[发明专利]一种电解制备致密平整铋金属的方法

说明书

本发明属于有色金属湿法冶金技术领域，具体公开了一种电解制备致密平整铋金属的方法。本发明通过向甲基磺酸铋酸性溶液中加入β‑萘酚、阿拉伯树胶、磺化和硫化的烷基酚乙氧基和萘酚乙氧基氧化物中的一种或几种作为添加剂，在20～80℃下电解，得到阴极铋。本发明公开的铋金属精炼方法简单易推广，对环境友好，得到的产物表面平整致密、成板效果好。

技术领域

本发明涉及有色金属湿法冶金技术领域，尤其涉及一种电解制备致密平整铋金属的方法。

背景技术

铋是半导体行业中广泛应用的重要原材料，通常富集于铜铅锡阳极泥、高炉瓦斯灰等中间产品或副产品中。铋的湿法提取目前仅作为一种预处理手段在复杂含铋二次物料处理时偶有应用，但随着环保政策执行力度增大，对环境友好的铋湿法提取技术预期有较快发展。传统湿法提取技术包括萃取、吸附和离子交换等技术。近年来由于环境保护受到高度重视，清洁高效的电化学提取方法逐渐成为研究热点。

甲基磺酸具有热稳定性好、挥发性小、金属溶解度和电导率高、可生物降解等优势，在电镀、工业清洗、化学合成领域得到广泛应用。专利CN201910831284.1采用甲基磺酸铋-甲基磺酸溶液替代氟硅酸铋-氟硅酸、氯化铋-盐酸溶液作为粗铋精炼电解液，并选用动物胶、聚乙二醇、聚丙二醇、木质素磺酸盐、十二烷基硫酸钠中的一种或任意几种混合作为添加剂，提供了一种环保优势显著且易获得高电流效率的电解精炼粗铋用电解液，但该专利中未详细展示不同添加剂作用下获得的阴极铋形貌。对不使用添加剂和使用上述添加剂进行甲基磺酸体系铋电解沉积试验并获得阴极铋产品，进行形貌测试。发现不使用添加剂时，阴极铋表面粗糙不致密且成板效果不好，易与阴极板(钛板)脱离，而不同添加剂对阴极铋形貌影响差别很大，虽然能够改善阴极铋的致密度、平整度和成板效果，但是作用有限，效果不是很明显。

因此，如何提供一种电解制备致密平整铋金属的方法，对环境友好，提高阴极铋的致密度、平整度和成板效果是本领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电解制备致密平整铋金属的方法，本发明能够显著提高得到的金属铋的致密度和平整度，使其具有较好的成板效果。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电解制备致密平整铋金属的方法，具体制备步如下：

1)配制甲基磺酸铋酸性溶液作为电解液，向电解液中加入添加剂得到混合电解液；

2)将步骤1)得到的混合电解液注入到电解槽中，插入阳极板和阴极板，电解，得到致密平整铋金属。

优选的，添加剂为β-萘酚、阿拉伯树胶、磺化和硫化的烷基酚乙氧基和萘酚乙氧基氧化物中的一种或几种。

优选的，添加剂的浓度为0.2～2.0g/L。

优选的，甲基磺酸铋酸性溶液由甲基磺酸铋与游离甲基磺酸组成，游离甲基磺酸的浓度为50～100g/L。

优选的，电解液为中的铋离子浓度为50～120g/L。

优选的，阴极板为钛板，阳极板为石墨板，阴阳两极的极距为3～5cm。

优选的，电解时，控制电解液的温度为20～80℃。

优选的，电流为直流电，电流密度为60～300A/m2。

优选的，电解时间为4～48h。

优选的，电解液采用下进上出或上进下出的方式循环流动。

优选的，本发明制备的金属铋经过最终精炼后可浇铸成铋锭。

电解时，电极反应如下：

阴极：Bi³⁺+3e^-＝Bi(1)