铅电解过程中杂质的行为及控制
铅电解精炼的基本原理
精心整理一、铅电解精炼过程的电极反应铅电解精炼时属于下列的电化学系统阴极电解液阳极Pb(纯)PbSiF6.H2SiF6.H2oPb(含杂质)由于电解液的电离作用，形成Pb2+、H+阳离子和SiF62-、OH-阴离子：PbSiF6=Pb2++SiF62-H2SiF6=2H++SiF62-H2o=H++OH-极，阴离子奔向阳极，电解液中的阴离子2+和H+(即电极反应)Pb—2e=Pb2+反应，而不发生OH-和SiF62-离子的放电。
在阴极上，有可能发生Pb2+和H+的放电反应：Pb2++2e=Pb2H++2e=H2在正常的电解条件下，只发生Pb2++2e=Pb反应，而不发生2H++2e=H2反应。
综上所述，铅的电解精炼主要电极反应为：在阳极上：Pb-2e=Pb2+(氧化，进入电解液)在阴极上：Pb2++2e=Pb(还原在电极上析出)显然，在电解过程的进行中，阳极会逐渐溶解变薄，阴极则会因金属Pb的析出而逐渐变厚，阳极泥层的增厚会使槽电压变高，过高的槽电压会导致电化序在铅以下的杂质金属溶解，并在阴极上析出，因此阳极泥的厚度必须加以控制。
的纹路，呈铅灰间白色，并有金属光泽。
阴极的结晶受下列因素的影响：1Pb2+浓度控制在23加入添加剂，在电极上吸附时，使得界面反应的不可递性增大。
结晶过电位增大，为形成数目众多且尺寸小的晶核创造条件，添加剂是使铅电解精炼得以正常进行的极重要因素。
加入胶质添加剂大大地改善了阴极的结晶状态，能对任何原因造成的阴极不规则结晶起到不同程度的抑制作用。
析出铅的强度也与电解液含胶量有关，胶多则硬少则软。
为了使添加剂获得最好效果，一般采用胶合添加剂，其种类和配比一般需要通过实验确定。
4、电力线分布电力线集中处结晶变坏，阳极边缘常因电力线密集而出现树枝状或羊齿状结晶。
为消除此状，通常阴极尺寸作得比阳极稍大，电解生产操作中，若阴极和阳极的位置没有对正，也会造成局部电力线密集，而产生上述现象。
浅谈粗铅火法精炼过程中杂质控制的生产实践
浅谈粗铅火法精炼过程中杂质控制的生产实践摘要：为了提高粗铅火法精炼的质量，有必要在实际工作中做好其中杂质的控制。
本文在对粗铅火法精炼的具体工艺流程进行分析的基础上，进一步对杂质的具体控制方法进行探究，希望以此使粗铅火法精炼的质量得到有效提升。
关键词：粗铅火法；精炼；杂质控制粗铅火法精炼主要是经粗铅加温熔化，然后通过一些工艺技术方法，比如：加硫除铜、氧化除锡等，进而使铸型得到的阳极板中的杂质含量符合铅电解的标准。
从粗铅火法精炼的质量提升角度来讲，做好粗铅火法精炼过程的杂质控制非常重要，这也是本次论述的重点所在[1]。
首先，需结合实际工程项目，了解粗铅火法精炼涉及的工艺流程；然后结合杂质控制工艺理论，实施有效的杂质控制策略，这样粗铅火法精炼过程中的杂质才能够得到有效控制，进一步为精炼质量的全面提升提供具有价值的参考建议。
一、工程实况及工艺流程分析某工程在精炼作业过程中，采取的具体工艺流程为：“烧结焙烧→鼓风炉还原熔炼→火法初步精炼→电解精炼”。
粗铅年产量为40000吨，电铅年产量为50000吨，通过相应的技术改造及发展，目前粗铅年产量达到65000吨，电铅年产量达到95000吨[2]。
因为自产粗铅难以满足电铅的生产要求，每一年均需要从外进行粗铅的采购。
如此一来，对于粗铅火法精炼而言，成分便不再是单独的鼓风炉还原熔炼所产粗铅，这样使得粗铅火法精炼中控制杂志显得较为困难。
对于粗铅火法精炼来说，其主要是对粗铅进行加温熔化处理，通过熔析除铜、加硫除铜以及氧化除锡等工艺的应用，确保铸型得到的阳极板当中的杂质含量符合铅电解的要求。
