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有色金属(冶炼部分)2010年2期
从氯化铅和氯化亚铁混合溶液中电解提取铅
李淑梅,丛自范,刘金堂
(沈阳有色金属研究院,沈阳110141)
摘要:采用隔膜袋电解法从氯化铅和氯化亚铁的混合溶液中电解提取铅。通过维持隔膜袋里混合溶液
小的静压头,避免含有三价铁离子的阳极液扩散进入阴极室。试验结果表明,在电流密度500A/m2、阴
极液中Pb2+质量浓度50g/L、电解温度90℃、电解时间1.5h的条件下,阴、阳极的电流效率分别达到
95%、80%。
关键词;隔膜袋电解;氯化铅;氯化亚铁;电流效率;槽电压
中图分类号:TF812文献标识码:A文章编号:1007-7545(2010)02-0021-03
Lead Electrowinning from Lead Chloride and
Ferrous Chloride Mixed Solution
, I Shu-mei, CONG Zi-fan, LIU Jin-tang
( Shenyang Research Institute of Nonferrous Metals, Shenyang 110141, China.
Abstract: Diaphragm-bag electrolysis were used to electrowin lead from a mixed solution of Pbcl? and
Fecl2. Diaphragm-bag cell is used to form separate anode and cathode compartments. Diffusion of anolyte
containing ferric ion into the cathode compartment is avoided by maintaining a small hydrostatic head of the
mixed solution in the diaphragm-bag. The results indicated that under the optimum process conditions
current density 500 A/m, Pb concentration in catholyte 50 g/L, bath temperature 90C, electrowinning
duration 1.5 h, current efficiency of cathode and anode can reach 95% and 85% respectively
Keywords: Diaphragm-bag electrolysis; Lead chloride; Ferrous chloride; Current efficient; Cell voltage
大量前期硫化铅精矿氯化湿法冶金研究集中于直接沉淀出铜、银、铋等有价金属门,并脱除其它杂
铅精矿的三氯化铁浸出工艺。被开发出来的硫化质,然后将氯化铅、氯化亚铁和氯化钠混合溶液送入
铅精矿湿法冶金工艺通常是先通过三氯化铁浸出将电解槽电解。阴极插入用帆布做成的隔膜袋内,形
硫化铅中的铅转变成固体氯化铅作为中间产品,然成阴极室,袋外为阳极室;将混合液加入到阴极室成
后从中间产品中提取和回收铅。许多研究工作均采为阴极液;当电解槽通过直流电时,阴极液中的铅阴
用电解工艺从氯化铅中提取金属铅2,主要有:(1)络离子在阴极上被还原成金属铅,同时阳极液中的
氯化铅熔盐电解;(2)无隔膜氯化铅水溶液电两价铁离子在阳极上被氧化成三价铁离子;利用隔
解;(3)使用阴离子膜的氯化铅水溶液电解。膜袋的渗透速度控制阴极液面高出阳极液液面20
然而,上述工艺都存在着各自的缺陷,难以在工业上mm~50mm,高出阳极液面的阴极液柱产生的静压
应用。
头能阻止含有三价铁离子的阳极液进入阴极室,进
针对前期研究结果存在的问题,我们开展了从而阻止三价铁离子在阴极上放电,提高铅在阴极析
氯化铅和氯化亚铁混合溶液中电解提取铅的试验研出的电流效率。
究。新工艺首先从硫化铅精矿的三氯化铁浸出液中
作者简介:李淑梅(1968-)、女,辽宁省绥中县人,工程师
22?
有色金属(冶炼部分)2010年2期
1试验部分
2试验结果与讨论
1.1浸出液和试剂
通过探索性试验,固定如下试验条件:电解液
试验所用的浸出液为硫化铅精矿三氯化铁浸出pH<2、同极距80mm。
液,即将硫化铅精矿按一定固液比与氯化钠、三氯化2.1?电流密度对铅电积过程的影响
铁置入浸出槽中,加入适量盐酸调整溶液的pH,在
电解新液中Pb浓度50g/L、电解时间1.5h、
试验温度条件下进行氯化浸出,在浸出后期置换沉电解温度90℃,当电流密度分别为400、500、600
淀银、铜、铋等重金属,反应结東后趁热过滤,得到含700A/m2时试验结果如图1所示。
有一定浓度的氯化铅、氯化钠和氯化亚铁的混合溶
液用作阴极液。
试验所用试剂主要有:无水三氯化鉄(纯度≥
97%),盐酸(质量分数为36%~38%),氯化钠(纯
阴积电流效率
度≥99.5%),铁粉,四水氯化亚铁(纯度ン98%)
一阳极电流效率
1.8
一平灼槽电压
1.2试验装置及试验所用仪器设备
试验装置主要由钛制电解槽、电热傾温水浴锅
电流密度(A?m2
高位槽(聚丙烯)、电子调温电热套、直流稳压器组
成,阴极为不锈钢阴极板,阳极为网状钛钌阳极板
图1电淹密度对电流效率及槽电压的影响
阴极隔膜袋用帆布制成。
Fig. I Effect of cathode current density on
试验所用主要仪器设备有:振动磨样机、钛制搅
current efficiency and cell voltage
拌浸出榑、pH计、直流稳流器、电子调温电热套、直
图1表明,着电流密度增大,阴、阳极电流效
流数字电压表、电热恒温水浴锅、钛制电解槽。其他率呈下降趋势。阴极电流效率下降可能有两种原
辅助设备包括:加热器、真空过滤器、温度自効控制因:一是试验所采用的隔膜袋滲透率较低,电流密度
仪、电子天平、真空干燥箱等。
大时电解液的流速受到隔膜袋渗透率的限制,造成
1.3试验程序
阴极区电解液中铅离子贫化,阴极析出氢气,导致阴
1.3.1配制阳极液
极电流效率下降;二是电流密度越高,由于电迁移的
称取一定量的氯化铅、氯化钠、氯化亚铁,将称作用,从阳极室向阴极室电迁移的Fe+离子越多,
好的氯化铅置人已溶解的氯化钠水溶液中渀解,然进而导致Fe离子在阴极上放电,降低铅的电流效
后将二氯化铁溶入含有铅氯络离子的水溶液中,配率。阳极电流效率降低主要是由于电流密度大时
成铅离子浓度10g/L、二价铁离子浓度15g/L、氯Fe2r离子迸人阳极室的速度受到隔膜袋渗透率的
化钠浓度3mol/L、pH<2的电解液。
限制,进而导致阳极附近FeT离子贫化。
电解过程
2.2铅离子浓度对铅电积过程的影响
将三氯化铁浸出硫化铅精矿得到的浸出液(电
电流密度500A/m2、电解时间1,5h、电解温度
解新液)装入高位槽,高位槽新液温度用电热套控90℃,当新液中Pb+的质量浓度分别为45、50、55
制,电解液温度由恒温水浴锅自动控温。从高位60g/L时试验结果如图2所示。
中流出的新液经保温胶管注人阴极隔膜袋