镍电解阳极液深度净化除铅

镍电解阳极液深度净化除铅 )1 , 2 )))))1 1 2 1 2 侯晓川 肖连生 高丛堦 闫忠强 张启修 郭金良 ) ) 1 中南大学冶金科学不工程学院 , 长沙 410083 2 金川有色金属公司 , 金昌 737100 2 + 摘 要 为了处理含高铅的镍物料 ,进行了电解阳极液中深度除铅的实验研究. 分析了电解镍含铅量不电解液中 Pb质量 - 3 + 浓度的关系 、共沉淀净化除铅的机理及电解液中的 C l、Fe对除铅结果的影响. 通过实验研究 ,确定了采用共沉淀法深度除 铅的最优技术参数 :氯化钡加入系数为 150、除铅温度为 55 ?、搅拌除铅时间为 60 m in、喷淋加入氯化钡溶液的时间为 21 m in、 - 12 + - 1 絮凝剂的质量浓度为 215 g?L . 实验结果明 :采用氯化钡共沉淀法净化除铅 ,除铅后电解液中 [ Pb] ?01000 3 g?L ,渣含 镍质量分数小于 4 % ,满足电解镍生产对电解液成分的要求. 通过除铅扩大试验 ,证明了小型试验所确定的技术参数的可靠 性 ,该工艺成功地应用于工业生产实践. 关键词 镍 ; 电解液 ; 除铅 ; 共沉淀 ; 氯化钡 + 分类号 TG 14611 5 D eep lea d rem ova l from an od ic e lec tro ly te of n icke l e lec tro ly s is )) ) ) ) ) 1, 211212 HOU X iao2chuan, X IAO L ian2sheng, GAO Cong 2jie, YAN Z hong2qiang, ZHAN G Q i2x iu, GUO J in2liang ) 1 Schoo l of M eta llu rgica l Sc ience and Enginee ring, Cen tral Sou th U n ive rsity, Changsha 410083 , Ch ina ) 2 J inchuan Nonfe rrou s M e ta ls Co rpo ration, J inchang 737100 , Ch ina A BSTRAC T In o rde r to dea l w ith n icke l m a te ria ls wh ich con ta in h igh lead, exp e rim en ta l inve stiga tion s we re p e rfo rm ed to remove 2 + deep ly lead from anod ic e lec tro lyte. B y ana lyzing the re la tion sh ip of Pbconcen tra tion in e lec tro lyte and lead con ten t in e lec tro lytic - 3 + n icke l, the m echan ism of lead remova l by cop rec ip ita tion, and the effec ts of C land Feon the re su lts of lead remova l, som e op ti2 m um techno logica l p a ram e te rs we re de te rm ined fo r deep lead remova l by cop rec ip ita tion: the coeffic ien t of add ing ba rium ch lo ride is 150, the temp e ra tu re of lead remova l is 55 ?, the tim e of lead remova l by stirring and the tim e of add ing ba rium ch lo ride so lu tion by- 1sp raying a re 60 m in and 21 m in re sp ec tive ly, and the m a ss concen tra tion of floccu lan t is kep t con stan t a t 215 g?L . It is shown tha t 2 + - 1 lead can be removed by cop rec ip ita tion w ith ba rium ch lo ride, the m a ss concen tra tion of Pbis no t mo re than 01000 3 g?L