在本工程中，使用了5台75吨的熔铅锅，其中作用于火法精炼的有3台，铸型的有2台。
粗铅在通过火法精炼之后，由2台阳极铸型机铸成铅阳极板送往电解。
在粗铅火法精炼期间所生产的浮渣，利用1台浮渣反射炉进行处理，生产得到的粗铅则返回到火法精炼过程中。
为了使粗铅火法精炼的质量得到有效保证，便有必要做好其中杂质的控制工作。
有色金属冶炼部分：粗铅精炼
第六章 粗铅精炼1、粗铅精炼方法有 法和 法两种。
目前世界上采用 的厂家较多，我国多采用 。
答案：火法 电解 火法 电解精炼2、火法精炼：火法精炼是利用杂质金属与主金属（铅）在高温熔体中物理性质或化学性质方面的差异，形成与熔融主金属不同的新相（如精炼渣），并将杂质富集其中，从而达到精炼的目的。
3、熔析除铜：根据铜在粗铅中的溶解度随温度下降而减小的原理，当含铜高的铅液冷却时，铜以固溶体的状态析出，由于其密度较铅液小，便以浮渣形式浮在铅液表面而被除去。
4、加硫除铜：根据铜对硫的亲和力比铅大，所以可向铅液中加入硫化剂，硫首先与铅作用生成硫化铅：Pb S PbS +=,由于铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，所以硫化铅中的铅很快被铜置换，生成硫化亚铜：22PbS Cu Pb Cu S +=+。
生成的2Cu S 在作业温度下不溶于铅，且密度较小，呈固溶体浮在铅液表面形成硫化渣而被除去。
5、加锌除银、加钙镁除铋的原理：在含杂质金属的粗铅中添加第三种甚至更多种金属，它们与杂质金属形成金属间化合物（合金）的亲和力大于铅，这些化合物密度比铅小，且不溶于铅，呈固溶体浮在铅液表面而被除去。
6、粗铅火法精炼初步除铜用 法，深度除铜用 法。
答案：熔析除铜 加硫除铜7、粗铅火法精炼除杂的顺序为先除 ，其方法有和 ，再除砷锑锡，方法有 和 ；接着除银，主要方法有 ，然后除锌，现普遍采用 ；最后除铋，除铋后进行最终精炼，得到精铅。
答案：铜 熔析除铜 加硫除铜 炼化精炼 碱性精炼 加锌 真空蒸馏法8、碱性精炼：所谓碱性精炼是加碱于熔融粗金属中，使氧化后的杂质与碱给合成盐而除去的火法精炼方法。
9、请指出粗铅电解精炼前都有哪些杂质元素，铅阳极中杂质元素在电解过程中的行为？答案：根据金属的标准电位可把铅中的杂质金属分为三类：1）电位比铅负的金属Zn 、Fe 、Cd 、Co 和Ni 等；2）电位比铅正的Sb 、Bi 、As 、Cu 、Ag 、Au 等；3）电位与铅很相近的Sn ；第一类杂质金属由于它们具有比铅高的析出电位，且浓度极小，因此在阴极不致放电析出。
《铅冶金》课程标准
《铅冶金》课程标准课程代码：00520109适用专业：冶金技术学时：39学时学分：3学分开课学期：第四学期第一部分前言1.课程性质与地位《铅冶金》是冶金技术专业的主干课程，也是培养学生就业岗位必需的核心技能课程。
本课程以铅冶炼生产过程为行动领域，贯彻国家火法冶炼工职业标准，以岗位技能培养为教学目标，全面提高学生知识、能力、素质。
本课程以铅的冶炼过程为基本主线，围绕环境保护和可持续发展两大问题，着重介绍底吹炉、顶吹炉、鼓风炉、铅电解等新理念、新技术、新工艺、新设备以及技术经济分析和冶炼过程管理等知识。
同时，在操作实习和组织管理过程中可以培养学生的科学态度，激发学生的学习兴趣，培养学生的团结协作精神和组织协调能力，对职业素养的养成起着积极促进作用。
该学习领域以《冶金基础化学》、《冶金制图》、《冶金过程检测与控制》等课程为前导，为学生走上工作岗位奠定坚实的基础。
同时，也是学习《有色冶金设计原理》、《毕业设计》等后续课程的基础。
