降低鉛電解陽極泥含鉛措施研究

黎學坤

（云南馳宏資源綜合利用有限公司，云南 曲靖 655000）

鉛陽極泥是粗鉛電解精煉過程的副產物，其含有大量的銻、鉍、砷、銅、銀、金等有價金屬，是我廠綜合回收貴金屬銀和金的主要原料，其主要成分如表1所示。從表1中可以看出資源綜合利用有限公司目前產出的鉛陽極泥含鉛較高，高出同行業水平近5個百分點。陽極泥含鉛高不僅會降低鉛精煉直收率，影響電解液成分，而且對金銀的回收富集產生很大影響。同時，陽極泥出售時其中的鉛是不計價的，無形中帶來了較大的經濟損失。因此，如何將鉛陽極泥中的鉛降至最低水平就顯得尤為重要。

1 鉛陽極泥生產工藝簡介

電解出槽后的殘極經過殘極洗滌機，將殘極板上的陽極泥洗刷至攪拌桶內，然后經過1#壓濾機壓濾，壓濾后的濾液（一次洗水）返回電解槽，壓濾后的陽極泥進入漿化桶漿化后轉入1#攪拌桶，再加入一定量的陽極泥二次洗水（2#壓濾機濾液）或者生產水攪拌升溫，然后通過2#壓濾機壓濾后，產出的陽極泥即為成品陽極泥，二次洗水用于殘極洗滌用水或者返回電解槽，主要工藝流程如圖1所示。

2 實驗研究

由于鉛電解精煉系統無廢水外排，為了維持整個系統的水平衡，在殘極洗滌機處不能長時間采用外來生產水進行沖洗，只能采用陽極泥洗水沖洗。因此，控制鉛陽極泥含鉛的關鍵操作就在1#攪拌桶處，如何合理控制液固比，攪拌時間，攪拌溫度等成為了控制鉛陽極泥含鉛的關鍵。

圖1 鉛陽極泥生產工藝流程圖

表1 國內一些鉛冶煉廠鉛陽極泥成分（w/%）

2.1 實驗方法

實驗在實驗室進行，取1#壓濾機壓濾后的鉛陽極泥作為原料，其成分如表2所示。

在燒杯中進行實驗，采用電爐加熱，并配合機械攪拌子進行攪拌。

實驗后采用真空抽濾機進行液固分離，分離出的固體鉛陽極泥送樣分析結果。通過對不同的液固比、加熱溫度、攪拌時間、液體含酸濃度等條件進行實驗，得出了控制鉛陽極泥含鉛的最佳操作工藝參數。

表2 1#壓濾機壓濾后鉛陽極泥原料成分（w/%）

2.2 實驗結果分析

2.2.1 液固比對鉛陽極泥含鉛的影響

實驗采用生產水兌鉛陽極泥，控制溫度在40℃，攪拌時間1小時，在液固比分別為3:1、4:1、5:1和6:1的條件下進行了實驗。

實驗結果如表3所示。通過表3可知，在液固比為6:1時鉛陽極泥含鉛最低，但是為了控制系統中的水平衡，將液固比控制在4～5:1之間為最合理。

表3 不同液固比時鉛陽極泥成分對比（w/%）

2.2.2 加熱溫度對鉛陽極泥含鉛的影響

實驗采用生產水，攪拌時間1小時，液固比控制在5:1，分別在溫度為常溫、40℃、70℃條件下進行實驗，實驗結果如表4所示。

通過表4可知，攪拌時將溫度控制在40℃最為合理。提高溫度可以加快鉛陽極泥中的鉛進入液體中，但是溫度過高會導致溶液揮發嚴重，而且更高的溫度需要更多的蒸汽來加熱，增加生產成本。而且從實驗效果來看，70℃時鉛陽極泥含鉛較40℃條件下降低幅度并不大，因此認為控制溫度在40℃最為合理。

表4 不同加熱溫度時鉛陽極泥成分對比（w/%）

2.2.3 攪拌時間對鉛陽極泥含鉛的影響

實驗采用生產水，液固比為5:1，溫度為40℃，攪拌時間分別為30min、45min和60min。實驗結果如表5所示。由實驗結果可知，攪拌時間不得小于45min。

表5 不同攪拌時間下鉛陽極泥成分對比（w/%）

2.2.4 不同含酸濃度對鉛陽極泥含鉛的影響

實驗控制液固比為5:1，溫度40℃，攪拌45min。實驗用酸為生產用硅氟酸，酸濃度為22.0%。硅氟酸的理論加入量與原料鉛陽極泥中鉛含量之比為1:1、0.5:1和0，實驗結果如表6和表7所示。

表6 不同酸濃度下鉛陽極泥成分對比（w/%）

Pb:H2SiF6=1:0.5 10.62 6.34 42.75 21.14 2.47 2.96 Pb:H2SiF6=1:1 10.23 6.31 47.65 20.35 2.46 3.14

表7 不同酸濃度下濾液成分對比（g/L）

從實驗后的鉛陽極泥成分可知，加入硅氟酸后鉛陽極泥含鉛較未加酸時降到更低的水平，這說明加入硅氟酸有利于鉛陽極泥中的鉛進入到溶液中，這是因為鉛陽極泥中鉛與硅氟酸發生了如下化學反應：Pb2++H2SiF6=PbSiF6+H2+。

從濾液成分來看，雖然加入硅氟酸后將鉛陽極泥中的鉛更多的浸出到溶液中，但是與此同時鉛陽極泥中的銻也被大量浸出到溶液中，由于濾液是要返回到電解槽電解，銻含量過高將會增加電解液的雜質含量，導致析出鉛片銻含量升高，影響鉛錠質量。因此，認為在進行兌水時不能加入硅氟酸。

實際生產中，采用二次洗水兌鉛陽極泥，洗水中本身就含有一定的硅氟酸，但是產出的鉛陽極泥含鉛還是較高，通過對鉛陽極泥洗水取樣分析發現，二次洗水中的鉛離子濃度達到277.45g/L，兌入的洗水中的本身鉛離子濃度太高導致鉛陽極泥中的鉛進入溶液困難，因此產出的鉛陽極泥含鉛較高，故在實際生產中要定期兌入生產水以降低溶液本身鉛離子濃度，從而降低鉛陽極泥含鉛。

3 生產試驗

通過前面的實驗，得出了在1#攪拌桶操作的最佳工藝參數為液固比4～5:1，加熱溫度40℃，攪拌時間不少于45分鐘，并且要定期分析二次洗水成分，補充新的生產水進行攪拌。

根據上述控制條件，在實際生產中進行了為期一個星期的試驗，每次兌入一半新生產水和一半二次洗水進行攪拌控制，產出的鉛陽極泥成分如表8所示。從表8可知，生產試驗效果顯著，可以推廣。

表8 生產試驗成品鉛陽極泥成分（w/%）

4 結論

通過實驗室實驗和生產試驗得出，在1#攪拌桶控制鉛陽極泥含鉛的最佳操作參數為加熱溫度40℃，液固比4～5:1，攪拌時間不少于45分鐘，并且要定期取樣分析二次洗水成分，定期補入新的生產水稀釋溶液中的鉛離子濃度，可以將鉛陽極泥鉛離子濃度穩定控制控制在14%以下。