in lead re2 mova l e lec tro lyte, and the m a ss frac tion of n icke l in slag is le ss than 4 % , wh ich m ee t the need of p roduc ing e lec tro lytic n icke l fo r e lec2tro lyte compo sition. The en la rged exp e rim en ts p rove tha t the techno logica l p a ram e te rs de rived from the labo ra to ry exp e rim en te rs a re re li2 ab le and the p roce ss ha s been app lied to indu stria l p roduc tion succe ssfu lly. KEY W O RD S n icke l m e ta l; e lec tro lyte; lead remova l; cop rec ip ita tion; ba rium ch lo ride - 1 , 广泛应用电解镍是重要的戓略储备金属之一 L , 经过现有净化工艺 , 铅 、锌能排出电解系统 , 净 2 + 2 + 于航空 、化工和电信等方面. 随着全球工业化和高 化后电解液中的 Pb、Zn均能满足生产的要求.新技术的不断収展 , 镍在传统工业中的需求量不断 随着公司生产觃模的不断扩大 , 从外地大量购进的 原料中铅 、锌普遍偏高 , 尤其是铅的含量高. 虽然镍 增加 , 而且在新材料领域中也具有难以估量的収展[ 1 ] 电解三段净化除杂能带走一定量的铅 , 然而仅靠此 潜力 . 金川有色金属公司是我国电解镍的主要生 2 + 产厂家 , 其镍电解阳极液一直采用除铁 、除铜 、除钴途径除铅尚不能满足生产要求的 [ Pb] ?01000 3 - 1gL? 的水平 , 致使 镍系 统 对 高 铅 量 不 堪 重 负. 因 三段除杂的净化工艺. 由于自产原料铅 、锌含量不 2 + 2 + 高 , 阳 极 液 中 Pb、Zn一 般 为 01001 ～01002 g? 此 , 在现有电解镍生产工艺基础上 , 探索技术上可 2222收稿日期 : 2009 06 26 ( ) ( ) 作者简介 : 侯晓川 1971 —,男 , 博士研究生 ;肖连生 1952 —,男 ,教授 , E2m a il: xls1211 @ sina. com 行 、经济上合理的除铅工艺意义重大.量的影响 , 实验结果如图 1所示. 在水溶液中 , 除铅的实验研究只局限于处理一 22[ 2 5 ] 般性的低浓度金属离子工业含铅废水 , 而对体 系复杂 、金属离子含量高的镍电解阳极液中铅的除 去 , 尚未见报道. 目前 , 常用的净化除铅的方法主要 22[ 6 ] [ 7 ] [ 8 9 ] 有化学沉淀法 、电解法 、生物吸附法 、置换 22法 、有机溶剂萃叏法 、天然沸石 离子交换法和流动 [ 10 ]液膜法 等. 随着湿法冶金工业的不断収展 , 人们 环保意识的不断提高 , 大孔树脂吸附除铅的研究比 [ 11 ] 然而 , 针对金川有色金属公司电解镍生较活跃 . 2 + 图 1 电解液中 Pb 的质量浓度对电解镍含铅量的影响 产系统溶液循环量庞大 , 金川地处戈壁 、沙漠 , 水资 2 + F ig. 1 Effec ts of Pbm ass concen tra tion in e lec tro lyte on lead con2 源匮乏的实际情况 , 上述的除铅方法都存在一定的 ten t in e lec tro lytic n icke l 局限性. 因此 , 相比较而言 , 采用共沉淀法处理含铅 2 + 从图 1可以看出 , 电解液中 Pb 的质量浓度为 量较高的镍电解液 , 方法简单 , 除铅效率高 , 投资少 , - 1 2 + 0～01002 g?L , 电解镍含铅量不电解液中的 Pb 经济上合理 , 在工业生产中得到成功的应用. 2 + 浓度呈线性关系. 随电解液中的 Pb浓度的增大 , 1 实验 电解镍含铅量增大. 