2.课程的设计思路《铅冶金》课程是现代直接炼铅新技术富氧底（顶）吹一鼓风炉还原熔炼一电解精炼等冶炼新技术为基础，按照企业真实的生产流程，依次介绍了富氧底吹技术、富氧顶吹技术、鼓风炉还原技术、电解精炼技术等冶炼工作任务，并根据完成每个工作任务对知识能力的需求，将冶炼原理、冶炼工艺、冶炼设备、冶炼操作、经济技术指标等知识融于课程教学中，实现“做、教、学”一体化。
本课程是以任务驱动的行动导向的教学模式为主，围绕铅冶炼职业能力，以铅冶金工作过程为依据，以校企合作企业为依托，以实际铅冶炼工作任务为驱动，将知识、技能和态度有机融合，根据不同的教学内容，有针对性地采用任务驱动教学法、案例教学、现场教学等多种教学方法。
第二部分课程目标1.知识目标（1）使学生能够完成铅冶炼生产的炉料准备工作，满足底吹（顶吹）等冶炼工艺对原料的要求。
（2）使学生能够掌握底吹炉熔炼的工艺及设备知识，掌握冶炼过程的工艺控制及经济技术指标。
电解铅生产过程
电解铅生产过程电解铅生产过程是从铅矿石中提取铅物质的一种方法。
铅是一种有用的金属，广泛应用于建筑、汽车和电子工业等领域。
电解铅生产过程基于铅矿中的氧化铅或硫化铅，将其转化为可用的，可在其他行业使用的铅。
整个电解铅生产过程分为以下几个步骤：1. 矿石准备铅矿一般包含铅硫化物（例如，黄铅矿，铅辉矿）和氧化铅矿（例如，铅矾石）。
在矿石准备阶段，这些矿物将被粉碎和磨碎，以使它们更容易处理。
2. 熔炼过程接下来，铅矿物被加热以达到高温，并与碳反应产生金属铅。
这个步骤通常被称为熔炼。
在这个过程中，发生以下反应：PbS (s) + 2 C (s) → Pb (l) + 2 CO (g)矿物中的硫化物被氧化成二氧化碳，并通过熔融的金属铅熔体底部排出。
铅熔体通常包含其他杂质，例如硫和铜。
这些杂质需要被从熔体中除去，以达到高纯度。
这一步骤通常被称为精炼。
在这个过程中，熔体被放在电解槽中，并通电。
这将使锡和铅产生反应，并形成锡酸盐，锡酸盐会被吸附并熔融到阳极。
在这个过程中，杂质被氧化并从液体中分离出来。
4. 电解过程接下来的步骤是电解过程。
阳极和阴极之间浸泡在一个叫做电解质的液体中。
在铅质阳极上，铅被氧化成二价铅离子，并在电解质中溶解。
在阴极上，铅离子还原成金属铅，以形成滑铅。
这个过程的反应式为：电化学反应需要通过电池供电以维持，并且必须以精确定量的方式进行，以确保制造的铅达到所需的质量和纯度。
5. 熔铸在电解结束后，所制造的滑铅会被熔化并注入模具中，以形成生产所需的铅产品。
铅电解析出铅含银的控制
时，即可与Ｐｂ２＋同时在阴极放电析出。我公司电解液 ｇ／Ｌ左右，远远超过Ａｇ＋在 阴极析出的极限浓度，要想使析出铅含银降低，必须 使电解液中含银越低越好。实际生产控制Ａｇ＋浓度
＜ｏ．００１
ｇ／Ｌ，在铅阴极板中，Ａｇ不仅以单体金属存
在，而且还以固溶体或金属问化合物存在；在电解过 程中，阳极溶解，飘浮在电解液中，电解过程中机械 夹杂在析出铅中，析出铅含银升高。表２列出了阳极 板电解液含银和其它杂质及其析出情况。 表２阳极板电解液含Ａｇ和其它 杂质及其析出情况
即Ａｇ＋极限放电浓度＝１．２８×１０“３
计算表明，当电解液中Ａｇ＋＞１．２８×１０‘１３ 中Ａｇ＋实际浓度０．０００
５
