业的进行，Pb2+ 浓度贫化趋势逐渐加大，通过合理补加黄丹粉，使Pb2+ 浓度基本处于受控状态，电解槽压也稳定在0.4—0.5伏的水平。

减少高锑粗铅生产过程阳极泥产率过大对电解液的污染，一方面我们加大了电解液循环流量的控制，加强对电解液的过滤处理，除去其中的悬浮污染物和部分胶质；同时缩短了掏槽的周期，将沉积在槽底的阳极泥及时清理出系统。

3 高锑铅生产指标情况
经过一个月的生产实践，共处理高锑粗铅600吨，生产过程基本保持了稳定，主要技术指标达到了正常水平。

因此，只要加强槽面管理，提高电调操作技能，高锑铅的电解电流效率能稳定在90%以上。

从生产情况来看，阳极泥产出率达到了5.45%，残极上阳极泥板结严重，洗刷比较困难。

阳极泥含锑随着粗铅含锑的增加而升高，但达到65%左右不再显著变化，阳极泥含锑与粗铅锑含量不存在线形关系。

阳极泥含铅控制在≤15%，意味着锑阳极泥含铅比正常粗铅生产时的阳极泥含铅（≤17%）还要低。

4 结语本次高锑粗铅中含锑量为27.4吨，电解生产锑的金属回收率为97.5%，但锑直收率只有63.34%，生产过程中损失了0.671吨，撇开计量、取样、化验偏差因素外，主要损失原因有二处：⑴由于阳极泥洗涤系统为新建设施，搅拌桶、甩干机、残极槽等工艺设施都会不同程度粘附阳极泥，再加上电解生产时间不长，锑总量投入不多，造成机械损失比重偏大；⑵停槽时阳极铅含锑是生产期间最高的几天，残极板洗刷相当困难，大部分残极板没有洗刷干净，表面仍粘附着阳极泥，导致槽存残极铅夹带的阳极泥无法计量，只有列为损失。

但通过加强工艺操作，如尽量降低锑铜浮渣机械夹带的金属铅，降低阳极浮渣率，将残极板洗刷干净避免阳极泥进入阳极锅等技术措施，锑直收率可以达到70%左右。

参考文献
1. 彭秋荣，《铅冶金》中南大学出版社。