一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金領(lǐng)域，具體的涉及一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硫酸鉛PbSO4渣用氫氧化鈉NaOH浸出后得到鉛酸鈉Na種02和硫酸鈉Na 2S04，在電解析出金屬鉛后氫氧化鈉NaOH得到再生，但相當(dāng)部分鈉離子Na+以硫酸鈉Na 2S04形式被占用，不能轉(zhuǎn)化為氫氧化鈉NaOH。在電解液循環(huán)過(guò)程中，硫酸鈉Na2SO4不斷富集，一方面造成硫酸鉛PbSO4的浸出率下降，另方面產(chǎn)生大量硫酸鈉Na 2S04結(jié)晶，阻塞管道，使生產(chǎn)不能順利進(jìn)行。為了使硫酸根離子S042_開(kāi)路，曾采用了部分電解廢液開(kāi)路，補(bǔ)加氫氧化鈉NaOH溶液進(jìn)行生產(chǎn)，雖然可以緩解硫酸根離子S042_的危害，但造成了部分堿的損失。曾經(jīng)采用氫氧化鈣Ca (OH) 2處理電解液，使硫酸根離子SO 42_生成硫酸鈣CaSO 4，但效果很差，不能脫除強(qiáng)堿溶液中硫酸根離子S042—。CaCl2溶解度很大，可以從堿性鉛電解廢液中脫除硫酸根離子S042_生成硫酸鈣CaSO^ NaCl，但氯離子Cl _將與溶液中的鉛生成氯化鉛PbCl 2沉淀。因而采用CaClJA除硫酸根離子SO 42-有NaCl產(chǎn)生，不會(huì)再生氫氧化鈉NaOH，還造成鉛以PbCl 2沉淀?yè)p失。采用了鋇鹽法脫除硫酸根離子S042_，可使用氯化鋇BaCl2、硝酸鋇Ba (NO3)2,但也存在使用CaCl2的缺點(diǎn)，不會(huì)再生氫氧化鈉NaOH。也有人采用了先對(duì)硫酸鉛PbSO 4渣進(jìn)行碳酸鉛PbCO3轉(zhuǎn)化后再堿浸電解，再用氧化鈣CaO或氫氧化鈣Ca(OH) 2再生氫氧化鈉NaOH。該技術(shù)雖然可以減少硫酸根離子SO/—的危害，但要產(chǎn)出硫酸鈉Na 2S04溶液和碳酸鈣CaCO 3渣，造成環(huán)保處理費(fèi)用增加，而且轉(zhuǎn)化再生氫氧化鈉NaOH效果也不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，該方法利用硫酸鋇BaSO4溶解度很小(溶度積常數(shù)Ksp為1.1 X 10 _1CI)的特點(diǎn)，用氫氧化鋇Ba (OH) 2或氧化鋇BaO脫除鉛電解液中的硫酸根離子S042_同時(shí)再生氫氧化鈉NaOH，可使堿浸硫酸鉛PbSO4渣電解金屬鉛生產(chǎn)流程無(wú)限循環(huán)，不降低鉛的堿浸率，不產(chǎn)生Na 2S04結(jié)晶阻塞。
[0004]本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，包括以下步驟:
(I)用氫氧化鋇Ba (OH) 2或氧化鋇BaO從堿性鉛電解廢液中脫除硫酸根SO廣，不僅再生了氫氧化鈉NaOH，同時(shí)可得到硫酸鋇8&504而鉛電解廢液中的鉛不損失在硫酸鋇BaSO 4沉淀中；
(2 )所述氫氧化鋇Ba (OH) 2或氧化鋇BaO的用量按Ba (OH) 2/S042_=l?1.1或按Ba (OH) JPb=0.5?I加入，操作溫度80?90°C,時(shí)間3?4小時(shí);
(3)所產(chǎn)生的白色沉淀用清水按液固比=2?5，加溫40?60°C，洗滌2?3次，所得白色固體物經(jīng)烘干后為無(wú)定型硫酸鋇BaSO4，其中，含Pb < 0.5%，含Zn < 0.1%，含Ge < 0.02%，含 S12< 0.5%，含 CaO ( 0.1% ； (4)脫除了 S042_的鉛電解廢液返回浸出硫酸鉛PbSO4，可保證鉛的浸出率不變，電解鉛的生產(chǎn)順利進(jìn)行。
