本發(fā)明涉及一種電解液,尤其涉及一種用于鉛電解的電解液及其溶鉛補(bǔ)鉛的方法。
背景技術(shù):
鉛電解行業(yè)的技術(shù)人員知道:
1、新建鉛電解企業(yè)或鉛電解企業(yè)新增電解液體積,需要使用氟硅酸溶液新配制具有一定pb2+濃度的電解液,以滿足開槽或增槽電解液使用要求。
2、高雜鉛陽極板電解過程中,由于陽極板含鉛主品位低,陽極主品位鉛多在90%以下,而砷、銻、鉍等雜質(zhì)元素過高,電解陽極泥產(chǎn)量很大,且質(zhì)地堅硬。隨著電解的進(jìn)行,陽極泥層逐漸變厚且致密,pb2+擴(kuò)散難度增大,使得陽極電流效率低于陰極電流效率,導(dǎo)致電解液中的pb2+隨著電解的進(jìn)行,pb2+濃度不斷貧化,貧化率可達(dá)3%以上。
3、在高電流密度下,陽極主品位鉛低于98%進(jìn)行鉛電解時,由于電流密度高、陽極主品位低,使得陽極電流效率低于陰極電流效率,導(dǎo)致電解液中的pb2+濃度隨著電解的進(jìn)行不斷貧化。
上述(1)、(2)和(3)情況,需要通過外界向電解液中補(bǔ)入pb2+,保證電解液中pb2+濃度達(dá)到目標(biāo)pb2+濃度要求,使pb2+濃度處于控制范圍內(nèi),是保證陰極鉛質(zhì)量的重要措施之一。
目前,鉛電解電解液補(bǔ)鉛的方法有黃丹補(bǔ)鉛和電解液中添加氧化劑方式補(bǔ)鉛。
一、采用黃丹補(bǔ)鉛時,黃丹主要成分為pbo,pbo能與氟硅酸發(fā)生反應(yīng),生成pbsif6,其化學(xué)方程式為:pbo+h2sif6=pbsif6+h2o。采用此方法補(bǔ)充電解液pb2+,補(bǔ)鉛速度快,但黃丹制取工藝復(fù)雜,制取工藝如圖1所示:
采用黃丹補(bǔ)鉛工藝,存在以下五大缺陷:
1、制取黃丹需要很大的固定資產(chǎn)投資,運(yùn)行成本高,導(dǎo)致電解液補(bǔ)鉛成本高。
2、制取黃丹在高溫下進(jìn)行,鉛和氧化鉛易揮發(fā),制取過程中存在環(huán)境污染嚴(yán)重問題。
3、黃丹屬于危廢物料,買賣手續(xù)辦理繁瑣。
4、黃丹屬于危廢物料,需要采用具有危廢運(yùn)輸資質(zhì)的車輛運(yùn)輸,運(yùn)輸成本高且運(yùn)輸存在困難;
5、自身冶煉廠不能生產(chǎn)黃丹,不能實現(xiàn)自給自足,給補(bǔ)鉛帶來不便。
cn101906643a公開了一種高鉛鉍銀合金電解法脫鉛工藝。先在陽極鍋內(nèi)對高鉛鉍銀合金進(jìn)行預(yù)處理,然后將熔液狀的高鉛鉍銀合金泵入陽極鑄模中鑄成陽極板,經(jīng)過配制電解液和陽極板、陰極片在電解槽中的電解工序之后,則可以得到高品位的析出鉛和易于處理的鉛陽極泥。在這篇文獻(xiàn)中公開了補(bǔ)充硅氟酸與黃丹的過程和條件,然而采用硅氟酸與黃丹來進(jìn)行對電解液進(jìn)行補(bǔ)鉛,存在如上分析的不足。
cn103374728a公開了利用工業(yè)廢液生產(chǎn)鉛電解液的方法,涉及化工技術(shù)領(lǐng)域。操作步驟:(一)以工業(yè)生產(chǎn)高鈣肥、磷肥和無水氫氟酸等產(chǎn)生的廢液為原料;(二)廢液原料進(jìn)廠后首先化驗各種成分含量,并根據(jù)原料中氫氟酸和硅氟酸含量加水進(jìn)行稀釋;(三)根據(jù)原料中氫氟酸含量加入硅石粉,同時以50-100轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌約24小時;(四)根據(jù)原料中硫、磷等有害元素含量加入黃丹粉并進(jìn)行攪拌約48小時,除去硫酸根和磷酸根;(五)如果溶液中還有未反應(yīng)完全的氫氟酸、硫酸根和磷酸根等,則根據(jù)含量加入適量生石灰和草木灰進(jìn)行中和以徹底去除,最后制成合格的鉛電解液母液。