[发明专利]一种铅基合金阳极铅溶蚀膜封方法

说明书

本发明提出了一种铅基合金阳极铅溶蚀膜封方法，所述方法包括：将铅基合金板放入一定温度下的混合溶液中，以所述的铅基合金板作为阳极，以石墨、金属铜或金属铝作为阴极进行通电预制膜，在铅基合金板的表面生成保护膜；将表面带有保护膜的铅基合金板取出放入电解锌溶液中作为阳极电解生产使用。本发明通过对铅基合金板进行预制膜处理，可在铅基合金板的表面快速生成一层致密而稳定的保护膜，对铅基合金基体起到保护作用，从源头抑制电解使用过程中铅等阳极组分的溶蚀损失，减少含铅污染物的产生，利于提高阴极电流效率和产品的纯度，延长清槽和阳极刮板周期及其使用寿命，适用于电解锌、电解锰等以铅基合金为阳极的湿法冶金行业。

技术领域

本申请涉及湿法冶金领域，尤其涉及一种铅基合金阳极铅溶蚀膜封方法。

背景技术

电解锌、电解锰等湿法冶金行业普遍以铅基合金板为阳极材料，其中铅的含量一般在99％以上，电解过程阳极中的铅和电解液中的锰离子发生电氧化导致了大量铅的溶蚀和含铅含锰阳极泥的产生，电解槽内产生的阳极泥一部分掉落在电解槽底部，一部分以悬浮物的状态混合在电解液中，还有一分部黏附在极板上，需要定期对槽体进行清理(即清槽)，对阳极板进行刮板。每吨电解锌或电解锰产品产生10kg至50kg的阳极泥。阳极板大量的铅溶蚀缩短了极板的使用寿命，增加了阳极的使用成本，而且铅离子容易在阴极产品表面还原沉积降低产品的纯度；此外，由于阳极泥导电性差，其在阳极表面过量黏附或在电解液中大量悬浮会增加电解槽压和电能消耗，清槽和刮板需要耗费大量的人力和物力，使得清槽和刮泥成为锌电解生产中的一项重要工作。更为重要的是铅是一类污染物，其溶蚀释放以后造成了废水、酸雾和阳极泥的多相态污染，其中阳极泥被作为危险废物进行管理，末端治理上述含铅多相态污染物治理成本高，也不能解决铅污染产生过程给车间工人健康造成的损害，而且一旦处置不当给企业周边生态环境带来极大威胁，容易导致儿童血铅等群体性事件的发生。因此开发从源头上对铅基合金阳极的铅溶蚀进行有效抑制的清洁生产技术极为必要。

在现有技术中，主要通过调节电解液中锰离子浓度，来调控阳极泥的生成量，当溶液中锰离子浓度较高时，阳极泥产生量会显著增加，因此生产上一般控制电解液中锰离子浓度在3g/L至5g/L，但这种方式对阳极板铅溶蚀的抑制效果有限，关键原因在于阳极表面发生了氧析出、铅腐蚀、锰氧化三类反应，其中氧析出的电流效率超过了95％，而铅腐蚀和锰氧化的电流效率一般低于5％，当锰氧化沉积产物在阳极板表面缓慢覆盖铅基底的同时，阳极板中已有大量的铅在电解液中暴露并发生氧化溶蚀，而且，阳极板表面大量的氧气析出更倾向于破坏表面黏附的锰沉积物，促进了铅基底更大面积的暴露溶蚀。学者Karbasi和Keshavarz Alamdari在2015年研究了新型阳极，累积压制法制备了Pb-Ag，Pb-Co和Pb-MnO₂阳极。通过多次压制，极板的机械性能有了显著提升，从而可以降低阳极的衰减速率，减少了渣的产生，从而减少污染物的生成，进而降低铅阳极的成本。但是这种方式操作起来极为繁琐，工序较多，对技术人员的要求也比较高，不适于进行广泛的推广。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种铅基合金阳极铅溶蚀膜封方法，所述方法包括：

将铅基合金板放入一定温度下的混合溶液中；

以所述的铅基合金板作为阳极，以石墨、金属铜或金属铝作为阴极进行通电预制膜，在铅基合金板的表面生成保护膜；

将表面带有保护膜的铅基合金板取出放入电解锌溶液中作为阳极电解生产使用。

优选地，所述混合溶液中包括硫酸锰和硫酸。

优选地，所述混合溶液中锰离子浓度为3g/L至100g/L，硫酸浓度为10g/L至190g/L。

优选地，所述混合溶液的温度为60℃至100℃。

优选地，所述通电预制膜过程采用直流电实现，电流密度为20A/m²-200A/m²。