降低鉛電解陽(yáng)極泥含鉛措施研究

黎學(xué)坤

（云南馳宏資源綜合利用有限公司，云南 曲靖 655000）

鉛陽(yáng)極泥是粗鉛電解精煉過(guò)程的副產(chǎn)物，其含有大量的銻、鉍、砷、銅、銀、金等有價(jià)金屬，是我廠綜合回收貴金屬銀和金的主要原料，其主要成分如表1所示。從表1中可以看出資源綜合利用有限公司目前產(chǎn)出的鉛陽(yáng)極泥含鉛較高，高出同行業(yè)水平近5個(gè)百分點(diǎn)。陽(yáng)極泥含鉛高不僅會(huì)降低鉛精煉直收率，影響電解液成分，而且對(duì)金銀的回收富集產(chǎn)生很大影響。同時(shí)，陽(yáng)極泥出售時(shí)其中的鉛是不計(jì)價(jià)的，無(wú)形中帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何將鉛陽(yáng)極泥中的鉛降至最低水平就顯得尤為重要。

1 鉛陽(yáng)極泥生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

電解出槽后的殘極經(jīng)過(guò)殘極洗滌機(jī)，將殘極板上的陽(yáng)極泥洗刷至攪拌桶內(nèi)，然后經(jīng)過(guò)1#壓濾機(jī)壓濾，壓濾后的濾液（一次洗水）返回電解槽，壓濾后的陽(yáng)極泥進(jìn)入漿化桶漿化后轉(zhuǎn)入1#攪拌桶，再加入一定量的陽(yáng)極泥二次洗水（2#壓濾機(jī)濾液）或者生產(chǎn)水?dāng)嚢枭郎兀缓笸ㄟ^(guò)2#壓濾機(jī)壓濾后，產(chǎn)出的陽(yáng)極泥即為成品陽(yáng)極泥，二次洗水用于殘極洗滌用水或者返回電解槽，主要工藝流程如圖1所示。

2 實(shí)驗(yàn)研究

由于鉛電解精煉系統(tǒng)無(wú)廢水外排，為了維持整個(gè)系統(tǒng)的水平衡，在殘極洗滌機(jī)處不能長(zhǎng)時(shí)間采用外來(lái)生產(chǎn)水進(jìn)行沖洗，只能采用陽(yáng)極泥洗水沖洗。因此，控制鉛陽(yáng)極泥含鉛的關(guān)鍵操作就在1#攪拌桶處，如何合理控制液固比，攪拌時(shí)間，攪拌溫度等成為了控制鉛陽(yáng)極泥含鉛的關(guān)鍵。

圖1 鉛陽(yáng)極泥生產(chǎn)工藝流程圖

表1 國(guó)內(nèi)一些鉛冶煉廠鉛陽(yáng)極泥成分（w/%）

2.1 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，取1#壓濾機(jī)壓濾后的鉛陽(yáng)極泥作為原料，其成分如表2所示。

在燒杯中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采用電爐加熱，并配合機(jī)械攪拌子進(jìn)行攪拌。

實(shí)驗(yàn)后采用真空抽濾機(jī)進(jìn)行液固分離，分離出的固體鉛陽(yáng)極泥送樣分析結(jié)果。通過(guò)對(duì)不同的液固比、加熱溫度、攪拌時(shí)間、液體含酸濃度等條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出了控制鉛陽(yáng)極泥含鉛的最佳操作工藝參數(shù)。

表2 1#壓濾機(jī)壓濾后鉛陽(yáng)極泥原料成分（w/%）

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 液固比對(duì)鉛陽(yáng)極泥含鉛的影響

實(shí)驗(yàn)采用生產(chǎn)水兌鉛陽(yáng)極泥，控制溫度在40℃，攪拌時(shí)間1小時(shí)，在液固比分別為3:1、4:1、5:1和6:1的條件下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。通過(guò)表3可知，在液固比為6:1時(shí)鉛陽(yáng)極泥含鉛最低，但是為了控制系統(tǒng)中的水平衡，將液固比控制在4～5:1之間為最合理。

表3 不同液固比時(shí)鉛陽(yáng)極泥成分對(duì)比（w/%）

2.2.2 加熱溫度對(duì)鉛陽(yáng)極泥含鉛的影響

實(shí)驗(yàn)采用生產(chǎn)水，攪拌時(shí)間1小時(shí)，液固比控制在5:1，分別在溫度為常溫、40℃、70℃條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

通過(guò)表4可知，攪拌時(shí)將溫度控制在40℃最為合理。提高溫度可以加快鉛陽(yáng)極泥中的鉛進(jìn)入液體中，但是溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致溶液揮發(fā)嚴(yán)重，而且更高的溫度需要更多的蒸汽來(lái)加熱，增加生產(chǎn)成本。而且從實(shí)驗(yàn)效果來(lái)看，70℃時(shí)鉛陽(yáng)極泥含鉛較40℃條件下降低幅度并不大，因此認(rèn)為控制溫度在40℃最為合理。