４．２保证加入洗液的质量 在Ｐｂ电解过程中，电解槽面、溜槽、循环地槽电 解液的蒸发损失，及出装槽时，阴阳极带走电解液， 此外电解液中ＨｚＳｉＦ６的分解及某些副反应也会消耗 一部分酸。因此，必须及时补充洗液和新酸，保证体 积和酸浓度平衡，每天补充的洗液及加入电解循环 的液量，应根据电流密度的大小、产量、出装槽数量、 循环量及气候条件等因素而定。生产实践每日补充 的洗液约为电解液总循环量的２．５％。３．５％，在保 证充分循环量的前提下，洗液的加入应定时定量、均 匀加入，补充的洗液可以多次洗涤残极，使总Ｈ：ｓｉＦｅ 和Ｐｂ２＋浓度得到提高，同时，其杂质元素比电解液高 得多，如表３所示。因此，为保证电解液成份，洗液加 入之前要有足够的沉淀时间，一般要求补充的洗液
元素阳臀份峻絮字析帮份错
将使析出铅含银或其它杂质升高。
表３
电解液与洗液的成份
ｇ／Ｌ
４控制析出铅含银的途径
４．１
４．３提高残极洗刷效果
铅电解采用二次电解，阳极板装入电解槽经过
铅电解精炼的基本原理
一、铅电解精炼过程的电极反应铅电解精炼时属于下列的电化学系统阴极电解液阳极Pb（纯）PbSiF.HSiF.HoPb（含杂质）6262由于电解液的电离作用，形成Pb2+、H+阳离子和SiF62-、OH-阴离子:PbSiF=Pb2++SiF2-66HSiF=2H++SiF2-266Ho=H++OH-2由电化学系统分析，当通入直流电后，各种离子将作定向运动，阳离子奔向阴极，阴离子奔向阳极，电解液中的阴离子SiF62-、OH-向阳极移动，阳离子Pb2+和H+向阴极移动，与此同时，在电极与电解液的界面上，发生相应的电化学反应（即电极反应），在阳极上可以进行下列反应：Pb-2e=Pb2+2OH—2e=HO+1/2O22SiF2-—2e=SiF66同时，SiF+Ho=HSiF+1/2O62262实际上，在正常的电解条件下，只发生Pb-2e=Pb2+反应，而不发生OH-和SiF2-6 离子的放电。
在阴极上，有可能发生Pb2+和H+的放电反应:Pb2++2e=Pb2H++2e=H2在正常的电解条件下，只发生Pb2++2e=Pb反应，而不发生2H++2e=H2反应。
精心整理综上所述，铅的电解精炼主要电极反应为：在阳极上：Pb-2e二Pb2+（氧化，进入电解液）在阴极上：Pb2++2e=Pb（还原在电极上析出）显然，在电解过程的进行中，阳极会逐渐溶解变薄，阴极则会因金属Pb的析出而逐渐变厚，阳极泥层的增厚会使槽电压变高，过高的槽电压会导致电化序在铅以下的杂质金属溶解，并在阴极上析出，因此阳极泥的厚度必须加以控制。
正常的阴极是平滑致密的，沿阴极长度方向存在着明显的宽约lT・5mm的纹路,呈铅灰间白色，并有金属光泽。
不正常的阴极结晶呈海绵状，疏松粗糙且发黑色，有时长树枝毛刺，或圆头粒状、瘤状的疙瘩。
阴极的异常结晶不仅影响到它的质量，而是导致电流效率的下降。
阴极的结晶受下列因素的影响：1、电解液中铅离子的浓度铅离子的浓度过高会使阴极结晶粗糙，过低则又会使海绵状结晶产生，而且随电流密度的增大而加剧。
降低高纯铅中的Cu_Bi_Sn等杂质含量
对电解液中的杂质含量要有非常严格的要求。为 此, 我们进行了深入细致的研究, 提出了电解精炼 过程中用硫化法净化电解液等综合方法, 来解决 这个问题。实际生产证明, 该方法能有效地降低 电解液中的杂质浓度, 特别是对电解产品质量影 响最大的 Cu、Bi、Sn 杂质, 能 够将 4N 的金属铅, 提纯到 6N 的水平, 用 户反映 效果良 好, 质量可 靠。
Decreasing Contents of Cu, Bi and Sn Impurities in the High- purity lead
