[發明專利]一種電解精煉粗鉍用電解液及電解方法

有效

• 申請號: 201910831284.1
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110578153B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 王恒輝;陳永明;周曉源;鄧鑫杰;何醒民;楊聲海;何靜
• 申請（專利權）人: 長沙有色冶金設計研究院有限公司;中南大學
• 主分類號: C25C1/22
• 分類號: C25C1/22;C25C7/02
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;胡凌云

本發明涉及一種電解精煉粗鉍用電解液及電解方法，該電解液包含水、甲基磺酸鉍和游離甲基磺酸。本發明的電解液及電解方法清潔節能。本發明采用全新的甲基磺酸溶液體系為電解液進行電解，甲基磺酸溶液體系具有環保優勢顯著、電導率高、鉍溶解度高、無氧化性、穩定性高和無揮發氣體等特點，同時電流效率高，能耗低。在傳統的氟硅酸、氯鹽體系粗鉍電解精煉過程中，對陽極板中Sb雜質要求較高，但本發明中對陽極板要求較低，Sb雜質的允許范圍較大，尤其適用于高銻粗鉍的電解精煉。

技術領域

本發明涉及一種電解精煉粗鉍用電解液及電解方法，屬于濕法冶金技術領域。

背景技術

鉍電解精煉有氯鹽電解和硅氟酸鹽電解兩種方法。氯鹽電解采用三氯化鉍和鹽酸水溶液作為電解液。硅氟酸鹽采用硅氟酸鉍和游離硅氟酸水溶液作為電解液。粗鉍經火法初步精煉后鑄成陽極，陰極用析出鉍澆注而成。電解時，鉍自陽極溶解進入電解液，并在陰極析出；比鉍更負電性的元素如鉛、錫、銻與鉍一道溶解進入電解液，但由于它們難于還原，一般不在陰極析出；比鉍更正的電性的元素如砷、銅、金、銀等不溶解而形成陽極泥，附著在陽極表面上或沉于槽底。因此，對于含鉛、砷、銻、銅高的粗鉍，在電解精煉前必須進行部分脫除。

我國在50~60年代曾采用過氯鹽電解精煉，但目前大多已改為火法精煉；其主要原因：(1) 氯鹽電解過程中累積在電解液中的鉛離子以鉛氯絡離子形態存在溶液中沒有可行的方法去除，常用的采用硫酸鉛沉淀的方法因電解液中含有大量氯離子而導致效果相當差，在氯鹽電解液中加入硫酸沉鉛，沉淀后液鉛離子濃度仍然達到5～10g/L，在這種高濃度鉛離子電解液中進行電解不可避免鉛會在陰極析出，從而導致陰極鉍鉛雜質超標; (2) 累積雜質后的電解廢液因含有大量氯離子導致重金屬離子不能徹底沉淀從而難以處理達到達標排放。

采用氟硅酸鉍-氟硅酸溶液為電解液，可進行精鉍電解工序。但是粗鉍電解精煉采用硅氟酸和硅氟酸鉍組成的溶液體系為電解液進行電解，在該體系下電解存在主要的缺點是：（1）硅氟酸易揮發并分解成有毒的HF和SiF₄氣體，工作現場形成大量的酸霧，氣味難聞，對人體和環境危害非常大；（2）電流密度較低，一般低于70A/m²，電流效率較低，一般為低于95%；（3）電解過程中氟硅酸系統對陽極鉍的溶解性能與氯鹽系統相比較而言略差，長時間電解后出現陽極表面溶解不規整并有產生鈍化的跡象，需定期對陽極表面進行清涮。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種環保優勢顯著且易獲得高電流效率的電解精煉粗鉍用電解液；本發明的目的之二在于提供一種電解方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種電解精煉粗鉍用電解液，包含水、甲基磺酸鉍和游離甲基磺酸。

進一步地，所述電解液由水、甲基磺酸鉍和游離甲基磺酸組成。

進一步地，所述電解液中，Bi³⁺的濃度為40~200g/L，一般為45~150g/L，優選為50~135g/L；游離甲基磺酸的濃度為40~300g/L，一般為45~250g/L，優選為50~200g/L。

基于同一發明構思，本發明還提供一種電解精煉粗鉍用電解方法，將陰極板和待精煉的粗鉍陽極板相對地插入如上所述的電解液中，通入直流電進行電解，在陰極板上獲得精煉鉍。

進一步地，電解開始前，向電解液中加入添加劑，所述添加劑為動物膠、聚乙二醇、聚丙二醇、木質素磺酸鹽、十二烷基硫酸鈉中的一種或幾種，優選地，每電解精煉1t粗鉍，添加所述添加劑0.2~1.5kg。

進一步地，電解時，控制陰極電流密度為60~500A/m²，一般為100~400A/m²，優選為150~400A/m²；粗鉍陽極板與陰極板之間的間距為30~120mm，一般為40~100mm，電解液溫度為20~60℃，一般為25-55℃。