表4 不同加熱溫度時(shí)鉛陽(yáng)極泥成分對(duì)比（w/%）

2.2.3 攪拌時(shí)間對(duì)鉛陽(yáng)極泥含鉛的影響

實(shí)驗(yàn)采用生產(chǎn)水，液固比為5:1，溫度為40℃，攪拌時(shí)間分別為30min、45min和60min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，攪拌時(shí)間不得小于45min。

表5 不同攪拌時(shí)間下鉛陽(yáng)極泥成分對(duì)比（w/%）

2.2.4 不同含酸濃度對(duì)鉛陽(yáng)極泥含鉛的影響

實(shí)驗(yàn)控制液固比為5:1，溫度40℃，攪拌45min。實(shí)驗(yàn)用酸為生產(chǎn)用硅氟酸，酸濃度為22.0%。硅氟酸的理論加入量與原料鉛陽(yáng)極泥中鉛含量之比為1:1、0.5:1和0，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6和表7所示。

表6 不同酸濃度下鉛陽(yáng)極泥成分對(duì)比（w/%）

Pb:H2SiF6=1:0.5 10.62 6.34 42.75 21.14 2.47 2.96 Pb:H2SiF6=1:1 10.23 6.31 47.65 20.35 2.46 3.14

表7 不同酸濃度下濾液成分對(duì)比（g/L）

從實(shí)驗(yàn)后的鉛陽(yáng)極泥成分可知，加入硅氟酸后鉛陽(yáng)極泥含鉛較未加酸時(shí)降到更低的水平，這說(shuō)明加入硅氟酸有利于鉛陽(yáng)極泥中的鉛進(jìn)入到溶液中，這是因?yàn)殂U陽(yáng)極泥中鉛與硅氟酸發(fā)生了如下化學(xué)反應(yīng)：Pb2++H2SiF6=PbSiF6+H2+。

從濾液成分來(lái)看，雖然加入硅氟酸后將鉛陽(yáng)極泥中的鉛更多的浸出到溶液中，但是與此同時(shí)鉛陽(yáng)極泥中的銻也被大量浸出到溶液中，由于濾液是要返回到電解槽電解，銻含量過(guò)高將會(huì)增加電解液的雜質(zhì)含量，導(dǎo)致析出鉛片銻含量升高，影響鉛錠質(zhì)量。因此，認(rèn)為在進(jìn)行兌水時(shí)不能加入硅氟酸。

實(shí)際生產(chǎn)中，采用二次洗水兌鉛陽(yáng)極泥，洗水中本身就含有一定的硅氟酸，但是產(chǎn)出的鉛陽(yáng)極泥含鉛還是較高，通過(guò)對(duì)鉛陽(yáng)極泥洗水取樣分析發(fā)現(xiàn)，二次洗水中的鉛離子濃度達(dá)到277.45g/L，兌入的洗水中的本身鉛離子濃度太高導(dǎo)致鉛陽(yáng)極泥中的鉛進(jìn)入溶液困難，因此產(chǎn)出的鉛陽(yáng)極泥含鉛較高，故在實(shí)際生產(chǎn)中要定期兌入生產(chǎn)水以降低溶液本身鉛離子濃度，從而降低鉛陽(yáng)極泥含鉛。

3 生產(chǎn)試驗(yàn)

通過(guò)前面的實(shí)驗(yàn)，得出了在1#攪拌桶操作的最佳工藝參數(shù)為液固比4～5:1，加熱溫度40℃，攪拌時(shí)間不少于45分鐘，并且要定期分析二次洗水成分，補(bǔ)充新的生產(chǎn)水進(jìn)行攪拌。

根據(jù)上述控制條件，在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行了為期一個(gè)星期的試驗(yàn)，每次兌入一半新生產(chǎn)水和一半二次洗水進(jìn)行攪拌控制，產(chǎn)出的鉛陽(yáng)極泥成分如表8所示。從表8可知，生產(chǎn)試驗(yàn)效果顯著，可以推廣。

表8 生產(chǎn)試驗(yàn)成品鉛陽(yáng)極泥成分（w/%）

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)得出，在1#攪拌桶控制鉛陽(yáng)極泥含鉛的最佳操作參數(shù)為加熱溫度40℃，液固比4～5:1，攪拌時(shí)間不少于45分鐘，并且要定期取樣分析二次洗水成分，定期補(bǔ)入新的生產(chǎn)水稀釋溶液中的鉛離子濃度，可以將鉛陽(yáng)極泥鉛離子濃度穩(wěn)定控制控制在14%以下。