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)鉛電解液存在生產(chǎn)成本高,能源消耗高,不利于環(huán)境保護(hù)等問題。這種利用工業(yè)廢液生產(chǎn)鉛電解液的方法用于制作鉛電解液母液,未涉及電解過程中的溶鉛和補(bǔ)鉛,并且采用黃丹粉來制作鉛電解液,存在如上分析的不足。
二、采用電解液中添加氧化劑方式補(bǔ)鉛,則存在氧化劑與陽極泥中砷、銻和鉍等雜質(zhì)反應(yīng),導(dǎo)致電解液中砷、銻和鉍等雜質(zhì)離子濃度升高,將影響陰極鉛質(zhì)量。
另外,cn102031383a公開了一種鉛銀渣濕法處理工藝,主要步驟包括:將鉛銀渣破碎、球磨后用稀鹽酸浸出,浸出液加氫氧化鈉水解沉淀為氯氧鉍,氯氧鉍返鉍冶煉系統(tǒng),水解廢液經(jīng)處理后返回利用;浸出渣用碳酸鈉轉(zhuǎn)型,轉(zhuǎn)型后母液返回利用,轉(zhuǎn)型渣用硅氟酸溶解,過濾后的渣即為富集了銀的富銀渣,返銀冶煉系統(tǒng),所得的硅氟酸鉛溶液返鉛電解配液。本發(fā)明流程簡單、無環(huán)境污染;將鉛銀渣中的鉛制成硅氟酸鉛作電解液用,減少了鉛電解系統(tǒng)中黃丹的投入量;用硅氟酸溶解鉛后可以直接得到含銀達(dá)60%以上的富銀渣,銀直收率高;整個系統(tǒng)溶液循環(huán)利用,綜合回收程度高;處理時間短,綜合成本低。這種方法能夠?qū)U銀渣中的鉛制成硅氟酸鉛作電解液用,減少了鉛電解系統(tǒng)中黃丹的投入量,但是生產(chǎn)硅氟酸鉛只是這種鉛銀渣濕法處理工藝的其中一種附加產(chǎn)品,因而需要在特定的條件下(具有鉛銀渣的情況下)使用這種方法,并且工藝也較為復(fù)雜。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的鉛電解的電解液補(bǔ)鉛的方法存在的技術(shù)缺陷,提供一種用于鉛電解的電解液的溶鉛補(bǔ)鉛方法,工藝簡單、環(huán)保安全,且補(bǔ)鉛效果顯著,不會產(chǎn)生多余雜質(zhì)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于鉛電解的電解液的溶鉛補(bǔ)鉛方法所得到的用于鉛電解的電解液。
本發(fā)明提供了一種用于鉛電解的電解液的溶鉛補(bǔ)鉛方法,所述方法包括下述步驟:溶鉛步驟:在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中加入氧化劑,同時發(fā)射超聲波,使金屬鉛發(fā)生溶解,鉛以pb2+的形式進(jìn)入氟硅酸溶液;補(bǔ)鉛步驟:再將含pb2+氟硅酸溶液補(bǔ)入電解液中,使電解液中pb2+濃度達(dá)到目標(biāo)pb2+濃度的要求。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種用于鉛電解的電解液,在所述電解液中采用如上任意一項所述的方法進(jìn)行溶鉛補(bǔ)鉛,使得電解液中的鉛離子的濃度達(dá)到目標(biāo)鉛離子濃度以上。