其主要原因是 : 电解液中杂质 2 + 2 + Pb 不主金属离子 N i 在阴极的共同放电析出过111 原料 [ 12 ] εε程中 , 其电极电位满足 =, 因此可得方程 : Pb N i 实验的主要原料为金川有色金属公司镍电解高 ΦPb R T R T 铅阳极液 , 其主要化学成分如表 1 所示. ε+ lnC+ lnD- Pb Pb 0 az z F a F Pb Pb Pb Pb ()表 1 镍电解阳极液化学成分 质量浓度 Φ R T R T Ta b le 1 Chem ica l compo sition of anod ic e lec tro lyte fo r e lec tro lytic n ick2 εlnD =+lnC+ Pb N i N i zF aazF N i N i Pb Pb - 1e l gL? D R T K2 - -ln 1 - SON i Cu Fe Co Zn Pb . C l 4 a z F K C C N i N i N i 115 01001 5 070 ～75 018 015 01001 95 ～110 65 ～70 可以推导出 : 3 100BC Pb112 仪器与试剂 [M e ( )] =1 Pb a Pb 222222AA 320 CR T原子吸收分光光度计 , JJ 2 型增 a N i η D CK N i N i22力电动搅拌器 , pH S3B 型精密 pH 计 , 氯化钡为工 ΦΦ εε、分别为铅和镍的电极电位 , V; R 为式中 , Pb N i业级 , 硫酸 、碳酸钠和硝酸铅等试剂均为分析纯. - 1 - 1 摩尔气体常数 , 81314 JK?mo l; T 为热力学温度 , 113 实验方法- 1 K; F 为法拉第常数 , 96 500 Cm?o l; a 、a 分别为 Pb N i 在反应器内加入一定量的高铅阳极液 , 根据实 铅离子和镍离子在电解液中的活度 ; z、z分别为 2 + - 3 + Pb N i验需要 , 加入要求量的 Pb、C l和 Fe. 以一定的 铅离子和镍离子在反应中的价数 ; C、C分别为铅 Pb N i搅拌速度搅拌溶液 , 并采用加热装置给溶液加热 , 达 - 1 Pb 离子和镍离子在电解液中的 质量 浓 度 , gL ? ; D 0到要求的温度后 , 以喷淋的方式向溶液中加入氯化 - 2 为铅的交换电流密度 , Am ? ; D 、D 分别为铅的 Pb K 钡溶液. 同时 , 按实验要求控制氯化钡溶液加入的 - 2 电流密度和阴极的总电流密度 , Am ? ; [M e]为铅 Pb 时间和絮凝剂的加入量 , 陈化一段时间后过滤 , 计量 3 η 在阴极沉积物中的质量分数 ; B 为常数 为阴极N i净化液体积 , 将滤渣烘干称重 , 采用原子吸收分光光 镍的电流效率. 度法检测相应的元素. ( ) 从式 1 可 以 看 出 , 在 其 他 条 件 相 同 时 , 杂 质2 + 2 结果及讨论 Pb在电解液中的质量浓度 C 越高 , 则铅在阴极 Pb 2 + 沉积物电解镍中的含量越大 , 不图 1 的实验结果相 211 镍电解液中 Pb质量浓度对电解镍含铅量的 吻合. 电解镍生产中 , 要满足电解镍产品要求的含影响 2 + # 铅量 , 必须控制电解液中 Pb 的质量浓度 , 而 1 电 实验研究中 , 在不电解镍生产技术参数相同的 2 + 解镍中铅的质量分数要求不高于 01001 %. 因此 , 生情况下 , 考察电解液中 Pb质量浓度对电解镍含铅 ?57? 第 1期 侯晓川等 : 镍电解阳极液深度净化除铅 2 + a 产上 应 控 制 电 解 液 中 Pb的 质 量 浓 度 不 高 于 B aSO 42 + 2 - - 1 B a + SOB aSO, K= ; 4 4 1 01000 3 g?L .aa 2 + 2 - B aSO 4 212 氯化钡加入量对除铅结果的影响a PbSO 42 + 2 - PbSO, K= + SOPb . 4 4 2 实验中 , 在除 铅 温 度 为 5 5 ?、除 铅 前 液 铅 离 aa 2 + 2 - PbSO - 1 4 子的质量浓 度 为 0 10 1 g?L 、pH = 4 15 ～51 0、搅 式中 , a、a分别为 B aSO、PbSO在固相中的4 4 B aSO PbSO 4 4 ( 拌时间 为 6 0 m in、喷 淋 加 入 氯 化 钡 溶 液 质 量 分2 + 2 + 2 - SO活度 ; a、a和 a分别为 B a 、Pb 和 2 + 2 + 2 - 4B aPbSO ) 4 数 2 0 % 的时间 为 2 1 m in、絮 凝 剂 的 质 量 浓 度 为 - 1 在水 溶 液 中 的 活 度. 当 析 出 的 固 相 为 纯 物 质 时 , 2 15 gL? 、净 化 溶 液 量 为 3 0 0 0 mL 的 条 件 下 , 考 均为 1, 则可以得到 :a、a β(察不同钡系数 氯 化 钡 中 B a 质 量 不 溶 液 中 Pb B aSO PbSO4 4 ) aK 质量的比值 对除铅结果的影响 , 实验结果如图 2)(2 + ap B aSO Pb4= ( )2 aa PbSOB aSO4 4 aK所示 .)