[发明专利]一种采用并联式隔膜电沉积模组制备金属铋的方法

说明书

本发明属于湿法冶金电沉积技术领域，本发明提供了一种采用并联式隔膜电沉积模组制备金属铋的方法，甲基磺酸体系电积液由储液槽经换热器泵至高位槽中，再由高位槽流入分配槽经料液支管、阴极室供液管输送至隔膜电沉积模组的阴极室；阴极室的料液经阴极室溢流口通过阴极室排液管流至循环槽，再通过循环泵经阳极室供液管输送至隔膜电沉积模组的阳极室；阳极室的料液经阳极室溢流口流至回收槽。本发明的方法通过阴离子隔膜设置和电积液流动方式控制可避免电沉积过程中亚铁离子在阴、阳极之间来回迁移，导致电流效率大幅降低，阳极室甲基磺酸铁‑甲基磺酸溶液可返回含铋物料湿法浸出工序作为浸出剂循环利用。

技术领域

本发明涉及湿法冶金电沉积技术领域，尤其涉及一种采用并联式隔膜电沉积模组制备金属铋的方法。

背景技术

铋作为稀有战略金属，广泛应用于冶金添加剂、化工、光电材料、医药、化妆品等领域。我国铋资源储量丰富，总计50～60万t，但铋在自然界中很少形成单独的矿床，多数与铅、锡、铜等矿物伴生。在提炼主金属铅、锡和铜冶金过程中，铋通常富集于铅阳极泥、铜冶炼烟尘或黑铜粉等中间产物或副产物，再通过全湿法或火湿联合工艺回收金属铋。

湖南柿竹园多金属共生矿中铋资源储量占全国总储量的73％，是我国最重要的铋冶炼原料基地。目前钨-钼-铋多金属共生矿可通过浮选工艺分别产出硫化铋精矿和钨钼精矿，硫化铋精矿再通过火法冶金或湿法提取工艺生产铋产品。火法炼铋工艺成熟，但也存在能耗高、低浓度SO₂烟气污染、伴生有价金属难以有效回收等问题。湿法提铋工艺包括含铋物料浸出、浸出液净化除杂以及铋产品制备等工序，当前主要在氯盐、盐酸溶液中进行。湿法浸出工艺包括FeCl₃浸出、氯气浸出、氧气浸出或矿浆电解等方法；浸出液可通过电积、铁粉置换、中和水解等方法回收铋。铁粉置换和中和水解沉铋工艺的废水排放量大，处理成本高；而氯盐体系电沉积过程也存在电积液挥发性强、阴极铋形貌差、易产生氯气等问题。

现有技术中公开了采用铋溶解性高、挥发性小、导电性强、性能稳定、可生物降解的甲基磺酸为浸出剂，并添加亚铁离子为催化剂，在氧压或常压条件下实现硫化铋精矿的高效、绿色提取，但浸出过程中铁会大量浸出。因此，研究开发一种并联式隔膜电沉积模组制备金属铋的方法，用以实现铋产品制备过程中铁的分离以及浸出剂的再生循环，同时得到平整致密的金属铋板，具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种采用并联式隔膜电沉积模组制备金属铋的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种采用并联式隔膜电沉积模组制备金属铋的方法，包含如下步骤：

1)甲基磺酸体系电积液由储液槽11经换热器24泵至高位槽23中，再由高位槽23流入分配槽9经料液支管10、阴极室供液管8输送至隔膜电沉积模组的阴极室5；

2)阴极室5的料液经阴极室溢流口1通过阴极室排液管19流至循环槽22，再通过循环泵16经阳极室供液管13输送至隔膜电沉积模组的阳极室6；阳极室6的料液经阳极室溢流口18通过阳极室排液管20流至回收槽12；各单元槽阴极室5料液中的甲基磺酸根阴离子穿过阴离子隔膜3进入阳极室6。

作为优选，所述并联式隔膜电沉积模组由多个隔膜电沉积单元槽组合而成，各单元槽中阴极板2和阳极板4分别设置在阴离子隔膜3两侧。

作为优选，所述阴极板和阳极板的间距为6～12cm；所述阴极板为不锈钢板、钛板或铋板；所述阳极板为石墨板或涂钌钛板。

作为优选，电沉积的过程中，电积液的温度为30～90℃，电沉积的时间为6～72h。

作为优选，电沉积的过程中，阴极的电流密度为50～300A/m²。