專利名稱：一種處理電積銅中鉛陽極板脫落物的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢料的處理方法，尤其涉及一種處理電積銅中鉛陽極板脫落物的方法。
背景技術：
在濕法冶金中，電積銅是指將萃取富集后的銅溶液電解沉積產出陰極銅的過程。其中，電積陽極多為不溶鉛陽極板(Pb-Sn-Ca合金，含鉛93% 98 %、錫1% 2%、鈣<0.1%)o該鉛陽極板因長期受到來自硫酸銅電解液中氯離子、高錳酸根離子等雜質離子以及油份、硫酸等化學物質的腐蝕作用，其表面往往被氧化形成硫酸鉛、氧化鉛或二氧化鉛，隨后在物理敲打和/或由高電流密度造成的電化學腐蝕作用下脫落下來形成鉛陽極板脫落物。 這些鉛陽極板脫落物中含有鉛、二氧化鉛、氧化鉛、硫酸鉛等含鉛物質并夾雜少量硫酸銅晶體和其它雜質。若不進行處理，這些鉛陽極板脫落物將可能懸浮在溶液中，隨后遷移并吸附在陰極銅板表面形成結晶中心，導致在銅板上生長出不同大小的銅顆粒(其雜質含量往往是基體銅板的幾十到幾百倍)，嚴重時，這種銅顆粒將發(fā)育為樹枝狀并最終導致極板之間短路。若處理不當，例如直接將這些鉛陽極板脫落物簡單堆存或掩埋，其中的含鉛物質將對環(huán)境造成污染，同時造成鉛資源的浪費。因此，如何合理處理電積銅中鉛陽極板脫落物顯得十分重要。

發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種處理電積銅中鉛陽極板脫落物的方法，既能減少或消除鉛陽極板脫落物對環(huán)境產生的不良影響，又能變廢為寶，有效利用鉛陽極板脫落物中的金屬鉛從而獲得更大的經濟效益，且合理易行，污染小，能夠工業(yè)化。本發(fā)明提供了一種處理電積銅中鉛陽極板脫落物的方法，包括以下步驟(I)分離銅取鉛陽極板脫落物，磨細，加入60 80°C熱水，60 80°C下攪拌0. 5 I小時，過濾分離固液，得含銅濾液和除銅濾渣；(2)酸浸浸出鉛取步驟⑴中所述除銅濾渣，加入底水I，然后加入醋酸和硝酸混合酸，同時加入廢鐵屑或者鐵片，攪拌，維持反應溫度為60 80°C，pH值為0. 5 I. 0，反應時間為2 4小時，過濾分離固液，得含鉛濾液和除鉛濾渣；(3)沉淀鉛離子取步驟(2)中所述含鉛濾液，加入硫酸鈉沉淀鉛離子，攪拌，維持反應溫度在50 90°C，反應時間為I 3小時，過濾分離固液，得硫酸鉛沉淀和上清液I ;(4)沉淀轉化生產含鉛產品取步驟(3)中所述硫酸鉛沉淀，洗滌，加入底水II，然后加入碳酸鈉，維持反應溫度為70 90°C，pH值為8 9. 5，反應時間為I 3小時，過濾分離固液，得含鉛產品和上清液11，將含鉛產品烘干即制得三鹽基硫酸鉛產品。步驟(I)所述鉛陽極板脫落物主要含有單質鉛、二氧化鉛、氧化鉛、硫酸鉛等含鉛物質并夾雜少量硫酸銅晶體和其它雜質，其中，鉛元素所占質量分數通常為50 90 %。首先取鉛陽極板脫落物進行研磨，優(yōu)選地，研磨鉛陽極板脫落物至顆粒平均直徑為0. I 0. 2mm。然后加入60 80°C熱水洗滌這些鉛陽極板脫落物，令其中夾雜的少量硫酸銅晶體溶于熱水。優(yōu)選地，鉛陽極板脫落物與熱水的固液比為I : 2 4。優(yōu)選地，攪拌為在60 80°C下攪拌0.5 I小時。最后固液分離，得含銅濾液和除銅濾渣。優(yōu)選地，所述含銅濾液可用于回收銅。步驟(2)為酸浸浸出鉛過程。優(yōu)選地，其中加入的底水I可以為自來水或者為步驟(3)中所述上清液I，也可以為后繼步驟中產生的上清液II。優(yōu)選地，底水I與步驟(I)所取鉛陽極板脫落物的液固比為2 10 I。加入的醋酸和硝酸混合酸可溶解單質鉛、氧化鉛和硫酸鉛，形成二價鉛離子。優(yōu)選地，醋酸和硝酸混合酸與步驟(I)所取鉛陽極板脫落 物的液固比為I 2 I。由于除銅濾渣中含有的二氧化鉛具有強氧化性，并且不溶于醋酸和硝酸混合酸，因此本步驟中還需加入還原劑廢鐵屑或者鐵片還原二氧化鉛形成二價鉛離子，從而可以溶解在醋酸和硝酸混合酸中。