[发明专利]一种从固体氧化铅中回收金属铅的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种湿法炼铅的方法,特别是涉及一种采用固相电解还原技术从氧化铅中提取和回收金属铅的方法，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

铅的冶炼方法有火法和湿法两种,目前世界上以火法为主,湿法炼铅尚处于试验研究阶段。随着环保日益严格和国际市场竞争日趋激烈，世界各国为淘汰SO₂和铅尘污染较为严重的烧结-鼓风炉传统炼铅工艺而开展了大量的炼铅新工艺研发工作，先后开发了QSL、Kivcet、Kaldo、Ausmelt、ISA、SKS等直接炼铅方法。这些冶炼铅的新工艺技术取消了烧结工序，从根本上解决了烧结低浓度SO₂的污染和治理。然而，要彻底消除火法炼铅的污染，达到环保和工业卫生管理部门的有关排放标准和要求，从治理技术上火法炼铅工艺很难做到。正因为如此，湿法炼铅工艺的研究越来越受到人们的重视。

近几十年来，各国冶金工作者对硫化铅精矿的湿法冶炼进行了大量的研究，开发了多种硫化铅精矿的湿法处理工艺，但有些工艺在经济技术指标、适应性、实际操作等方面还存在一些不尽人意的地方。如硫化铅精矿的直接电解法，只适合处理含硅低的硫化铅精矿，电解过程中需定期处理阴极产生的海绵铅和阳极室矿浆，生产难以长期连续均衡进行。硫化铅精矿的非氧化浸出过程会产生有毒的H₂S气体，在生产上难于实现。

硫化铅精矿的氧化浸出工艺研究较多，尤以三氯化铁为氧化剂的氯化浸出研究最为充分，该法的小试及扩大试验比较成功。硫化铅精矿的氯化浸出是将铅精矿中的硫转变为元素硫，铅转变成中间产品PbCl₂，然后，从氯化铅中提取和回收铅。从氯化铅中提取和回收铅的早期研究主要采用的工艺技术包括：氯化铅熔盐电解,无隔膜氯化铅水溶液电解,使用阴离子膜的氯化铅水溶液电解,使用阳离子膜的氯化铅水溶液电解等。然而，在上述电解工艺中，还存在阳极上析出氯气，极易造成氯气逸出和泄漏，恶化作业条件，造成环境污染，以及生产成本高，过程不好控制等问题。

针对上述从氯化铅中湿法回收金属铅工艺存在的不足，本发明人开发出一种用氯化铅转化成氧化铅的方法，并申请了发明专利（专利申请号：201210256121.3）。在此研究的基础上，本发明人又做了大量的试验和反复筛选后研发出氧化铅进一步被加工成金属铅的湿法冶金工艺，即采用固相电解还原技术将氧化铅还原成海绵铅，海绵铅熔铸制成铅锭。

发明内容

本发明的目的在于克服火法及现有湿法炼铅技术存在的上述不足,针对现有从氯化铅中回收铅存在的问题，提出一种从氯化铅转化产品-氧化铅中回收金属铅的方法。新的炼铅方法是以硫化铅精矿氯化浸出，氯化铅转化得到的产品氧化铅为原料，通过固相电解的方法将氧化铅还原成金属铅。

本发明给出的技术解决方案是：这种采用固相电解技术从氧化铅中回收金属铅的方法，其特点是由以下步骤构成。

1  氧化铅制备：将硫化铅精矿进行氯化浸出，浸出液冷却结晶得到固体氯化铅；然后将氯化铅转化成氧化铅。

（1）首先将固体氯化铅和氧化钙按液固比=4～7:1置入带有搅拌的转化罐中，进行第一步转化，,反应方程式为：

2PbCl₂+CaO+H₂O→2PbOHCl↓+CaCl₂

其中固体氯化铅与氧化钙的质量比＝8～10.5:1，反应温度20～80℃，反应时间不小于60min。

（2）将第一步转化生成的碱式氯化铅(PbOHCl)与氢氧化钠溶液作用进行第二步转化，生成固体氧化铅和二次转化后液，其化学反应方程式为：

PbOHCl+NaOH→PbO↓+NaCl+H₂O。

在第二次转化过程中，碱式氯化铅与氢氧化钠的质量比=3.85～5:1，氢氧化钠溶液浓度控制在15～22.5%，反应温度60～85℃，反应时间不小于30min。

2  配制电解液及涂板：将氢氧化钠配制成一定浓度的氢氧化钠溶液作为电解液；用适量的电解液与原料氧化铅混合，并搅拌成膏状；将搅拌好的氧化铅膏均匀地涂在格板型不锈钢材质的阴极板上。阴、阳极板的材质可以是钛制的。