[发明专利]一种处理电积铜中铅阳极板脱落物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废料的处理方法，尤其涉及一种处理电积铜中铅阳极板脱落物的方法。

背景技术

在湿法冶金中，电积铜是指将萃取富集后的铜溶液电解沉积产出阴极铜的过程。其中，电积阳极多为不溶铅阳极板(Pb-Sn-Ca合金，含铅93％～98％、锡1％～2％、钙＜0.1％)。该铅阳极板因长期受到来自硫酸铜电解液中氯离子、高锰酸根离子等杂质离子以及油份、硫酸等化学物质的腐蚀作用，其表面往往被氧化形成硫酸铅、氧化铅或二氧化铅，随后在物理敲打和/或由高电流密度造成的电化学腐蚀作用下脱落下来形成铅阳极板脱落物。

这些铅阳极板脱落物中含有铅、二氧化铅、氧化铅、硫酸铅等含铅物质并夹杂少量硫酸铜晶体和其它杂质。若不进行处理，这些铅阳极板脱落物将可能悬浮在溶液中，随后迁移并吸附在阴极铜板表面形成结晶中心，导致在铜板上生长出不同大小的铜颗粒(其杂质含量往往是基体铜板的几十到几百倍)，严重时，这种铜颗粒将发育为树枝状并最终导致极板之间短路。若处理不当，例如直接将这些铅阳极板脱落物简单堆存或掩埋，其中的含铅物质将对环境造成污染，同时造成铅资源的浪费。因此，如何合理处理电积铜中铅阳极板脱落物显得十分重要。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提供一种处理电积铜中铅阳极板脱落物的方法，既能减少或消除铅阳极板脱落物对环境产生的不良影响，又能变废为宝，有效利用铅阳极板脱落物中的金属铅从而获得更大的经济效益，且合理易行，污染小，能够工业化。

本发明提供了一种处理电积铜中铅阳极板脱落物的方法，包括以下步骤：

(1)分离铜：取铅阳极板脱落物，磨细，加入60～80℃热水，60～80℃下搅拌0.5～1小时，过滤分离固液，得含铜滤液和除铜滤渣；

(2)酸浸浸出铅：取步骤(1)中所述除铜滤渣，加入底水I，然后加入醋酸和硝酸混合酸，同时加入废铁屑或者铁片，搅拌，维持反应温度为60～80℃，pH值为0.5～1.0，反应时间为2～4小时，过滤分离固液，得含铅滤液和除铅滤渣；

(3)沉淀铅离子：取步骤(2)中所述含铅滤液，加入硫酸钠沉淀铅离子，搅拌，维持反应温度在50～90℃，反应时间为1～3小时，过滤分离固液，得硫酸铅沉淀和上清液I；

(4)沉淀转化生产含铅产品：取步骤(3)中所述硫酸铅沉淀，洗涤，加入底水II，然后加入碳酸钠，维持反应温度为70～90℃，pH值为8～9.5，反应时间为1～3小时，过滤分离固液，得含铅产品和上清液II，将含铅产品烘干即制得三盐基硫酸铅产品。

步骤(1)所述铅阳极板脱落物主要含有单质铅、二氧化铅、氧化铅、硫酸铅等含铅物质并夹杂少量硫酸铜晶体和其它杂质，其中，铅元素所占质量分数通常为50～90％。首先取铅阳极板脱落物进行研磨，优选地，研磨铅阳极板脱落物至颗粒平均直径为0.1～0.2mm。然后加入60～80℃热水洗涤这些铅阳极板脱落物，令其中夹杂的少量硫酸铜晶体溶于热水。优选地，铅阳极板脱落物与热水的固液比为1∶2～4。优选地，搅拌为在60～80℃下搅拌0.5～1小时。最后固液分离，得含铜滤液和除铜滤渣。优选地，所述含铜滤液可用于回收铜。

步骤(2)为酸浸浸出铅过程。优选地，其中加入的底水I可以为自来水或者为步骤(3)中所述上清液I，也可以为后继步骤中产生的上清液II。优选地，底水I与步骤(1)所取铅阳极板脱落物的液固比为2～10∶1。加入的醋酸和硝酸混合酸可溶解单质铅、氧化铅和硫酸铅，形成二价铅离子。优选地，醋酸和硝酸混合酸与步骤(1)所取铅阳极板脱落物的液固比为1～2∶1。由于除铜滤渣中含有的二氧化铅具有强氧化性，并且不溶于醋酸和硝酸混合酸，因此本步骤中还需加入还原剂废铁屑或者铁片还原二氧化铅形成二价铅离子，从而可以溶解在醋酸和硝酸混合酸中。优选地，醋酸和硝酸混合酸中醋酸和硝酸的体积比为1∶0.2～0.5。优选地，酸浸条件为维持反应温度为60～80℃，pH值为0.5～1.0，反应时间为2～4小时。优选地，废铁屑或者铁片与步骤(1)所取铅阳极板脱落物的质量比为0.15～0.4∶1。浸出铅离子后，过滤分离固液，得含铅滤液和除铅滤渣。除铅滤渣可返回浸出。

步骤(2)主要化学反应方程式如下：

3PbO₂+2Fe+12H⁺＝3Pb²⁺+2Fe³⁺+6H₂O

Pb+2HAC＝Pb²⁺+2AC^-+H₂↑