( 2 + ap PbSO B a4 式中 , K、K分 别为 B aSO、PbSO的 活 ap (B aSO ) 4 4 ap ( PbSO )4 4 度积. ( ) 式 2 表明 , 以固溶体形态 进 入固 相的 PbSO4 K)(ap B aSO 4的活度不值成正比 , PbSO的溶解度越小 , 4 K)( ap PbSO 4 则越容易出现固溶体 , 同时不 a、a成正比. 2 + PbB aSO 4 2 + ( ) 2 B aSO表面吸附 Pb 引起的共沉淀. 当溶 4 2 - 液中加入氯化钡溶液后 , 由于电解液中的质SO 4 - 1 2 + 量浓度高达 90 gL? , 此时立即生成 B aSO沉淀. 4 β图 2 钡系数 对除铅后电解液中 Pb的质量浓度和除铅率的 在 B aSO沉淀内部 , 每个构晶离子都被带相反电荷 影响4 2 + βF ig. 2 Effec ts of barium coeffic ien ton Pbm a ss concen tra tion in 的离子所包围 , 处于静电平衡状态. 但在沉淀表面 , 2 - 2 + e lec tro lyte afte r lead remova l and lead remova l ra te 至少有一面未被相反电荷的离子所包SOB a戒 4 2 - 2 + ( 围 , 从而 具 有 吸 引 相 反 电 荷 离 子 SO戒 B a 、 4 β从图 2的实验结果可以看出 , 钡系数 对除铅 2 + )Pb 的能力. 沉淀表面首先吸附溶液中过量的构 结果影响很大 , 从总的趋势看 , 除铅后电解液中铅的 β晶离子 , 组成第 1 吸附层. 因此 , B aSO沉淀首先吸β浓度随 的增大而减小. 当 小于 150 时 , 除铅后 4 2 + ββ电解液中铅的浓度随 的增大而急剧下降 ; 当 大 附过量的 B a 形成吸附层 , 此时沉淀带正电 , 为了 2 - SO保持其电中 性 , 吸附 层外 面吸 附 带负 电荷 的 β 于 150 时 , 随 的增大铅的浓度发化逐渐趋于平缓 ;4 - β 戒 C l形成扩散层 , 吸附层和扩散层共同组成沉淀 当 达 到 200 后 , 除 铅 后 电 解 液 中 的 铅 保 持 在 - 1表面的双电层 , 双电层的离子及其所吸附的离子能 ββ01000 1 gL? 水平. 当 小于 150 时 , 随着 增大 , 除 随 B aSO一起沉淀. 同时 , 由于表面吸附具有选择 β铅率迅速增大 ; 当 大于 150 时 , 除铅率发化不 4 2 + 2 + 大 , 均大于 97 %. 根据生产需要 , 溶液中 [ Pb] ? 性 , 第 1吸附层首先吸附构晶离子 B a, 其次 , 吸附 - 12 + 01000 3 gL? 时 , 就能满足电解镍生产要求 , 此时对 不构晶离子大小相近 、电荷相同的离子 Pb. β( ) 应的 为 150. 3 包藏引起的共沉淀. 在 B aSO沉淀的过程4 2 + 在电解液中加入氯化钡溶液会产生如此深度除 中 , 如果沉淀过快 , 表面吸附的 Pb还来不及离开2 + 2 + 铅效果的主要原因是 Pb随难溶化合物 B aSO 一 4 沉淀表面就被随后生成的 B aSO沉淀覆盖 , 使 Pb 4 起沉淀析出 , 铅的共沉淀的产生主要有如下三种方 被包裹在沉淀内部而从溶液中除去.[ 13 ] 式 . 213 温度对除铅结果的影响2 - ( ) 1 形成固溶体. 镍溶液中存在大量 SO, 当 β 4 在 = 150、除铅前液铅离子的质量浓度为 0101 - 1 加入一定量的沉淀剂 B aC l时 , B aSO达到饱和而 2 4 gL? 、搅拌时间为 60 m in、喷淋加入氯化钡溶液的- 1 PbSO未达到饱和 , 此时应当只有 B aSO沉淀. 由4 4 时间为 21 m in、加入絮凝剂的质量浓度为 215 gL? 2 + 2 + 于两者晶体结构相同 , 而且 B a和 Pb的半径相的条件下 , 考察在不同 pH 下 , 温度对除铅后电解液 2 + , Pb将进入 B aSO 的晶格而成为混晶体 , 不之 近 中铅离子浓度的影响 , 实验结果如图 3所示.4 共同析出 , 沉淀反应为 : 从图 3可以看出 , 在相同的实验条件下 , pH 越 - 8 - 4 ) ( 质 K、K= 1106 ×10 = 214 ×10 , sp ( PbSO )sp ( PbC l )4 2 2 + 溶液中的 Pb叐硫酸钡的强烈吸引 , 容易进入硫酸 2 - 2 +钡的晶格 , 形成共沉淀. 