粗锡电解精炼

1、17 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved. htlp:/wwucnki.nel17 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved. htlp:/wwucnki.nel17 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved. htlp:/wwucn

2、ki.nel17粗锡电解精炼广州冶炼厂刘成光 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved. htlp:/wwucnki.nel17 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved. htlp:/wwucnki.nel173004006 = 250 300, Dk = 300 400 48460 x 360 x 0.51,每艳3片480 x 420 x 15,每槽4片

3、我厂粗锡电解制取精锡自1966年以来, 经过多年的努力，使生产流程不断得到革 新，保证了精锡产虽年年提前超额完成国家 下达的任务，粘锡质昼为特一级。去年特一 级品粘锡达到100%,被评为广州市名牌产 品，深受国内外用户的好评。为进一步提高电锡生产的各项技术经济 指标，现将我厂粗锡电解稱炼的生产经验总 结介绍如下：一、电解主要设备及电解液制备（-）主宴设备1. 电解槽。钢筋混凝土结构，壁厚 100毫米，內涂沥青并衬以5亳米厚软塑料 板。内部尺寸：1750x750x970米。共100 个椚，使用寿命达10年之久。，2. 隔膜电解槽。为耐酸陶瓷电解槽及 辉绿岩混凝土电解極两种，内部尺寸为： 1050

4、 x 500 x 560?S米，共 8 个槽。3. 硅整流器。电解用硅整流器，电流 03000安培、电压036伏；隔膜电解造液 用硅整流益，电流0800安培、电压050 伏。4. 耐酸泵。电解液循环采用050亳米 锡青铜制液下轴流耐酸泵两台。5. 集液橄。采用钢筋混凝土内涂沥青 衬5/米厚硬塑料板两个。有效容积共20 次3O6. 高位加温椎。用红砖水泥砌筑外 壁，内衬5珏米厚不锈钢板，容积35米J 使用10多年还完好。槽内装有蒸汽加温不锈 钢蛇形管。（二）电解液的组成与制备我厂粗锡 电解梢炼采用硫酸亚锡-硫酸-甲酚磺酸所组 成的电解液，以含锡9899%的粗锡作阳 极，梢锡片作阴极。电解液的实际

5、组成（克/ 升）为：Sn+220-28, Sn+4 Sn（SOJ2 + H2O ； （2） Sn（SO4）2 + 3H2OSnO2-H2O+2H2SO4（3） 生成的碱性锡盐包围阳极表面，到一定 稈度阳极就会产生钝化现象。此时阳极的溶 解反应就被反应（1）所代替。若电解液混浊，导电不良，极化严西 时，一开始进槽槽电压就很高，两极都有气 泡产生，事实上反应（1已发生了。放出的 氧气，使电解液发生沸腾现象，阴极全部发 黑。要防止或消除这种现象，须严格控制好 技术条件，加入氯化钠、重銘酸钾和0-蔡 酚。在生产过程中，我们控制阳极含Pb0.5 1.0%,在电解液中无明显积累，95%以 上的铅进入阳极泥

6、。（二）祕 我厂粗锡含钮高，是影响产 品质量的主要元素之一。在电解过程中，钮 一般不溶解或溶解成为锤盐而附着在阳极表 面上，成为阳极泥除去。但当技术条件控制 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved. htlp:/wwucnki.nel18不当时（阳极含钮址高、电流密度高、槽电 压高），就有可能在阴极析出，影响产品质 So实践证明，当植电压升高到04伏以上 时，电解锡中锤含最升高很快，因此阳极含 锤量要严格控制。同时要注意保持电解过程 中一定的Sn*2浓度和酸度，防止槽电压升

7、 馮。电解中加入重铅酸钾添加剂，有助于阴 极含锤量的降低，可能是形成络合物的沉 淀：Cr2O7-2 + 2Bi+3 +2民0 = （BiO ）26207+4H*清梱时，槽底有部分黄色沉淀物，经分 析其含锤呈较高，可能就是重铅酸氧钮沉淀 物。锤在电解液中积累不明显，当有大星的 S十2存在情况下，Ei+3极易还原而保留在阳 极表面或沉于槽底。（三）铜在电解过程中不发生溶解而 大部分留在阳极表面成为阳极泥除去。部分 铜与稀硫酸作用生成硫酸铜，但有大SSn+2 存在时，很快被置换为铜，沉入槽底。（四）碑和舗 电位较锡正电性，不溶 解而留在阳极表面以阳极泥形式除去。当技 术条件控制不当，镇可发生电化溶解

8、，由于 有大虽的Sn存在，又易被还原为锦沉于槽 底；但碑锦也有可能被氧化而与游离硫酸作 用生成硫酸盐，然后很快水解成为亚碑酸及 亚锐酸。同时碑銭的不同价氧化物存在时会 产生粒度很细的悬浮物，也影响阴极质量。 电解液中的氯化钠可降低碑、铸的有害作 用：CK吸附作用极亘，而Na4则易与AsOY、 SbO73生成碑（彿）酸钠，以减少在阴极析出 的可能性。（五）铁比锡负电性得多，电解时应 溶解进入溶液。但事实上铁在电解液中却无 明显积累。长期的生产实践证明了这一点。 从1966年下半年开槽生产到现在，已有10多 年时间，电解液中含铁虽变化是不大的。以 某一年的惜况来看也是如此（见表1 ）。铁不积累的原

