[发明专利]一种用于电解精炼粗锑或电沉积锑的电解液及应用

说明书

本发明公开了一种用于电解精炼粗锑或电沉积锑的电解液及应用，属于湿法冶金技术领域。本发明用于电解精炼粗锑或电沉积锑的电解液为草酸锑铵溶液体系，包含草酸离子、铵离子和锑离子，其中Sb³⁺浓度为50~110g/L，草酸离子浓度为120~260g/L，铵离子浓度为25~55g/L。采用粗锑浇铸的可溶性阳极板或惰性阳极板、本发明的电解液，以铝板、不锈钢板、铜板或纯锑板为阴极，在直流电、阴极电流密度为100~400A/m²、阴阳极板间距为30~50mm、电解温度25~60℃条件下，电解24~72h即得阴极锑。本发明的草酸锑铵溶液电解液体系具有清洁环保、电导率高、锑溶解度高等特点，可用于粗锑电解精炼或锑电解沉积工艺中，电解槽电压低，电流效率高，直流电耗低，可获得高纯度、表面形貌致密优良的阴极锑。

技术领域

本发明涉及一种用于电解精炼粗锑或电沉积锑的电解液及应用，属于湿法冶金技术领域。

背景技术

金属电沉积和粗金属电解精炼是冶金领域用于溶液体系中提取和提纯金属的一种常用方法。金属电沉积是湿法炼锑浸出和净化工序后从锑溶液中提取金属的工序，将所得的溶液通过电解产出金属锑。粗锑电解精炼是由于采用各种方法生产的粗锑都含有一定量的杂质，为了除去有害杂质，将粗锑浇铸成阳极板，与阴极板一起置于电解液中，通以直流电进行电解，比锑正电性的杂质不溶解进入阳极泥，锑和比锑负电性的杂质溶解进入电解液中，锑在阴极上沉积析出，比锑负电性的杂质留在电解液中，最终实现粗锑提纯的一种方法。

目前，锑电沉积和粗锑电解精炼采用的电解液体系可分为碱性电解液体系和酸性电解液体系两大类。碱性电解液体系主要是含有碳酸钠和氢氧化钠的硫化物碱溶液、多羟基有机物碱性体系。酸性电解液体系有氢氟酸-硫酸体系、氯化盐体系、酒石酸体系以及柠檬酸体系。

上世纪五十年代即有研究表明三氯化锑在大量盐酸和氯化盐类的存在下能够很好地溶解。这种电解液能够保持相当高的锑离子浓度，并且在电解过程中可获得接近理论值的电流效率。但氯化物体系阴极容易析出爆锑，此外，溶液稀释时，容易发生水解反应，析出氯氧化物，不能借助洗涤阴极和残阳极的方法进行电解液再生。这些均限制了该体系的工业应用。三氟化锑与三氯化锑不同，既易溶于水，稀释时也不析出不溶性的盐类。目前在现代工业生产中概采用由氢氟酸和硫酸组成的混合电解液。这种电解液价格便宜，有较好的电导性，电解过程也比较稳定。但电解液中的氟化物对人体和环境都会造成损害，生产条件较差，且强酸性电解液对设备要求也较高。用酒石酸和柠檬酸的酸性溶液进行粗锑电解精炼曾被研究过，但由于这两种有机物价格昂贵，且能采用的电流密度较低，没有工业应用推广价值。

采用碳酸钠和氢氧化钠组成的硫化物碱性电解液主要有以下两个缺点：第一，不能获得致密的阴极沉积物，电解后期，多呈粉状，因此阴极沉积的厚度不能大于2mm；第二，如果粗锑阳极含铅，很快生成钝化盐，导致槽电压升高。因此锑的硫化物碱性电解液虽在理论上可行，但也未能得到工业推广应用。锑的多羟基有机物碱性电解液体系主要有甘油、木糖醇和酒石酸，但价格昂贵，且用于粗锑电解精炼时的槽电压较高在0.40～0.45V。

发明内容

针对现有电解精炼粗锑或电沉积锑技术存在的问题及不足，本发明提供一种用于电解精炼粗锑或电沉积锑的电解液及应用，本发明采用草酸锑铵溶液体系为电解液体系进行电解，草酸锑铵溶液体系具有清洁环保、电导率高、锑溶解度高、电能消耗低、阴极沉积层质量好等特点。

一种用于电解精炼粗锑或电沉积锑的电解液，该电解液为草酸锑铵溶液体系，草酸锑铵溶液体系中含有草酸离子、铵离子和锑离子，其中Sb³⁺浓度为50~110g/L，草酸离子浓度为120~260g/L，铵离子浓度为25~55g/L。

所述用于电解精炼粗锑或电沉积锑的电解液的应用方法，具体步骤如下：