采用本發(fā)明提供的用于鉛電解的電解液的溶鉛補(bǔ)鉛方法,與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):首先、本發(fā)明在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中加入氧化劑(氧氣、雙氧水、空氣等),使金屬鉛發(fā)生溶解,屬于濕法冶金,對環(huán)境友好;并且在濕法條件下溶解金屬鉛,投資、運(yùn)行成本低,能夠降低電解液溶鉛補(bǔ)鉛成本;其次、本發(fā)明沒有將氧化劑直接加入用于鉛電解的電解液,而是先將氧化劑用于氧化裝有金屬鉛的氟硅酸溶液,得到含pb2+氟硅酸溶液再補(bǔ)入電解液中,因而對最終的產(chǎn)品質(zhì)量無副作用;再次、利用超聲波的強(qiáng)化作用,與氧化劑產(chǎn)生協(xié)同作用,對金屬鉛發(fā)生溶解得到pb2+的反應(yīng)過程進(jìn)行了強(qiáng)化,提高了反應(yīng)效率,并且金屬鉛形成的pb2+離子的效率更高,經(jīng)檢測,相較于單純加入氧化劑,含pb2+氟硅酸溶液中pb2+離子的濃度更高。另外、在企業(yè)自身廠房內(nèi)就能對金屬鉛進(jìn)行溶解,使得電解液溶鉛補(bǔ)鉛的生產(chǎn)工藝簡單、組織靈活;并且這種對電解液進(jìn)行溶鉛補(bǔ)鉛的方法和所采用的原料的成本低,原料的來源廣泛且可靠,能夠降低溶鉛補(bǔ)鉛成本;總之,本發(fā)明的溶鉛補(bǔ)鉛方法的應(yīng)用范圍廣且溶鉛補(bǔ)鉛效果顯著、成本低且綠色環(huán)保、無毒副作用,具有廣泛的商業(yè)價值和推廣價值。
附圖說明
圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)中的相關(guān)制取工藝的示意圖。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明,應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道,在以下三種情況下需要通過外界向電解液中補(bǔ)入pb2+,保證電解液中pb2+濃度達(dá)到目標(biāo)pb2+濃度要求,使pb2+濃度處于控制范圍內(nèi):
一、新建鉛電解企業(yè)或鉛電解企業(yè)新增電解液體積,需要使用氟硅酸溶液新配制具有一定pb2+濃度的電解液,以滿足開槽或增槽電解液使用要求。
二、高雜鉛陽極板電解過程中,由于陽極板含鉛主品位低,陽極主品位鉛多在90%以下,而砷、銻、鉍等雜質(zhì)元素過高,電解陽極泥產(chǎn)量很大,且質(zhì)地堅硬。隨著電解的進(jìn)行,陽極泥層逐漸變厚且致密,pb2+擴(kuò)散難度增大,使得陽極電流效率低于陰極電流效率,導(dǎo)致電解液中的pb2+隨著電解的進(jìn)行,pb2+濃度不斷貧化,貧化率可達(dá)3%以上。
三、在高電流密度下,陽極主品位鉛低于98%進(jìn)行鉛電解時,由于電流密度高、陽極主品位低,使得陽極電流效率低于陰極電流效率,導(dǎo)致電解液中的pb2+濃度隨著電解的進(jìn)行不斷貧化。
在上述過程中,需要檢測用于鉛電解的電解液中的鉛離子的含量,當(dāng)鉛離子的濃度低于工藝要求的鉛離子濃度時,則需要對電解液進(jìn)行補(bǔ)鉛;本發(fā)明的目的就在于提供一種用于鉛電解的電解液的溶鉛補(bǔ)鉛方法,這種溶鉛補(bǔ)鉛方法的工藝簡單、環(huán)保安全,且補(bǔ)鉛效果顯著,不存在多余雜質(zhì)。
本發(fā)明的用于鉛電解的電解液的溶鉛補(bǔ)鉛的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:
步驟1:溶鉛步驟:在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中加入氧化劑(氧氣、雙氧水、空氣等),同時發(fā)射超聲波,使金屬鉛發(fā)生溶解,鉛以鉛離子(pb2+)的形式進(jìn)入氟硅酸溶液;
在本步驟中,所述氟硅酸溶液可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的各種氟硅酸溶液,在優(yōu)選的情況下,采用氟硅酸原酸、含氟硅酸電解液、氟硅酸水溶液、含鉛含氟硅酸水溶液中的一種或幾種。
在本步驟中,所述金屬鉛可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的各種金屬鉛,為了使金屬鉛的成本更低、循環(huán)利用率更高,在優(yōu)選的情況下,采用鉛冶煉過程中的鉛廢料、電解純鉛、鉛的二次資源中的一種或幾種。
在本步驟中,所述氧化劑可以采用能夠?qū)⒔饘巽U氧化為鉛離子(pb2+)的各種氧化劑,值得一提的是,鉛電解體系不希望出現(xiàn)的金屬雜質(zhì),常規(guī)的固體氧化劑如高錳酸鉀等會金屬雜質(zhì),因而不建議采用,優(yōu)選采用不含金屬離子的氣態(tài)或液態(tài)氧化劑。在更優(yōu)選的情況下,所述氧化劑選自氧氣、雙氧水、空氣中的一種或幾種,采用這些氧化劑氧化金屬鉛后,生成h2o,保證所得到的含pb2+氟硅酸溶液的純度高、雜質(zhì)少。
在本步驟中,在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中加入氧化劑的過程,具體為在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中鼓入氣體氧化劑,優(yōu)選采用氧氣或空氣;或加入雙氧水;其中,采用氧氣、空氣作為氧化劑,氧氣、空氣(含氧氣量)的加入量與金屬鉛的摩爾比為0.5~5:1,更優(yōu)選地,氧氣、空氣(含氧氣量)的加入量與金屬鉛的摩爾比為1~2:1;若采用雙氧水作為氧化劑,則雙氧水中h2o2的加入量與金屬鉛的摩爾比為1~2:1。采用優(yōu)選的氧化劑及其在優(yōu)選范圍內(nèi)的含量,能夠使得氧化鉛的溶解效果更佳,使得金屬鉛溶解后能夠以pb2+的形式進(jìn)入氟硅酸溶液。然后,金屬鉛發(fā)生溶解,鉛以pb2+的形式進(jìn)入氟硅酸溶液。
在本步驟中,在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中加入氧化劑,同時發(fā)射超聲波,相較于單純加入氧化劑,通過氧化劑和超聲波的協(xié)同作用能夠強(qiáng)化金屬鉛發(fā)生溶解的效率,使得金屬鉛生成鉛離子pb2+的效率更高,反應(yīng)速度更快。從原理上來說,超聲強(qiáng)化多相反應(yīng)首先在于其機(jī)械作用。超聲波在液體中傳播時產(chǎn)生變化的壓力以強(qiáng)烈攪動溶液,從而顯著降低外擴(kuò)散阻力;并且在不均質(zhì)處(固相質(zhì)點(diǎn)表面),液體將斷裂而出現(xiàn)空穴或氣泡。因為外壓與聲壓在同一方向上作用,微氣泡將被壓縮至幾千大氣壓,隨后急速膨脹而產(chǎn)生巨大的沖擊波。后者不僅引發(fā)強(qiáng)烈渦流流動而消除擴(kuò)散阻力,還對固相質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生破壞作用,即除去其表面膜、增大表面層的微孔隙度和粉碎程度,而大大降低內(nèi)擴(kuò)散阻力。