9、因是，阳极中铁含量都在0.1%以下；我厂阳极浇铸温度在300C左 右，铁与锡会以FeSn2状态存在，使电化盗 解发生困难而成为阳极泥剥落。我们发现, 若浇铸时粗锡在锅中搅拌不均匀，铸成的阳 极板电化溶解很不好，往往会产生龟壳状的 残极。化验结果指出，龟壳状残极含Fe显 .高达3.35%,比阳极的平均含Fe量高45倍。另外，由于电解液中添加了重铭酸钾,能使铁 在阳极表面生成一层吸附性的保护膜或难溶 化合物，使铁产生钝化而难以俗解。电解液杂质成分（克/升）表1元索PbBiCuFeAsSb0.150.0260.00460.520020.0091月0430.0560.00120.500.0180.01

10、42平.0.240.0120.00040.460.0090.0078均0.8100010.00040.550.0100.0028但若阳极板含铁大虽增高，如将乙锡 （Sn939570%、Fe2.20-3.60%）进行电 解，电解液中的铁会迅速积累，铁有25 40%进入电解液中。这主要是因为重銘酸钾 有双重作用，一方面在阳极引起钝化，另方 面在阴极上起去极化的作用。如果用址不 足，就不能生成完全旳葩化膜，使铁的溶解 加速。在防腐工业中，将铠酸盐、重裕酸盐 称为危险的缓蚀钝化剂，就是这个道理。阳 极板含铁量増高,K2Cr2O7添加量不足，将给 这种电解作业带来巨大购困难，因此，阳极 板中的含挟量是需

11、要控制的。为了得到符合要求的阳极板，我们将电 炉所产的粗锡在浇铸前进行火法精炼加工， 加锯木屑除铁、神，在24027（TC下搅拌粗 锡，分批加入为粗锡量的020.6%木糠， 加入虽视Fe、As含最而定，攬拌10多分钟， 捞掉浮渣。采用加硫除铜方法，按粗锡含铜 园计算Cu：S = 3： 1分数次加入，温度250 280 搅拌10多分钟后，捞掉浮淡，以 除去部分杂质，并与电解产出之残阳极进行 混合配料，取样分析后，再铸成阳极板。井化学成分见表2。阳极板要求成分及实际成分（）裘2元索SriFbBiCuFeAs + Sb娄求成分989910.50.10.10.3月93.110.9460.350.020

12、.0110.265$平98.260.9620.330.070.030.16均98.380.9630.270.080.020.14阳极板的物理规格：要求表面平直，厚 薄均匀，没有衣的气孔、飞边、毛刺及炉渣 夹杂物，浇铸和度应严格控制，一般以300 320；C为宜。阳极板重虽5560（公斤/块）。 尺寸:730 x 630 x 10米。从表1看出，电解液中的杂质积累程度 无一定规律，时高时低，主要随进槽阳极板 杂质成分而变化。实践证明，我厂粗锡电解 已生产10多年时司，各种杂质均无明显积 累，无需净化，可连续进行生产丿三、锡电解技术条件的控制（-）主要技术条件控制.电流密度 .（Dk）100114

13、（安/米2）,电解液温度35, 同名极距100亳米，电解液循环就67 （升/ 分，循环方式为下进液上出液，楷电压02 0.4伏，电解周期为阴极4天，阳极812 天。（-）几个主要技术条件说明使阳极泥沉降困难，并造成Au、Ag等贵金 属损失。但我厂阳极泥基本附若在阳极板表 面上，且沉降性能好，贵金属含量又少，所 以采用此种循环方式较合理。粗锡电解技术条件的控制是十分重要 的，特别是电解液及添加剂的成分、加入 量等因素的控制。尤其是在淸槽前后，大 虽补充新配电解液，以及阳极板成分变化 较大时，应特别注祖观察分析。夏天气温较 高，造成电解液温度过高时，会引起留在电 解液中的大量胶和尸-蔡酚全部溶解,

14、使胶虽 过多，阴极极化严氮，槽电压骤然升高很 快，就要降低电流密度及大量添加食盐等去 极剂，以使其恢复正常。在春天湿度大，易 产生漏电惜况，造成产量下降，要判断正确 及时处理。四、主要技术经济指标及原材料消耗（-）主要技术经济指标电流效率（）69.65直流电耗（度/吨）169残阳极率（）47.16阳极泥率（%） - 3.55 -槽电压（伏）0.26锡回收率（）99.26（二）精锡质量电解精锡全部达到转 1号精锡标准。1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 181.电流密度。提高电流密度受到阳极 容易钝化和阴极易受污染的限制。电流密度 高，阴极析出快，易生枝状结晶，也易使电 .解达到极限电流密度，槽电压升髙，引起阳 极钝化。2电解液溫度。我厂锡电解基本上采 用常温，夏天保持在3537C,冬天采用蒸 汽加热的办法维持其一定的温度。3电解液循环。为下进液上出液式。 优点是电解液上下浓差小，比较均匀。缺点 是电解液流动方向和阳极泥下沉方向相反，（三）材料消耗公斤/吨）硫酸42.66, 甲苯酚7.33,牛胶0.68,食盐3.57,重銘酸 钾2.44, 0-茶酚032