[0005]上述的一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，其中:所用氫氧化鋇Ba(OH)2是含結(jié)晶水I?8的工業(yè)品，氧化鋇BaO為98%以上的工業(yè)品。
[0006]上述的一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，其中:硫酸鋇BaSCV冼滌水配堿后返回浸出。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有以下特征:
1、利用硫酸鋇BaSO4溶解度很小(溶度積常數(shù)Ksp為1.1 X 10 _1CI)的特點(diǎn)，用氫氧化鋇Ba (OH) 2或氧化鋇BaO脫除堿浸電解液中的硫酸根SO 42_同時(shí)再生NaOH，可使堿浸Pbso 4澄電解金屬鉛生產(chǎn)流程無(wú)限循環(huán)，不降低鉛的堿浸率，不產(chǎn)生Na2SO4結(jié)晶阻塞。
[0008]2、采用氫氧化鋇Ba (OH) 2或氧化鋇BaO脫除堿浸電解液中的硫酸根S0 42_，不帶入其他雜質(zhì)元素，不影響堿浸液的凈化深度，也不造成鉛的損失。而所得BaSO4沉淀品質(zhì)高，其中含Pb、Zn、Si02、Fe、Ge、CaO都< 1%，完全可作BaSOjt工產(chǎn)品出售。
[0009]3、采用氫氧化鋇Ba(OH)2或氧化鋇BaO脫除堿浸電解液中的硫酸根SO 42_，再生NaOH，產(chǎn)出高品質(zhì)的BaSO4，不產(chǎn)生廢氣、廢水、廢渣。綜合利用好，環(huán)境污染小，可實(shí)現(xiàn)廢氣、廢水、廢渣零排放。
[0010]4、采用氫氧化鋇Ba (OH) 2或氧化鋇BaO脫除堿浸電解液中的硫酸根SO 42_而得到高品質(zhì)的BaSOJt工產(chǎn)品，大大降低了“堿浸硫酸鉛PbSO 4渣生產(chǎn)金屬鉛”工藝的生產(chǎn)成本，使該工藝具有工業(yè)生產(chǎn)推廣價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法【具體實(shí)施方式】、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0012]一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，包括以下步驟:
(I)用氫氧化鋇Ba (OH) 2或氧化鋇BaO從堿性鉛電解廢液中脫除硫酸根SO廣，不僅再生了氫氧化鈉NaOH，同時(shí)可得到硫酸鋇8&504而鉛電解廢液中的鉛不損失在硫酸鋇BaSO 4沉淀中；
(2 )所述氫氧化鋇Ba (OH) 2或氧化鋇BaO的用量按Ba (OH) 2/S042_=l?1.1或按Ba (OH) JPb=0.5?I加入，操作溫度80?90°C,時(shí)間3?4小時(shí);
(3)所產(chǎn)生的白色沉淀用清水按液固比=2?5，加溫40?60°C，洗滌2?3次，所得白色固體物經(jīng)烘干后為無(wú)定型硫酸鋇BaSO4，其中，含Pb < 0.5%，含Zn < 0.1%，含Ge < 0.02%，含 S12< 0.5%，含 CaO ( 0.1% ；
(4)脫除了S042_的鉛電解廢液返回浸出硫酸鉛PbSO4，可保證鉛的浸出率不變，電解鉛的生產(chǎn)順利進(jìn)行。
[0013]上述的一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，其中:所用氫氧化鋇Ba(OH)2是含結(jié)晶水I?8的工業(yè)品，氧化鋇BaO為98%以上的工業(yè)品。
[0014]上述的一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，其中:硫酸鋇BaSCV冼滌水配堿后返回浸出。