所以溶液中的 SO、Pb 4 2 + 和 B a都叐到硫酸钡晶格表面的吸引 , 于是収生表 [ 14 ] 面离子的交换反应 : 2 + - ( ) B aSOs+ Pb + C l ?4 2 + - ( ) PbSOs+ B a + C l . 4 2 + 图 3 在不同的 pH 下温度对除铅后电解液中 Pb质量浓度的影 响2 + F ig. 3 Effec ts of temp e ra tu re on Pbm a ss concen tra tion in e lec tro2 lyte afte r lead remova l a t d iffe ren t pH value s 高 ,除铅效果越好 ; 在相同的 pH 下 , 除铅后电解液 2 + 中的 Pb浓度随着温度的发化呈先降低后升高的 趋势. 这主要是两方面原因相互作用的结果 : 一方 面 , 温度升高时 , 有利于离子 、分子间的扩散和聚合 , 图 4 在不同的搅拌速率下时间对除铅率的影响 易于产生沉淀 , 有利于铅的除去 ; 另一方面 , 由于吸 F ig. 4 Effec ts of tim e on lead remova l ra te a t d iffe ren t ra te s of stir2 2 + 附过程为 放 热过 程 , 较高 的 温 度 对 Pb的 吸 附 不 ring 利 , 同时 , 升高温度 PbSO的溶解度增大 , 且往往易4 2 + 因此 , 一些被置换出来的 B a 又进一步吸附周 于形成颗粒更加粗大的 B aSO沉淀物 , 使其比表面4 2 - 2 + 围的 SO, 形成了新的具有一定吸附能力的基团 , 4 积减小 , 吸 附 的 Pb量 相 对 较 少. 因 此 , 在 25～2 + 2 + 该基团又对溶液中的 Pb 进行吸附. 在陈化过程 Pb55 ?时 , 前者占优势 , 导致除铅后电解液中的 2 + 中 , 残留在电解液中的 Pb 不断减少. 新形成基团 浓度随着温度的升高而降低 ; 在 55 ～75 ?时 , 后者 2 + 2 + 2 - 2 + 的 B a 周围主要被已经吸附 Pb 的SO所包覆 , 4 起决定作用 , 使除铅后电解液中的 Pb浓度随着温 因此吸附铅的能力比较微小 , 铅被吸附下来的量也 度的升高而升高. 实验确定除铅温度为 55 ?. 2 + 很少. 当反应进行一段时间后 , Pb 透过吸附层置 214 搅拌时间对除铅结果的影响2 + 换 B a 越来越困难 , 透过的量也越来越少 , 由陈化 β 在 = 150、除铅前电解液中铅离子的质量浓度 - 1 带来的交换吸附逐渐减弱 , 最后达到平衡 , 即使延长 为 0101 gL? 、除铅温度为 55 ?、pH = 415 ～510、喷 除铅时间 , 对除铅结果的影响也微小. 因此 , 在前 淋加入氯化钡溶液的时间为 21 m in、絮凝剂质量浓 - 1 60 m in内 , 时间对除铅结果的影响较大 ; 而在 60 m in度为 215 g?L 的条件下 , 考察在不同的搅拌速率 以后 , 时间对除铅结果的影响很小. 下 , 时间对除铅率的影响 , 实验结果如图 4所示. 215 电解液中氯离子浓度对除铅结果的影响 从图 4可以看出 , 提高搅拌速率 , 除铅率增大. β 在 = 150、除铅前电解液中铅离子的质量浓度其主要原因是随着搅拌速率的提高 , 溶液中的离子 - 1 为 0101 gL ? 、除铅温度为 55 ?、pH = 415 ～510、搅 扩散加快 , 单位时间内有更多的反应物相互接触 , 从 拌时间为 60 m in、喷 淋 加 入 氯 化 钡 溶 液 的 时 间 为 而使化学反应速率加快 ; 当搅拌速率继续增大时 , 扩- 1 21 m in、絮凝剂的质量浓度为 215 g?L 的条件下进 散速率超过化学反应速率后 , 过程逐渐叐化学反应 行实验 , 考察电解液中氯离子浓度对除铅后电解液 控制 , 而叐搅拌速率的影响较小. 在同一搅拌速率 含铅量的影响 , 实验结果如图 5所示. 下 , 随除铅时间延长 , 除铅率增加到一定的程度后保 从图 5 可以看出 , 随着电解液中氯离子浓度的 持恒定 , 其主要原因是 :在共沉淀过程中 , 溶液中的 2 + 增大 , 除铅后残留在电解液中的铅离子浓度呈现出 Pb随生成的硫酸钡沉淀一起析出. 铅的析出不多 增 大 的 趋 势 , 尤 其 是 当 溶 液 中 氯 离 子 浓 度 大 于种因素有关 , 主要有表面吸附 、外来离子不沉淀形成 - 1 3 mo l? L 时 , 残留于电解液中的铅浓度急剧增大. 固溶体 、溶剂的黏附 、物理包藏等. 就吸附而言 , 杂 其主要原因是 :当电解液中氯离子浓度小于 3 mo l?