Получение свинца повышенной чистоты электролитическим рафинированием
|
Для некоторых специальных исследований, а также рентгенологии к качеству свинца предъявляются высокие требования. Чтобы удовлетворить эти требования, на одном заводе организовано производство свинца высокой чистоты следующим образом. Сначала свинец подвергают обычному электролитическому рафинированию с применением электролита, содержащего кремнефтористоводородную кислоту. Полученный при этом свинец содержит примесей немного более 0,008%, в том числе: по 0,003% Bi и Sb; 0,0007% Zn; 0,0008% Fe; 0,0003% Cu; 0,0004—0,0006% Ag. Этот свинец подвергают повторному электролизу: свинец, полученный при первичном электролизе, прокатывают в тонкие листы, из которых вырезают аноды размером 457х305 мм и толщиной немного более 2,5 мм. В качестве электролита применяют соляную кислоту и перхлорат свинца, приготовленные электролизом из поваренной соли в маленьких ваннах с электродами, покрытыми платиной. Этот электролит более стоек и имеет большую электропроводность, чем кремнефтористые растворы. Расположение ванн и система питания электролитом при данном процессе аналогичны первичному электролизу. В процессе работы электролит постоянно прогоняют через фильтр-пресс, что обеспечивает его чистоту. Для получения гладкой поверхности осажденного металла в каждую ванну добавляют по капле гвоздичного масла. Плотность тока около 172 а/м2, напряжение на ванне 0,35—0,40 в. При повторном электролизе получают свинец с общим содержанием примесей <0,0006%. Этот чистый свинец по своим свойствам отличается от обычного электролитного свинца тем» что имеет тенденцию образовывать большие кристаллы, видимые через простую лупу. Кроме того, его твердость по Бринелю падает с 4,2 до 3, относительное удлинение повышается с 64 до 69%, а прочность на разрыв понижается с 0,138 до 0,112 кг/см2. Химически чистый свинец более стоек против коррозии. В Гинцветмете под руководством Н.Б. Плетеневой был разработан метод получения свинца более высокой чистоты, суммарное содержание примесей в котором не превосходит 1*10в-5—1*10в-6 %). Он заключается в электролитическом рафинировании анодов из свинца марки CB в сульфаминовом электролите с разделением катодного и анодного пространства ванны пористой керамической кислотостойкой диафрагмой или диафрагмой из перхлорвиниловой ткани, подвергшейся усадке. В катодное пространство, ограниченное диафрагмой, подают очищенный от электроположительных примесей электролит. Уровень его в диафрагме поддерживают на 2—3 см выше, чем в ванне. Катод — из листовой нержавеющей стали, осадок свинца с него периодически сдирают. Аноды заключены в мешки из стеклянной ткани во избежание попадания в электролит анодного шлама. Расстояние между осями одноименных электродов 130 мм. Электролит готовят растворением в дважды дистиллированной воде перекристаллизованной сульфаминовой кислоты и химически чистого углекислого свинца или глета. Он содержит 60—70 г/л свинца и 50—60 г/л свободной сульфаминовой кислоты. Приготовленный электролит очищают от примесей тридцатиминутным перемешиванием с металлическим губчатым свинцом при температуре 45° С. Для улучшения качества поверхности катодного свинца в электролит вводят добавки: чистый резорцин (1,2—2 г/л) и пищевой желатин (1—1,5 г/л). Расход их при электролизе на 1 т катодного свинца составляет; резорцина 70—80 г, желатина 700—800 г. Электролиз проводят при анодной плотности тока 140—150 Напряжение на ванне составляет 0,8—1,2 в, температура электролита 30° С. Очищенный электролит подают в диафрагму, через поры которой он поступает в анодное пространство ванны, откуда сифоном отводится в сборный приемник и затем на очистку губчатым свинцом. Скорость циркуляции электролита подбирают таким образом, чтобы католит полностью обновлялся за 1—1,5 ч. Описанным способом получали свинец, в котором спектральным анализом при чувствительности определения 1*10в-5% не обнаружены медь, серебро, висмут, мышьяк, сурьма, олово и цинк. Работники Чимкентского завода Я.З. Малкин и др. проверили пирометаллургический способ получения свинца высокой чистоты. В качестве исходного металла был выбран катодный свинец, бедный кадмием, полученный при электролизе висмутистого свинца. Он содержал, %: 0,008 Cu; 0,0006 Ag; 0,01 Bi; 0,001 Zn и 0,0001 Cd; мышьяк, сурьма и олово не были обнаружены. Повторный электролиз этого свинца в кремнефтористовородном электролите без диафрагм не позволил снизить содержание серебра и меди до желаемых пределов в связи с попаданием шлама на катоды. Была использована сложная схема очистки свинца с помощью цинка и серы. При этом был получен свинец высокой чистоты, содержащий 0,00006% Cu и 0,000006% Ag. Выход свинца составил около 90%, продолжительность операции для котла емкостью 1 т составила 21 ч. |