T an Zhihe Guo Chunyu ( E mei Semiconduct ior M ater ials Factory , Emei , Si chuan 614200, Chi na) Abstract: T he Various measures for decreasing cont ents of copper, bismuth and t in impurit ies in t he elec t rolyt ic refining process of high- purity lead, and t he test results obt ained w ere described in this paper. A new technology for purif ying copper, bismut h and t in impurit ies in t he electrolyte by sulfide met hod was discussed in more detail. Keywords:H igh- purity L ead; Elect rolyt ic ref ining; Sulf ide method
铅电解粗铅精炼过程中除锡的生产实践
２ ０ １ ３年 ４月
有 色 矿 冶
Ｎ０ Ｎ — ＦＥＲＲ０ ＵＳ ＭＩ ＮＩ ＮＧ ＡＮ Ｄ Ｍ ＥＴＡＬＬＵＲＧ Ｙ
Ｖｏ １ ． ２ ９ ． №２
Ａｐ ｒ ｉ ｌ ２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ７ —９ ６ ７ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ —０ ０ ３ ５ —０ ３
Ａｓ ２ ＋
镍 锡 铅
Ｎｉ ｚ ＋
Ｓ ｎ 。 Ｐ ｂ ＋
一０ ． ２ ３
～０ ． １ ３ ６ ４ 一０ ． １ ２ ６ ３
铜
银 金
Ｃ ｕ ｚ ＋
Ａｇ 。 Ａｕ
中冶葫芦 岛有 色金属 集 团公 司铅锌 冶炼 厂 的铅 电解 车 间 于 ２ ０ ０ ６年 ｌ １月 １ ９日开始 投 产 。原 设 计
如 表 ｌ所示 ， 锡标 准 电位和铅 非 常接 近 ， 理 论上
将 与铅 一道溶 解 并 析 出。但 实 践 中 ， 锡 不 完 全溶 解
和析 出 ， 仍有 部 分 保 留在 阳极 泥 和 电 解 液 中口 ］ 。故 粗 铅 中含锡超 过 ０ ． ２ ｔ０ ． ３ ％ 时应 进 行 除锡 作 业 。 生产中， 粗铅 含 锡 高 的 时 候 达 到 ０ ． ８ ～１ ， 必 须
进 行深 度除锡 ， 以满足 电解 的要求 ， 所 以应 进一 步提
＊ 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ —０ ｌ —Ｏ ９
锡超 过 国家 １ ＃铅标 准 。 电解 后 除锡 ， 由于 阳极 、 析 出铅 的锡 含 量 更 高 ， 碱性 精炼 的 时候碱 的 消耗量 大 ， 工艺 难 以控制 ， 精铅 含锡 不稳 定 。 根 据该 厂 粗 铅 含锡 情 况 及 两种 工 艺 的 对 比， 最
铅高面积电流电解铅离子浓度的选择及控制
第八届全国铅锌冶金生产技术及产品应用学术年会论文集铅高面积电流电解铅离子浓度的选择及控制１前言株洲冶炼厂夏中卫摘要文章叙述了电解液钲离子浓度对铅电解生产的影响．对铅商面积电流电解选用铅离子浓度的控制范围进行了分析说明，提出了铅高面积电流电解生产时抑制电解液铅离子浓度下降的具体措施．关键词铅电解高面积电流铅离子浓度电解液铅电解精炼过程中。
面积电流直接影响阴、阳两极的电化学反应速度，．并引起电解液铅离子浓度的变化，即面积电流与铅电液铅离子浓度变化有一定的关系。