质的溶解度越小 , 越容易随主要沉淀物析出 , 由于镍 - 1 2 + 2 + L 时 , 溶液中的铅主要以 Pb 的形式存在 , 易于从 溶液中的 Pb形成的硫酸铅和氯化铅均为微溶物 ?59? 第 1期 侯晓川等 : 镍电解阳极液深度净化除铅 - 1 验确定絮凝剂的加入质量浓度为 215 gL? . - 图 5 电解液中 C l 的浓度对除铅结果的影响 - F ig. 5 Effec ts of C l concen tra tion in elec tro lyte on the re su lts of 图 6 絮凝剂的质量浓度对除铅率和渣含镍质量分数的影响 lead remova l F ig. 6 Effec ts of floccu lan t m a ss concen tra tion on lead remova l rate and the m a ss frac tion of n icke l in slag 溶液中通过共沉淀除去 ; 当电解液中氯离子浓度大 3 + - 12 + - 217 溶液中 Fe 的质量浓度对除铅结果的影响 于 3 mo l? L 时 , 溶液中的 Pb不 C l的形成多级络 β 在 = 150、除铅前电解液中铅离子的质量浓度合离子 , 其各级络合平衡方程及其稳定常数为 : - 1 2 + - + 为 0101 gL ? 、除铅温度为 55 ?、pH = 415 ～510、搅 β Pb+ C lPbC l,= 41169;1 + - 拌时间为 60 m in、喷淋加入氯化钡溶液的时间为 21 β PbC l+ C lPbC l ,= 275142;2 2 - 1 - - m in、絮凝剂的质量浓度为 215 g?L 的条件下进行 βPbC l+ C l PbC l,= 50112; 2 3 3 3 + 实验 , 考察不 同 Fe 的 质 量 浓 度 对 除 铅 结 果 的 影 - - 2 - β PbC l+ C lPbC l,= 3918.3 4 4 响 , 实验结果如图 7所示.此时电解液中总铅量为 : 2 + + C[ Pb ] + [ PbC l ] + [ PbC l] + Pb2 - 2 - [ PbC l] + [ PbC l] + [ PbSO ] + 3 4 4 2 + () [ Pb OH ] + [ Pb ]. 2 吸附 因此 , 溶液中氯离子浓度越高 , 以络合状态存在 2 + 的铅离子比例越大 , 以 Pb存在的比例减小 , 被吸 2 + 附在硫酸钡沉淀上的 Pb也相对减少. 同时 , 随着 - 氯离子浓度的增加 , 硫酸钡对 C l也存在着吸附作 2 - SO用 , 致使包覆在硫酸钡沉淀上的数目相对减 4 2 + 3 + 少 , 因而硫酸钡对 Pb的吸附能力减弱 , 导致在较 图 7 溶液中 Fe的质量浓度对除铅后电解液含铅量和渣含镍 质量分数的影响 高的氯离子浓度下 , 采用共沉淀除铅难以达到预期3 + 2 + [ 15 ] F ig. 7 Effec ts of Fe m a ss concen tration on Pb m a ss concen tra2 效果 .tion in e lec tro lyte afte r lead remova l and the m a ss frac tion of n icke l in 216 絮凝剂加入量对除铅结果的影响slag 实验中 , 加入沉淀剂后 , 易于产生很细的絮状沉 3 + 从图 7 可看出 , 随着溶液中 Fe 浓度的增大 , 淀 , 难于过滤 , 同时存在着穿滤现象 , 影响除铅效果. 除铅后电解液中铅离子的浓度迅速减小 , 同时 , 渣含 β 为此 , 在 = 150、除铅前电解液中铅离子的质量浓 - 1 镍也快速增大. 主要原因是镍电解液的 pH 为 415 度为 0101 g?L 、除铅温度为 55 ?、pH = 415 ～510、 3 + () () 时 , Fe 水解生成 Fe OH , Fe OH 胶体的比表 3 3 搅拌时间为 60 m in、喷淋加入氯化钡溶液的时间为 () 面积很大 , 吸附能力强 , 在 pH < 8 时 , Fe OH 带正3 21 m in的条件下 , 考察电解液中加入絮凝剂的浓度 - 2 - 电荷 , 能吸附溶液中少量以 [ PbC l] 和 [ PbC l] 3 4 对除铅率和渣含镍的影响 , 实验结果如图 6所示. () 形式存在的铅 , 从而增强除铅效果. 另外 , Fe OH 从图 6 可看出 , 随着电解液中絮凝剂浓度的增 3 胶体包裹溶液中的镍离子 , 引起渣含镍升高.加 , 除铅率迅速增大 , 渣含镍迅速下降. 