強(qiáng)大的沖擊波也會破壞改變表面層晶體結(jié)構(gòu),生成和積累結(jié)構(gòu)缺陷,從而提高反應(yīng)平衡常數(shù)和降低反應(yīng)活化能。此外,在超聲波場中的空穴內(nèi)也會發(fā)生水介質(zhì)的聲解作用,因而會影響某些氧化-還原反應(yīng)。總之,超聲對外擴(kuò)散、內(nèi)擴(kuò)散控制的濕法冶金多相反應(yīng)有巨大的強(qiáng)化作用;對處于動力學(xué)區(qū)的多相反應(yīng)也有一定的促進(jìn)效果,從而能夠促進(jìn)金屬鉛被氧化溶解,生成pb2+,并以pb2+的形式進(jìn)入氟硅酸溶液。在本發(fā)明中,發(fā)射超聲波可以采用市面上購買的超聲波發(fā)生器,在本發(fā)明中,控制超聲波的頻率在20khz~105khz之間,超聲波的施加時間在30min~3h之間??刂瞥暡ǖ念l率和施加時間在范圍內(nèi),能夠保持金屬鉛生成鉛離子pb2+反應(yīng)的進(jìn)行速度和效率。
步驟2:補(bǔ)鉛步驟:再將含pb2+氟硅酸溶液補(bǔ)入電解液中,使電解液中pb2+濃度達(dá)到目標(biāo)pb2+濃度要求,從而保證開槽工作、增槽工作、高雜鉛陽極板電解和高電流密度鉛電解的順利進(jìn)行。
在本步驟中,由于鉛電解為常溫電解,一般電解液體系溫度控制在20~35℃之間進(jìn)行,因而將含pb2+氟硅酸溶液補(bǔ)入電解液,注意補(bǔ)入時的溶液溫度控制為常溫,常溫也叫一般溫度或者室溫,一般定義為25℃;在本發(fā)明中,常溫的溫度范圍允許在10~35℃之間,優(yōu)選為20~35℃之間。使電解液中pb2+濃度達(dá)到目標(biāo)pb2+濃度要求,保證開槽工作、增槽工作、高雜鉛陽極板電解和高電流密度鉛電解的順利進(jìn)行。
對新建鉛電解企業(yè)首次配制電解液或是鉛電解企業(yè)新增電解液體積,需要新配制目標(biāo)pb2+濃度的電解液;采用本發(fā)明的方法,將含pb2+氟硅酸溶液補(bǔ)入電解液中,達(dá)到配制目標(biāo)pb2+濃度的電解液的目的。采用這種溶鉛補(bǔ)鉛方法取代傳統(tǒng)的采用黃丹配制電解液方式,工藝簡單、環(huán)保安全,且補(bǔ)鉛效果顯著,具有很好的經(jīng)濟(jì)價值。
在本發(fā)明的方法中,需要根據(jù)實施前(補(bǔ)鉛前)的鉛電解液中pb2+濃度、電解過程貧化率、目標(biāo)電解液的pb2+濃度、電解液體積等因素,確定高鉛氟硅酸溶液的加入量,再確定需要溶解金屬鉛的量,以保證電解液中pb2+濃度和電解液總體積保持平衡。采用本發(fā)明的溶鉛補(bǔ)鉛方法取代傳統(tǒng)的采用黃丹補(bǔ)充電解液中pb2+的方法,具有工藝簡單、操作方便、效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。
綜上所述,采用本發(fā)明的技術(shù)方案,與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):首先、本發(fā)明在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中加入氧化劑(氧氣、雙氧水、空氣等),使金屬鉛發(fā)生溶解,屬于濕法冶金,對環(huán)境友好;并且在濕法條件下溶解金屬鉛,投資、運(yùn)行成本低,能夠降低電解液溶鉛補(bǔ)鉛成本;