優(yōu)選地，醋酸和硝酸混合酸中醋酸和硝酸的體積比為I : 0.2 0.5。優(yōu)選地，酸浸條件為維持反應溫度為60 80°C，pH值為0.5 1.0，反應時間為2 4小時。優(yōu)選地，廢鐵屑或者鐵片與步驟(I)所取鉛陽極板脫落物的質量比為0.15 0.4 I。浸出鉛離子后，過濾分離固液，得含鉛濾液和除鉛濾渣。除鉛濾渣可返回浸出。步驟⑵主要化學反應方程式如下3Pb02+2Fe+12H+ = 3Pb2++2Fe3++6H20Pb+2HAC = Pb2++2AC>H2 fPb0+2HAC = Pb2++2AC>H20PbS04+2AC- = Pb2++2Ar+S042_步驟(3)為沉淀鉛離子過程。通過加入硫酸根離子，將步驟(2)含鉛濾液中的二價鉛離子沉淀為硫酸鉛。優(yōu)選地，硫酸鈉的加入量是含鉛濾液中鉛摩爾數的I. 05 I. 2倍。優(yōu)選地，沉淀鉛離子的反應條件為維持反應溫度在50 90°C,反應時間為I 3小時。過濾分離固液，得硫酸鉛沉淀和上清液I。上清液I可返回步驟(2)用作底水I。步驟(3)主要化學反應方程式如下Pb2++S0 廣=PbSO4步驟(4)為沉淀轉化生產含鉛產品。取步驟(3)中所述硫酸鉛沉淀，洗滌后加入底水II。優(yōu)選地，底水II可以是純水或者上清液II。優(yōu)選地，硫酸鉛沉淀與底水II的固液比為I : 3 10。然后通過加入碳酸鈉將硫酸鉛沉淀轉化為含鉛沉淀,過濾分離固液,得含鉛產品和上清液II。上清液II可用作底水II，也可用作底水I。優(yōu)選地，硫酸鉛沉淀與碳酸鈉的質量比為I : 0. 3 0. 4，也可直接加入碳酸鈉溶液。含鉛產品烘干制得三鹽基硫酸鉛產品。優(yōu)選地，烘干溫度為60 90°C。步驟(4)主要化學反應方程式如下4PbS04+3C0廣+H2O = (PbO) 3. PbSO4. H20+3C02+3S042_本發(fā)明提供的一種處理電積銅中鉛陽極板脫落物的方法，具有以下有益效果既能減少或消除鉛陽極板脫落物對環(huán)境產生的不良影響，又能變廢為寶，有效利用鉛陽極板脫落物中的金屬鉛從而獲得更大的經濟效益，且合理易行，污染小，能夠工業(yè)化。


圖I為本發(fā)明的流程示意圖。
具體實施例方式以下所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。圖I為本發(fā)明的流程示意圖。實施例一一種處理電積銅中鉛陽極板脫落物的方法，包括以下步驟(I)分離銅取鉛陽極板脫落物，磨細至顆粒平均直徑為0. 15mmo取IOOg研磨后·的鉛陽極板脫落物顆粒，按固液比為I : 3的比例加入300ml的70°C的熱水洗滌，在70°C下攪拌0.5小時。過濾分離固液，得含銅濾液和除銅濾渣。測得含銅濾液中銅的濃度為l.Og/L，含銅濾液用于回收銅。(2)酸浸浸出鉛取步驟(I)中所述除銅濾渣，按與步驟(I)所取鉛陽極板脫落物的固液比為I : 5加入自來水500mL。然后按與步驟(I)所取鉛陽極板脫落物的固液比為I I加入醋酸和硝酸混合酸IOOmL,其中，醋酸和硝酸的體積比為I : 0.2，即醋酸83.3mL，硝酸16. 7mL。同時加入廢鐵屑18. 7g，攪拌，維持反應溫度為80°C，pH值為0. 5，反應時間為2小時，過濾分離固液，得含鉛濾液和除鉛濾渣12. 5g。除鉛濾渣返回浸出。(3)沉淀鉛離子取步驟(2)中所述含鉛濾液550mL，其中鉛含量為94. 5g/L。加入硫酸鈉沉淀鉛離子，硫酸鈉的加入量是含鉛濾液中鉛摩爾數的I. 2倍，即42. 7g。攪拌，維持反應溫度在70°C，反應時間為3小時，過濾分離固液，得硫酸鉛沉淀和上清液I600mL，上清液I中的鉛含量為8. ImgfL0(4)沉淀轉化生產含鉛產品取步驟(3)中所述硫酸鉛沉淀，洗滌，烘干后稱重為
