[發明專利]一種電解制備致密平整鉍金屬的方法

有效

• 申請號: 202110606523.0
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113293409B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 陳永明;劉珊珊;王恒輝;楊聲海;常聰;向長柳;王長紅;羅濤;代杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C25C1/22
• 分類號: C25C1/22;C25C7/06
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 王燦

本發明屬于有色金屬濕法冶金技術領域，具體公開了一種電解制備致密平整鉍金屬的方法。本發明通過向甲基磺酸鉍酸性溶液中加入β?萘酚、阿拉伯樹膠、磺化和硫化的烷基酚乙氧基和萘酚乙氧基氧化物中的一種或幾種作為添加劑，在20～80℃下電解，得到陰極鉍。本發明公開的鉍金屬精煉方法簡單易推廣，對環境友好，得到的產物表面平整致密、成板效果好。

技術領域

本發明涉及有色金屬濕法冶金技術領域，尤其涉及一種電解制備致密平整鉍金屬的方法。

背景技術

鉍是半導體行業中廣泛應用的重要原材料，通常富集于銅鉛錫陽極泥、高爐瓦斯灰等中間產品或副產品中。鉍的濕法提取目前僅作為一種預處理手段在復雜含鉍二次物料處理時偶有應用，但隨著環保政策執行力度增大，對環境友好的鉍濕法提取技術預期有較快發展。傳統濕法提取技術包括萃取、吸附和離子交換等技術。近年來由于環境保護受到高度重視，清潔高效的電化學提取方法逐漸成為研究熱點。

甲基磺酸具有熱穩定性好、揮發性小、金屬溶解度和電導率高、可生物降解等優勢，在電鍍、工業清洗、化學合成領域得到廣泛應用。專利CN201910831284.1采用甲基磺酸鉍-甲基磺酸溶液替代氟硅酸鉍-氟硅酸、氯化鉍-鹽酸溶液作為粗鉍精煉電解液，并選用動物膠、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任意幾種混合作為添加劑，提供了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，但該專利中未詳細展示不同添加劑作用下獲得的陰極鉍形貌。對不使用添加劑和使用上述添加劑進行甲基磺酸體系鉍電解沉積試驗并獲得陰極鉍產品，進行形貌測試。發現不使用添加劑時，陰極鉍表面粗糙不致密且成板效果不好，易與陰極板(鈦板)脫離，而不同添加劑對陰極鉍形貌影響差別很大，雖然能夠改善陰極鉍的致密度、平整度和成板效果，但是作用有限，效果不是很明顯。

因此，如何提供一種電解制備致密平整鉍金屬的方法，對環境友好，提高陰極鉍的致密度、平整度和成板效果是本領域亟待解決的難題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種電解制備致密平整鉍金屬的方法，本發明能夠顯著提高得到的金屬鉍的致密度和平整度，使其具有較好的成板效果。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種電解制備致密平整鉍金屬的方法，具體制備步如下：

1)配制甲基磺酸鉍酸性溶液作為電解液，向電解液中加入添加劑得到混合電解液；

2)將步驟1)得到的混合電解液注入到電解槽中，插入陽極板和陰極板，電解，得到致密平整鉍金屬。

優選的，添加劑為β-萘酚、阿拉伯樹膠、磺化和硫化的烷基酚乙氧基和萘酚乙氧基氧化物中的一種或幾種。

優選的，添加劑的濃度為0.2～2.0g/L。

優選的，甲基磺酸鉍酸性溶液由甲基磺酸鉍與游離甲基磺酸組成，游離甲基磺酸的濃度為50～100g/L。

優選的，電解液為中的鉍離子濃度為50～120g/L。

優選的，陰極板為鈦板，陽極板為石墨板，陰陽兩極的極距為3～5cm。

優選的，電解時，控制電解液的溫度為20～80℃。

優選的，電流為直流電，電流密度為60～300A/m2。

優選的，電解時間為4～48h。

優選的，電解液采用下進上出或上進下出的方式循環流動。

優選的，本發明制備的金屬鉍經過最終精煉后可澆鑄成鉍錠。

電解時，電極反應如下：

陰極：Bi³⁺+3e^-＝Bi(1)