其次、本發(fā)明沒有將氧化劑直接加入用于鉛電解的電解液,而是先將氧化劑用于氧化裝有金屬鉛的氟硅酸溶液,得到含pb2+氟硅酸溶液再補(bǔ)入電解液中,因而對最終的產(chǎn)品質(zhì)量無副作用;另外、在企業(yè)自身廠房內(nèi)就能對金屬鉛進(jìn)行溶解,使得電解液溶鉛補(bǔ)鉛的生產(chǎn)工藝簡單、組織靈活;并且這種對電解液進(jìn)行溶鉛補(bǔ)鉛的方法和所采用的原料的成本低,原料的來源廣泛且可靠,能夠降低溶鉛補(bǔ)鉛成本;總之,本發(fā)明的應(yīng)用范圍廣且溶鉛補(bǔ)鉛效果顯著、成本低且綠色環(huán)保、無毒副作用,因而具有廣泛的商業(yè)價值和推廣價值。
以下將通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
實施例1:
實施例1用于說明新建鉛電解企業(yè)使用含pb2+的氟硅酸溶液新配制具有一定pb2+濃度的電解液,以滿足開槽的要求,具體實施過程為:
某新建鉛冶煉廠,電解首次開槽,需要新配置電解液體積1000m3,電解液成分為h2sif688g/l、pb2+90g/l、總氟硅酸150g/l;
在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中加入氧化劑,使金屬鉛發(fā)生溶解,鉛以pb2+的形式進(jìn)入氟硅酸溶液;其中,
氟硅酸溶液成分為氟硅酸550g/l,則配制電解液需要氟硅酸體積為273m3(1000m3中總氟硅酸150g/l,則此溶液中氟硅酸量為150t,氟硅酸原酸中氟硅酸含量為550g/l,則需要氟硅酸體積為150t/0.55=272.7≈273m3)。
電解液中pb2+濃度為90g/l,電解液體積1000m3需要金屬鉛90t,則氧化劑溶解金屬鉛重量為90t。若采用空氣或氧氣作為氧化劑,氧氣或空氣中含氧量與金屬鉛的摩爾比為0.5~5:1,因而需要加入空氣或氧氣中含o2量為6.95t~34.75t;若采用雙氧水為氧化劑,雙氧水中h2o2的加入量與金屬鉛的摩爾比為1~2:1,則雙氧水中含h2o2加入量為0.16t~0.32t。
實施過程中同時對反應(yīng)容器內(nèi)(反應(yīng)容器內(nèi)裝有金屬鉛的氟硅酸溶液)發(fā)射超聲波,超聲波的頻率控制在20khz~105khz之間,超聲波的施加時間控制在30min~3h之間。
實施例2:
實施例2用于說明高雜鉛陽極板電解過程中,電解液中的pb2+隨著電解的進(jìn)行,pb2+濃度不斷貧化,因而需要對電解液進(jìn)行溶鉛補(bǔ)鉛,具體實施過程為:
某鉛冶煉廠,高雜鉛陽極板電解產(chǎn)出電鉛3000t/a(噸/年),電解過程中,電解液鉛貧化率為3%,氟硅酸消耗為20kg/t-電鉛;
在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中加入氧化劑,使金屬鉛發(fā)生溶解,鉛以pb2+的形式進(jìn)入氟硅酸溶液,再將含pb2+氟硅酸溶液補(bǔ)入電解液中,使電解液中pb2+濃度達(dá)到目標(biāo)pb2+濃度的要求;其中,
氟硅酸溶液成分為氟硅酸550g/l、密度1.41kg/l,則消耗氟硅酸重量和體積分別為60t/a(噸/年)和42.55m3/a(立方米/年);(3000t/a電鉛產(chǎn)量,氟硅酸消耗20kg/t-電鉛,則消耗氟硅酸重量為3000*0.02=60t/a;體積=60/1.41=42.55m3/a)。