当絮凝剂质 - 1 218 氯化钡共沉淀除铅扩大试验 量浓度达到 215 g?L 后 , 除铅率和渣含铅均趋于稳 β 根据小型试验确定的技术条件 : 在 = 150、除定. 从实验现象观察到 , 除铅后电解液的过滤性能 铅温度为 55 ?、pH = 415～510、搅拌时间为 60 m in、 大为改善 , 穿滤现象消失 , 渣过滤性较好. 因此 , 实 (郭华军 ,曹雁冰 , 李新海 , 等. 废镍合金的电化学溶解研究. 喷淋加入氯化钡溶液的时间为 21 m in、絮凝剂的质 - 1( ) ) 矿冶工程 , 2005 , 25 4 : 42 量浓度为 215 gL? 的条件下 , 在 200 L 镍电解阳极[ 2 ] Ga rcia S E, A lva rez A O , J im enez D. So rp tion of heavy m e ta ls 液中 进 行 除 铅 扩 大 试 验 , 扩 大 试 验 的 结 果 如 表2 from indu stria l wa ste wa te r by low2co st m ine ral silica te s. C lay 所示.M iner, 1999 , 34: 469 [ 3 ] A yu so E D , Snchez A G. R emova l of heavy m e tals from wa ste wa2á表 2 除铅扩大试验的结果 te rs by na tu ra l and N a2exchanged b en ton ites. C lays C lay M iner, Ta b le 2 R e su lts of the en la rged exp e rim en ts of lead removal 2003 , 51: 475 2 + 2 + 除铅前 Pb的 除铅后 Pb的 渣含铅 渣含镍 Zhang G C, A i C L. Exp e rim en ta l investiga tion s of trea ting lead [ 4 ] 序 质量浓度 /质量浓度 /质量 质量 ( ) wastewate r. J S haanx i Inst Technol, 2006 , 22 2 : 59 号- 1 - 1 ( )( )gL? gL? 分数 / % 分数 / % (张国春 ,艾翠玲. 含铅重金属废水处理的试验研究. 陕西理 1 01010 01000 26 164 112 273( ) ) 工学院学报 , 2006 , 22 2 : 59 Yan G. Study on treatm en t of heavy m e tal ion s wa stewa ter by lim e2 01012 01000 25 28114 3116 [ 5 ] 2 ( ) floccu la tion. Q ingha i U n iv N a t S ci Ed , 2006 , 24 2 : 13 01014 01000 27 27196 3123 3 (严刚. 石灰混凝法处理重金属废水的实验研究. 青海大学学 平均 01012 01000 26 27191 3117 ( ) )报 :自然科学版 , 2006 , 24 2 : 13 L i D W , Yuan X, W ang K H , et a l. Exp e rim en t of the wa stewate r [ 6 ] 从表 2的结果可看出 , 渣含镍质量分数平均为 treatm en t w ith the m e thod of seconda ry chem ica l p rec ip ita tion fe r2 ( ) rite. J C hongqing J ianzhu U n iv, 2007 , 29 2 : 90 3117 % , 渣含铅较高 , 除铅后电解液中铅的质量浓度 - 1 22(李东伟 ,袁雪 ,王兊浩 ,等. 化学沉淀 铁氧体法处理重金属废 小于 01000 3 g?L , 满足生产中要求的溶液含铅量. ( ) )水试验研究. 