[0015]實(shí)施例1:
用氫氧化鋇Ba (OH) 2處理堿性電鉛廢液，按Ba (OH) 2/S042_=l?1.1，將Ba (OH) 2在80?90°C溶解或直接加入到電鉛廢液中，在80?90°C反應(yīng)3小時(shí)，過(guò)濾得BaSO4白色沉淀，測(cè)定NaOH由174.4g/l增加229.7g/l，再將處理后的電鉛廢液進(jìn)行硫酸鉛PbSO4渣浸出，鉛的浸出率87.9% (以浸出渣含Pb量計(jì)算)。
[0016]本實(shí)施例也可以用氧化鋇BaO，氧化鋇BaO溶于水成氫氧化鋇Ba(OH)2。
[0017]實(shí)施例2:
用實(shí)施例1之電鉛廢液按8&(0!1)2/3042_=0.8，在85°(:條件下加入8& (OH)2，反應(yīng)3小時(shí)，過(guò)濾得BaSO4S色沉淀，測(cè)定NaOH由197g/l增加233g/l，再進(jìn)行硫酸鉛PbSO 4渣浸出，鉛的浸出率81.2% (以浸出渣含Pb量計(jì)算)。
[0018]實(shí)施例3:
用實(shí)施例1之電鉛廢液按Ba (OH) 2/S042— =1，在90 °C時(shí)加入Ba (OH)2,反應(yīng)3小時(shí)，過(guò)濾得BaSO4白色沉淀，NaOH由219.3g/l增加249.2g/l，用此NaOH溶液浸出硫酸鉛PbSO 4渣，鉛的浸出率85.92% (渣計(jì))。
[0019]實(shí)施例4:
按實(shí)施例3條件進(jìn)行堿浸出硫酸鉛PbSO4渣，電解金屬鉛，電解廢液用Ba(OH) 2，脫除硫酸根SO/—后在進(jìn)行浸出，電解循環(huán)實(shí)驗(yàn)，共進(jìn)行8次循環(huán)，鉛的平均浸出率為84.95%，Ba(OH)2用量為 1.09t/tPb
，產(chǎn) BaS04750kg/tPb。BaSO4SjM S12為零，Cao 為 0.47%，Pb 為 0.24%，Zn 為 0.04%, Ge為0.02%，F(xiàn)e為零。8次循環(huán)均無(wú)Na2SO4結(jié)晶產(chǎn)生。
[0020]實(shí)施例5:
用NaOH浸出硫酸鉛PbSO4-，浸出液進(jìn)行電解金屬鉛，電解廢液未做任何處理，返回浸出循環(huán)實(shí)驗(yàn)，循環(huán)三次后浸出液、電解液及電解廢液都產(chǎn)生Na2SO4結(jié)晶。用廢液返回浸出，鉛的浸出率逐漸由85.6%降低到73.9%。隨著循環(huán)次數(shù)增加到6次，鉛的浸出率降到60.22%。更換部分電解廢液為新鮮的NaOH溶液浸出，鉛的浸出率上升到83.9%。說(shuō)明Na2SO4的富集不僅造成大量結(jié)晶，而且嚴(yán)重影響鉛的浸出率。
[0021]實(shí)施例6:
對(duì)實(shí)施例5的電解廢液加0&(0!02或CaO處理，按Ca (OH) 2/S042_ =1?1.5加入Ca (OH) 2在在80?90°C下進(jìn)行脫S042—，實(shí)驗(yàn)證明處理的電解廢液NaOH濃度基本不變，循環(huán)過(guò)程中仍有大量的Na2SO4結(jié)晶，這是因?yàn)镃aSO4的溶解度大于Ca (OH) 2，在電解廢液濃度條件，因而不能有效的生成CaSO4，而脫除S042_;后采用CaCl 2代替Ca(OH) 2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，雖然可生成CaSO4沉淀，但也生成了 PbCl2沉淀，而使電解廢液中的鉛含量由15.6g/l降到8.2g/l，造成Pb的損失。
[0022]實(shí)施例7:
采用Na2CO3,將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO 3后再進(jìn)行NaOH浸出，電解鉛循環(huán)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)三次循環(huán)，鉛的浸出率平均為77.35%，電解廢液用Ca(OH)2或CaO進(jìn)行苛化處理，NaOH再生效果不明顯，苛化處理由2.1小時(shí)增加到4.1小時(shí)，NaOH再生才3.3%，該工藝技術(shù)增加了一道Na2CO3轉(zhuǎn)化PbSO4S PbCO 3工序，產(chǎn)生了 Na 2S04，需要處理，同時(shí)在Ca (OH) 2苛化再生NaOH時(shí)也產(chǎn)生了 Ca2COjP Ca(OH) 2混合廢渣需要處理。
[0023]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，包括以下步驟: (I)用氫氧化鋇Ba (OH) 2或氧化鋇BaO從堿性鉛電解廢液中脫除硫酸根SO廣，不僅再生了氫氧化鈉NaOH，同時(shí)可得到硫酸鋇8&504而鉛電解廢液中的鉛不損失在硫酸鋇BaSO 4沉淀中； (2 )所述氫氧化鋇Ba (OH) 2或氧化鋇BaO的用量按Ba (OH) 2/S042_=l?1.1或按Ba (OH) JPb=0.5?I加入，操作溫度80?90°C,時(shí)間3?4小時(shí); (3)所產(chǎn)生的白色沉淀用清水按液固比=2?5，加溫40?60°C，洗滌2?3次，所得白色固體物經(jīng)烘干后為無(wú)定型硫酸鋇BaSO4，其中，含Pb < 0.5%，含Zn < 0.1%，含Ge < 0.02%，含 S12< 0.5%，含 CaO ( 0.1% ； (4)脫除了S042_的鉛電解廢液返回浸出硫酸鉛PbSO4，可保證鉛的浸出率不變，電解鉛的生產(chǎn)順利進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，其特征在于:所用氫氧化鋇Ba(OH)2是含結(jié)晶水I?8的工業(yè)品，氧化鋇BaO為98%以上的工業(yè)品。
3.如權(quán)利要求1所述的一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，其特征在于:硫酸鋇BaSCV冼滌水配堿后返回浸出。
【專利摘要】本發(fā)明一種從硫酸鉛堿性電解液中脫除硫酸根的方法，用氫氧化鋇Ba(OH)2或氧化鋇BaO從堿性鉛電解廢液中脫除硫酸根離子SO42-，不僅再生了氫氧化鈉NaOH，同時(shí)得到硫酸鋇BaSO4而鉛電解廢液中的鉛不損失在硫酸鋇BaSO4沉淀中；所述氫氧化鋇Ba(OH)2或氧化鋇BaO的用量按Ba(OH)2/SO42-=1～1.1或按Ba(OH)2/Pb=0.5～1加入，操作溫度80～900C,時(shí)間3～4小時(shí)；所產(chǎn)生的白色沉淀用清水按液固比=2-5，加溫40～600C，洗滌2～3次，所得白色固體物經(jīng)烘干后為無(wú)定型硫酸鋇BaSO4，脫除了SO42-的鉛電解廢液返回浸出硫酸鉛PbSO4。本發(fā)明采用氫氧化鋇Ba(OH)2或氧化鋇BaO從堿性鉛電解廢液中脫除硫酸根SO42-，可同時(shí)再生NaOH，并得到高品質(zhì)的硫酸鋇BaSO4產(chǎn)品。
【IPC分類】H01M10-12, C25B15-08, H01M10-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104532292
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410794742
【發(fā)明人】李世平, 鐘波, 張彬
【申請(qǐng)人】六盤(pán)水中聯(lián)工貿(mào)實(shí)業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月20日