一般情Ｊ况下面积电流越低，电解液铅离子浓度越易上升：面积电流越高，电解液铅离子浓度越易贫化，而电解液铅离子浓度变化直接影响电解技术指标的波动。
我厂从１９９９年开始进行面积电流为１９５Ａ／ｍ２以上的铅电解生产，选择并控制好电解液铅离子浓度是我厂铅高面积电流电解得以成功持续经济运行的关键。
２电解液铅离子浓度对铅高面积电流电解生产的影响２．１面积电流的选撵受电解液铅离子浓度影响在电解过程中，面积电流越高．则阴极附近电解液中的铅离子浓度因迅速沉积而浓度降低得越快，浓差极化愈明显，防碍了电极过程的进一步强化。
若电极反应处于稳态扩散时，根据涅恩斯特近似处理，极限扩散面积电流计算公式如下：ｔ严心Ⅸ，ｌ８式中：ｆｄ为电极反应所能达到的最大面积电流即极限扩散面积电流Ａ・ｎ一；ｃｏ为电解液铅离子的本体浓度ｔｏｏｌ・ｍ’３；ｄ为扩散层厚度ｍ；Ｄ为扩散系数ｍ２・Ｓ‘１；ｎ为反应的摩尔电子数：Ｆ为法拉第常数９６４８５ｃ／ｔｏｏｌ。
当６为常数时。
‘与溶液铅离子浓度成正比，面积电流的合理选择受电解液铅离子浓度的影响。
２．２电解液铅离子浓度影响阴极沉积物的控制阴极沉积物过程实质上是一个电结晶的过程，包括晶核的生成与成长两个平行进行的过程。
面积电流的提高，可增加阴极超电位，由Ｅｒｄｅｙ－Ｃｒｕｚ公式知。
晶核的生成速度随阴极超电位增加而增大，这样有利于阴极获得细晶沉积物粒；但丽积电流的提高，也可提高阴极铅离子沉积速度，致使结晶向外伸展。
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万 方数据
１４
湖南有色金属
第１７卷
留在阳极泥中。若进入电解液中，会在阴极析出。 但此类杂质在火法初步精炼时可以控制。如图１、 图２所示。
状态存在。电解液中含有微量的银可能由悬浮的辟 极泥带人。槽电压或电流密度增高，阴极的含银量功 随之增加，在槽电压不高和阳极泥强度适当时，阴榜 含银可以降低到８×１０“％以下。 另外，电解液中加人木质磺酸钙后，增大了电角 液粘度，在循环过程中易产生泡沫，能吸附部分悬浮 的阳极泥而浮在电解液表面，捞渣除去。木质磺酸钙
≤Ｏ．００３ ≤０．００２ ８ ≤Ｏ．ｏｏｌ ２ ０．０２８
表２铅阳极泥成份
％
表４
与Ｐｂ２＋平衡共存时杂质的浓度
２铅电解过程中杂质的行为
铅电解精炼时所使用的阳极板，除含有铅外，还 含有２％左右的杂质金属，详见表３。
表３ 铅阳极板化学成份
％
这类杂质在铅电解过程中与铅一道从阳极溶解进入 这些杂质在电解时的行为主要决定于其标准电 极电位和他们在电解液中的浓度，列于表４。 现将铅阳极板中杂质分三类加以讨论：
有色金属学报，１９９７，７（２）．
该电流密度值就要析出砷化氢气体。中南大学与白 银有色金属公司共同开发的科研成果——控制阴极 电势电积法，已经在铜电解液净化的工业生产中得 到成功应用。该法具有脱砷能力高、无砷化氢析出的 优点。株冶可利用现行间断电积法脱砷的厂房及部
图ｌ
ｃｕ—Ｐｂ二元素平衡状态图
砷、锑在阳极板中的存在可使阳极泥的强度增 大，含锑量太低会导致阳极泥容易散碎而掉泥；含锑 量太高，阳极泥的强度将随之加大，难于从阳极刷 下，给电解操作造成困难；还会加速锡的溶解，降低 析出铅质量。电解中绝大部分砷锑进人阳极泥中，当 槽电压和电流密度升高和电解液中含游离的氟化氢 较多时，有少量的锑溶解并转入阴极。 图２杂质在铅中溶解度和温度的关系图
１９９３，（４）． 【２】仇勇海，陈白珍，梅显芝，等．砷化氢析出电势的探讨ＩＪ】，中国 有色金属学报，２０００，ｌＯ（１）． 【３】钟点益．国外铜电解液净化除砷锑铋的方法【ｊ】．有色冶炼， １９９ｌ，（５），