重庆建筑大学学报 , 2007 , 29 2 : 90 由此可见 , 采用该方法除铅 , 除铅稳定 , 除铅效果较M akh loufi L , Sa idan i B , H amm ache H. R emova l of lead ion s from [ 7 ] 明显 , 能最大限度地将铅抑制在渣中而不进入电解 ac id ic aqueou s so lu tion s by cem en tation on iron. W a ter R es, 2000 , 系统. ( ) 34 9 : 2517 D eng L P, Su Y Y, Su H , et a l. So rp tion and de so rp tion of lead [ 8 ] 3 结论 ( ) ?from wa stewa te r by green a lgae C ladophora fascicu la ris. J ( ) Haza rdous M a ter, 2007 , 143 1 / 2 : 220 ( ) 1 从原理上探讨了共沉淀深度净化除铅的机 H an R P, L i H K, L i Y H , et a l. B io so rp tion of copp e r and lead 2 + [ 9 ] 理及电解镍含铅量不溶液中 Pb质量浓度的关系 ,( ) ion s by wa ste bee r yea st. J Haza rdous M a ter, 2006 , 137 3 : 1569 分析了共沉淀除铅的主要影响因素.M a ruyam a T, H annah S A , Cohen J M. M e tal remova l by p hysi2 [ 10 ] ( ) 2 确定了氯化钡共沉淀深度净化除铅技术条 ca l and chem ical trea tm en t p roce sses. J W a ter Pollu t C on trol Fed, 1975 , 47: 962 件 :氯化钡加入系数为 150、除铅温度为 55 ?、pH 为 Gup ta V K, Singh P, R ahm an N. A d so rp tion behavio r of H g 415～510、搅拌除铅时间为 60 m in、喷淋加入氯化钡 [ 11 ] ( ) ( ) ( ) ?, Pb ?, and Cd ?from aqueou s so lu tion on D uo lite C2溶液 的 时 间 为 21 m in、絮 凝 剂 的 质 量 浓 度 为 ( ) 433: a syn the tic re sin. J Colloid In terface S ci, 2004 , 275 2 : - 1 2 + - 1 215 g?L . 除铅后液中 [ Pb] ?01000 3 gL? , 渣中 镍398 Fu C S. The P rinciple of N onferrous M eta llu rgy. B eijing: M e ta l2 的质量分数小于 4 % . [ 12 ] lu rgical Indu stry P re ss, 2005: 273 ( ) 3 该工艺成功地应用于工业生产 , 对处理体 () 傅崇说. 有色冶金原理. 北京 :冶金工业出版社 , 2005: 273 系复杂 、金属镍离子浓度高和含铅量较高的镍电解 L i H G. H yd rom eta llu rgy. Changsha: Cen tra l Sou th U n ive rsity [ 13 ] 液具有良好的效果. 从工业应用结果看 , 采用氯化 P re ss, 2002: 196 钡共沉淀深度净化除铅 , 效果好 , 效率高. 除铅后电 () 李洪桂. 湿法冶金学. 长沙 :中南大学出版社 , 2002: 196 解液满足镍电解要求的溶液含铅量 , 除铅所需设施 Cheng J Y. Hyd rom eta llu rg ica l M anua l. B e ijing: M eta llu rgica l [ 14 ] Indu stry P re ss, 2005: 595 简单 , 运行成本低 , 对干旱缺水地区保护水资源具有 () 陈家镛. 湿法冶金手册. 北京 :冶金工业出版社 , 2005: 595 重要意义.Xue W Y, L i W , Sheng Y F. The rmodynam ics of lead and zinc [ 15 ] ( ) (in the p roce ss of n icke l refine. M in M eta ll, 2007 , 16 2 : 35 薛文参 考 文 献 颖 ,李微 ,申勇峰. 镍精炼过程中 Pb和 Zn 的热力学探 讨. 矿[ 1 ] Guo H J , Cao Y B , L i X H , e t a l. Study on e lec trochem ica l d is2 ( ) )冶 , 2007 , 16 2 : 35 ( ) so lu tion of n icke l alloy sc rap s. M in M eta ll Eng, 2005 , 25 4 : 42