75.lg。加入純水600mL，然后加入濃度為20%的碳酸鈉溶液IlOmL,維持反應溫度為90°C，pH值為9. 0，反應3小時，過濾分離固液，得含鉛產品和上清液II700mL，上清液II中的鉛含量是10. 3mg/L。將含鉛產品于60°C下烘干8小時即制得三鹽基硫酸鉛產品230. 5g。本實施例中鉛的回收率為98.7%。經檢測，三鹽基硫酸鉛產品符合優(yōu)等品標準。指標如表I所
/Jn o表I實施例一中二鹽基硫酸鉛廣品指標
權利要求
1.一種處理電積銅中鉛陽極板脫落物的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)分離銅取鉛陽極板脫落物，磨細，加入60 80°C熱水，攪拌，過濾分離固液，得含銅濾液和除銅濾渣； (2)酸浸浸出鉛取步驟(I)中所述除銅濾渣，加入底水I，然后加入醋酸和硝酸混合酸，同時加入廢鐵屑或者鐵片，攪拌，維持反應溫度為60 80°C，pH值為0. 5 I. 0，反應時間為2 4小時，過濾分離固液，得含鉛濾液和除鉛濾渣； (3)沉淀鉛離子取步驟(2)中所述含鉛濾液，加入硫酸鈉沉淀鉛離子，攪拌，維持反應溫度在50 90°C，反應時間為I 3小時，過濾分離固液，得硫酸鉛沉淀和上清液I ; (4)沉淀轉化生產含鉛產品取步驟(3)中所述硫酸鉛沉淀，洗滌，加入底水II，然后加入碳酸鈉，維持反應溫度為70 90°C，pH值為8 9. 5，反應時間為I 3小時，過濾分離固液，得含鉛產品和上清液11，將含鉛產品烘干即制得三鹽基硫酸鉛產品。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(I)中所述鉛陽極板脫落物與所述熱水的固液比為I : 2 4。
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述底水I與步驟(I)所取鉛陽極板脫落物的液固比為2 10 I。
4.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述醋酸和硝酸混合酸與步驟(I)所取鉛陽極板脫落物的液固比為I 2 : I。
5.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述醋酸和硝酸混合酸中醋酸和硝酸的體積比為I : 0.2 0.5。
6.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述廢鐵屑或者鐵片與步驟(I)所取鉛陽極板脫落物的質量比為0.15 0.4 I。
7.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述硫酸鈉的加入量是含鉛濾液中鉛摩爾數的I. 05 I. 2倍。
8.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(4)中所述硫酸鉛沉淀與所述底水II的固液比為I : 3 10。
9.如權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(4)中所述硫酸鉛沉淀與所述碳酸鈉的質量比為I : 0.3 0.4。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種處理電積銅中鉛陽極板脫落物的方法，包括分離銅、酸浸浸出鉛、沉淀鉛離子和沉淀轉化生產含鉛產品。本發(fā)明既能減少或消除鉛陽極板脫落物對環(huán)境產生的不良影響，又能變廢為寶，有效利用鉛陽極板脫落物中的金屬鉛從而獲得更大的經濟效益，且合理易行，污染小，能夠工業(yè)化。
文檔編號C22B3/04GK102796871SQ20111014014
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權日2011年5月27日
發(fā)明者王勤, 何顯達, 陳艷紅, 蘇陶貴, 馬琳, 郭苗苗 申請人:深圳市格林美高新技術股份有限公司, 荊門市格林美新材料有限公司