ｇ／Ｌ时电流密度分别为６０、１２０、１５０ Ａ／ｍ２，超过
【４】仇勇海，陈白珍，梅显芝，等．控制阴极电势法脱锏砷【Ｊ Ｊ．中国
３，控制电解液温度在４５～５０ ｃｃ之间，循环量
２０。３０
Ｌ／ｍｉｎ・槽。
４电解液中杂质对电阻率的影响
铅电解槽电压的分布列于表１０。 表１０铅电解槽电压的分布
４．防止一次板夹带阳极泥进入电解液中污染电 解液。 ５．减少洗液中悬浮阳极泥进入系统影响电解液
质量。
６．防止系统电解液中出现局部短时期杂质突然 升高。 ７．管理好杂质浓度相差较大的电解液和洗液。 ５．２非正常情况下电解液杂质的控制
４
结论
铜冶炼系统中砷的存在不仅使得冶炼炉时、燃
料消耗等技术经济指标受影响，而且其脱除过程对 环境的污染很严重，必须抓紧治理工作。利用脱铜砷 电解产出的黑铜粉制备砷酸铜，使砷在冶炼系统开 路的建议值得探讨。电解脱铜砷采用控制阴极电势 ３．２脱砷工艺改造。杜绝电解脱砷过程砷化氢的污
染
电积法技术可解决砷化氢析出污染环境问题。 参考文献：
３铅电解过程中电解液中杂质升高对 析出铅质量的影响
根据能斯特方程，从理论上讲，在铅电解过程 中，杂质在阴极上的析出很容易达到表ｌ的标准。但 在生产过程中，由于某些因素的影响，主要是由于停
万 方数据
增刊
翦英军：铅电解过程中杂质的行为及控制
１５
产、掏槽、通管道、阳极泥污染等因素造成的不合格 电解液和洗液，其成份列于表５、６、７、８、９。它们引起 电解液中杂质大大升高，而使析出铅中杂质升高。参 见表１中不正常生产时析出铅的杂质成份。
表５复产初期污染电解液成份
∑Ｈ＋
１５４ Ｐｂ２＋ｃｕ ７６．１ｌ Ｏ，００４
Ａｇ Ｂｉ Ｆｅ
ｇ／Ｌ
Ｆ
Ｓｂ
ｓｎ
氨基酸
８ Ｏ．ｏｏＯ ２
８ Ｏ．０００
Ｏ．０２３ ２．Ｏｌ Ｏ．４２ １．２５ ３．５ １８．３０
２．０６
１５９．７６７９．６５０．００５
８４０．０２４
Ｏ．４７】．２９ ３．８
１７．６】
２．２．２金、银 银在铅阳极铸型中易与铅产生共晶反应，从而 提高铅阳极的强度。从表４可知，Ａｇ＋在电解液中浓 度很低时，就会与Ｐｂ２＋一同放电析出。 电解时，绝大部分的金、银进人阳极泥中。铅阳 极泥中银主要以Ａｇ、Ａ鼬Ｓｂ等金属化合物呈固溶体
５．２．１
集中净化
在表５中，铅电解复产初期被污染的电解液，由 某厂铅电解电流密度为１８７．２ Ａ／ｍ２，槽压保持
在ｏ．６ Ｖ，槽内电解液电压降疡＝ｏ．６一（ｏ．１１１
Ｏ．０４０２＋０．０２２ ．ｐ＝６．５ ３＋
于其量比较大，基本上是整个生产的电解液。对于此 种情况，采用电解净化电解液的方法，将杂质减少到 正常生产情况下的电解液杂质水平；如表１２。实践中 为了达到较好的净化效果，从净化期开始，所有进入 系统中的电解液和洗液等溶液必须严格控制其杂质 含量和用量，以免影响净化效果。某厂采用此法，使 析出铅在第一周期末，就达到了表１中内控标准。
上析出。
表７掏槽阳极泥产生的洗液成份
ｇ／Ｌ
２．３第三类杂质
第三类杂质为与铅电极电位相近的杂质，如锡 等。锡的电极电位与铅非常接近，理论上将完全溶解 并在阴极析出。但实际中，阴极中有一些金属杂质与 锡构成金属间化合物，特别是锑的存在，而使锡的溶 解电位降低。实践证明，当阳极含锡＜０．００４％时，
析出铅含锡约０．ｏｏＯ ５％。
升高／％１００
１００
１０８ １２９
５铅电解过程中杂质的控制
５．１
电解过程正常时杂质的控制 １．控制好阳极板化学成份，尽量降低杂质含
量，提高主品位，使阳极板中ｃｕ≤ｏ．００６％，ｓｂ控制
在０．６％～０．９％之间。
２．抓好阳极板物理规格，确保阳极不掉极。