電解液需要金屬鉛90t,則氧化劑溶解金屬鉛重量為90t/a(噸/年)。若采用空氣或氧氣作為氧化劑,氧氣或空氣中含氧量與金屬鉛的摩爾比為0.5~5:1,需要加入空氣或氧氣中含o2量為6.95t~34.75t;若采用雙氧水為氧化劑,雙氧水中h2o2的加入量與金屬鉛的摩爾比為1~2:1,則雙氧水中含h2o2加入量為0.16t~0.32t。
實施過程中同時對反應(yīng)容器內(nèi)(反應(yīng)容器內(nèi)裝有金屬鉛的氟硅酸溶液)發(fā)射超聲波,超聲波的頻率控制在20khz~105khz之間,超聲波的施加時間控制在30min~3h之間。
實施例3:
實施例3用于說明鉛電解企業(yè)新增電解液體積使用含pb2+的氟硅酸溶液新配制具有一定pb2+濃度的電解液,以滿足增槽的要求,具體實施過程為:
某鉛冶煉廠,電解系統(tǒng)需要增加電解槽數(shù),需要新配置電解液體積500m3,電解液成分為h2sif688g/l、pb2+90g/l、總氟硅酸150g/l;
在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中加入氧化劑,使金屬鉛發(fā)生溶解,鉛以pb2+的形式進(jìn)入氟硅酸溶液;其中,
氟硅酸溶液成分為氟硅酸550g/l,則配制電解液需要氟硅酸體積為136m3;
電解液中pb2+濃度為90g/l,電解液體積500m3需要金屬鉛45t,則氧化劑溶解金屬鉛重量為45t。若采用空氣或氧氣作為氧化劑,氧氣或空氣中含氧量與金屬鉛的摩爾比為0.5~5:1,因而需要加入空氣或氧氣中含o2量為3.48t~17.38t;若采用雙氧水為氧化劑,雙氧水中h2o2的加入量與金屬鉛的摩爾比為1~2:1,則雙氧水中含h2o2加入量為0.08t~0.16t。
實施過程中同時對反應(yīng)容器內(nèi)(反應(yīng)容器內(nèi)裝有金屬鉛的氟硅酸溶液)發(fā)射超聲波,超聲波的頻率控制在20khz~105khz之間,超聲波的施加時間控制在30min~3h之間。
上述實施例1~3的實施效果評價:
本發(fā)明的實施例1~3在裝有金屬鉛的氟硅酸溶液中加入氧化劑(氧氣、雙氧水、空氣等),使金屬鉛發(fā)生溶解,從而補(bǔ)充鉛離子,實施效果有:
一、本發(fā)明屬于濕法冶金,對環(huán)境友好;并且在濕法條件下溶解金屬鉛,投資省、運(yùn)行成本低,降低電解液溶鉛補(bǔ)鉛成本;
二、在企業(yè)自身廠房內(nèi)就能對金屬鉛進(jìn)行溶解,使得電解液溶鉛補(bǔ)鉛的生產(chǎn)工藝簡單、組織靈活;并且這種對電解液進(jìn)行溶鉛補(bǔ)鉛的方法和所采用的原料的成本低,原料的來源廣泛且可靠,能夠降低溶鉛補(bǔ)鉛成本;
三、不將氧化劑直接加入用于鉛電解的電解液,而是先將氧化劑用于氧化裝有金屬鉛的氟硅酸溶液,得到含pb2+氟硅酸溶液再補(bǔ)入電解液中,因而對產(chǎn)品質(zhì)量無副作用,產(chǎn)出產(chǎn)品可達(dá)到gb/t469-2013《鉛錠》標(biāo)準(zhǔn)中牌號為99.994%鉛錠的品質(zhì)要求;溶鉛補(bǔ)鉛效果顯著,具有較高的實用價值。
四、利用超聲波的強(qiáng)化作用,與氧化劑產(chǎn)生協(xié)同作用,對金屬鉛發(fā)生溶解得到pb2+的反應(yīng)過程進(jìn)行了強(qiáng)化,提高了反應(yīng)效率,并且金屬鉛形成的pb2+離子的效率更高,經(jīng)檢測,相較于單純加入氧化劑,含pb2+氟硅酸溶液中pb2+離子的濃度更高。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。