１５７．７３ １７３．１８ ０．００２ ０．ＯＯＯ ０．００８ ０．００２ ９３ ３ ０．０４６ Ｏ．０２５ Ｏ．８９ Ｏ．６９ Ｏ．７８ Ｏ．３９ Ｏ．１９ １．２０ ３．００ ３．００ １３７．９５ １４５．５８
表８
表１１
杂质
杂质Ｆｅ、Ｚｎ、氨基酸对电阻率的影响
Ｆｅ ｚｎ
含量石ｉｉ万ｉ万ｉ磊飞丽矿ｉ而ｉ—ｉ广而
氨基酸
，‘‘’ＵⅡＩ
，掌电哩３
３．２４ ３．３７ ３．７９ ３．９３ １０４ １１７ １２２
２．２９
２．４７
２．９４ ３．０７
１ ３４
２，５ ４．７ ｌＯＯｌ８８
电解液静置后产生的不 合格电解液成份
ｇ／Ｌ
杂质含量不超过内控标准。
５．２．３
隔离沉降法
在不停产掏槽过程中，为了防止掏槽时被污染 电解液（主要是阳极泥物理悬浮污染），进入大生产 系统循环电解液中，而污染整个电解液，将所掏槽内
万 方数据
１６
湖南有色金属
第１７卷
电解液隔离沉淀。让其中呈物理悬浮的阳极泥沉淀 后，再与系统电解液混合，从而实现生产电解液内杂 质稳定。某厂采用此方法不停产掏槽析出铅质量 １００％达到内控标准。 ５．２．４电解液开路降低系统中电解液杂质含量 铅电解电解液多年来一直闭路循环使用，致使 电解液内杂质长期积累，杂质含量升高。如表１２所 示。特别是第一类杂质，导致电解液电阻率升高。某 厂经过老电解液开路，补充新电解液的方法，降低了 电解液内杂质含量，如表１２所示。同时直流电单耗 由原来的１３４．６ ｋｗｈ／ｔ降到了１２５．８ ｋＷｈ／ｔ（电流
强度在７
２００—７ ４００
电解液和析出铅质量的首要条件。实践生产中，杂质 对析出铅和电解液质量的影响，主要是阳极泥内杂 质的化学溶解和物理悬浮机械夹杂而引起的。只要 控制好阳极泥在生产中的再次污染和加强高杂质电 解液的管理，析出铅质量是可以达到标准的。降低电 解液杂质含量，不仅对析出铅质量有利，而且可以降 低直流电单耗。
（上接第２页） 料＂１显示：砷酸铜产品主要用于制备木材防腐剂。木 材防腐剂在国外已得到广泛应用，在我国也有广阔 的应用前景。，利用脱铜砷电解产出的黑铜粉制备砷 酸铜，使砷在冶炼系统开路，对提高电铜质量和环境 保护具有重要意义。 表２黑铜粉化学成分表
％
分设备，再投资２０万元左右，添加若于流量计和记 录仪，新建巨型电解槽，即可实现控制阴极电势电积 法技术脱砷改造。采用控制阴极电势电积法技术脱 砷，可彻底解决砷化氢气体析出污染环境问题。
ｌ一纯Ｐｂ；２一含ｓｂｌ．６％的Ｐｂ；３一被ｓ饱和的Ｐｂ； ４一含Ａｇ １．５％的Ｐｂ；５一含Ａｇ Ｏ．３％的Ｐｂ ２．２．１
表６掏槽时污染电解液成份
ｇ／Ｌ
铜
阳极中的铜活性极小，在没有氧参与的情况下， 不会呈离子状态进入电解液中。一般电解液中的铜 含量极少，当电解液含铜在０．００２ ｇ／Ｌ以下时，析出 铅含铜能保持在０．０００ ５％以下。但阳极中铜含量＞ ０．０６％时，槽电压升高而引起杂质的溶解并在阴极
Ⅱ
易与如＋等杂质生成络合物，因此，适当加入木质磺
酸钙可净化电解液中的银离子。 ２．２．３铋 铋具有较正电性电价（＋Ｏ．２Ｖ），所以在电解过
ｚｃ，（Ｐｂ），％
程中，不是以离子状态进入电解液，而是停留在阳极 泥中，一般电解液含铋小于Ｏ．ｏｏＯ ２９／Ｌ时，析出铅
含铋小于Ｏ．０００ ７％。 ２．２．４砷、锑
Ｊ
表１
目
ｃｕ ≤Ｏ．００ｌ ≤Ｏ．Ｏ００６ Ｏ．Ｏｏｏ ３２ ０．００２
有关标准及析出铅杂质成份
Ｂｉ
项
Ａｇ
≤Ｏ．０００ ５ ≤Ｏ．０００ ３ Ｏ．ｏｏＯ １９ ０．０００４
Ｓｂ ≤Ｏ．００１ ≤０．００８ Ｏ．００８ ０．０４
Ａｓ ≤Ｏ．０００ ５ ≤０．００３ Ｏ．００３ ０．０１９