Recuperación y Utilización de Plomo en Residuos de Desecho que Contienen Plomo de la Producción de Manganeso Electrolítico
Autores: Song, Xiaosan; Fan, Jishuo; Zhou, Jie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Manganeso electrolítico
Lodo de ánodo
Residuo de desecho que contiene plomo
Electrólisis por membrana
Lixiviación ácida
Utilización de recursos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Como materia prima metalúrgica y química, el manganeso electrolítico es un recurso estratégico importante. Sin embargo, con el rápido desarrollo de la industria del manganeso electrolítico, la correcta disposición de los lodos anódicos se ha convertido en un problema serio. El propósito de este experimento fue reducir la ocupación de recursos terrestres por el residuo de desecho que contiene plomo del manganeso electrolítico, disminuir la contaminación causada por este residuo al medio ambiente y proporcionar una referencia para la investigación sobre la tecnología de tratamiento y la utilización de recursos del residuo de desecho que contiene plomo en China. En este experimento, se estudió un proceso especial para las características de composición de los residuos de desecho que contienen plomo producidos por el manganeso electrolítico. Se utilizó el proceso de lixiviación ácida-enriquecimiento-electrólisis por membrana para recuperar el plomo en los residuos de desecho que contienen plomo del manganeso electrolítico y recuperar el ácido, con el fin de maximizar la utilización de recursos. En este experimento, el residuo de desecho que contiene plomo pretratado fue lixiviado, enriquecido y concentrado, y luego la solución enriquecida de Pb2+ se utilizó como solución catódica y ácido nítrico diluido como solución anódica para recuperar plomo mediante electrólisis por membrana. El experimento de electrólisis por membrana utiliza una placa de plomo como cátodo, selecciona la mejor membrana de intercambio aniónico y material de electrólisis anódica, y luego toma la recuperación de plomo, recuperación de ácido, eficiencia de corriente, voltaje y consumo de energía como índices de investigación para explorar y analizar la influencia de muchos factores como la concentración de Pb2+ y la densidad de corriente en el experimento, con el fin de determinar los mejores parámetros del proceso de electrólisis por membrana. Los parámetros óptimos del proceso de recuperación de plomo mediante electrólisis por membrana se determinaron de la siguiente manera: la concentración de Pb2+ fue de 40 g/L, la densidad de corriente fue de 30 mA/cm2, la temperatura de reacción fue de 60 grados C, el valor de pH catódico fue de 4.0, la concentración de HNO3 anódico fue de 0.5 mol/L y la concentración de nitrato de amonio catódico fue de 50 g/L. En las condiciones óptimas, la eficiencia de corriente fue del 85.6%, la recuperación de ácido fue del 73.03%, la recuperación de plomo fue del 99.2%, el voltaje fue de 3.8 V y el consumo de energía fue de 1148.4 kW·h·t-1. A través de los tres pasos de lixiviación ácida-enriquecimiento-electrólisis por membrana, se puede recuperar el 78.53% del Pb2+ en el residuo de desecho que contiene plomo original en forma de elemento metálico de plomo, y el HNO3 recuperado en la cámara anódica también puede ser reutilizado en el proceso de lixiviación ácida, lo que no solo puede resolver el problema de la contaminación ambiental causada por el residuo de desecho que contiene plomo, sino también lograr la recuperación y utilización de recursos, con buenos beneficios sociales y económicos.
Descripción
Como materia prima metalúrgica y química, el manganeso electrolítico es un recurso estratégico importante. Sin embargo, con el rápido desarrollo de la industria del manganeso electrolítico, la correcta disposición de los lodos anódicos se ha convertido en un problema serio. El propósito de este experimento fue reducir la ocupación de recursos terrestres por el residuo de desecho que contiene plomo del manganeso electrolítico, disminuir la contaminación causada por este residuo al medio ambiente y proporcionar una referencia para la investigación sobre la tecnología de tratamiento y la utilización de recursos del residuo de desecho que contiene plomo en China. En este experimento, se estudió un proceso especial para las características de composición de los residuos de desecho que contienen plomo producidos por el manganeso electrolítico. Se utilizó el proceso de lixiviación ácida-enriquecimiento-electrólisis por membrana para recuperar el plomo en los residuos de desecho que contienen plomo del manganeso electrolítico y recuperar el ácido, con el fin de maximizar la utilización de recursos. En este experimento, el residuo de desecho que contiene plomo pretratado fue lixiviado, enriquecido y concentrado, y luego la solución enriquecida de Pb2+ se utilizó como solución catódica y ácido nítrico diluido como solución anódica para recuperar plomo mediante electrólisis por membrana. El experimento de electrólisis por membrana utiliza una placa de plomo como cátodo, selecciona la mejor membrana de intercambio aniónico y material de electrólisis anódica, y luego toma la recuperación de plomo, recuperación de ácido, eficiencia de corriente, voltaje y consumo de energía como índices de investigación para explorar y analizar la influencia de muchos factores como la concentración de Pb2+ y la densidad de corriente en el experimento, con el fin de determinar los mejores parámetros del proceso de electrólisis por membrana. Los parámetros óptimos del proceso de recuperación de plomo mediante electrólisis por membrana se determinaron de la siguiente manera: la concentración de Pb2+ fue de 40 g/L, la densidad de corriente fue de 30 mA/cm2, la temperatura de reacción fue de 60 grados C, el valor de pH catódico fue de 4.0, la concentración de HNO3 anódico fue de 0.5 mol/L y la concentración de nitrato de amonio catódico fue de 50 g/L. En las condiciones óptimas, la eficiencia de corriente fue del 85.6%, la recuperación de ácido fue del 73.03%, la recuperación de plomo fue del 99.2%, el voltaje fue de 3.8 V y el consumo de energía fue de 1148.4 kW·h·t-1. A través de los tres pasos de lixiviación ácida-enriquecimiento-electrólisis por membrana, se puede recuperar el 78.53% del Pb2+ en el residuo de desecho que contiene plomo original en forma de elemento metálico de plomo, y el HNO3 recuperado en la cámara anódica también puede ser reutilizado en el proceso de lixiviación ácida, lo que no solo puede resolver el problema de la contaminación ambiental causada por el residuo de desecho que contiene plomo, sino también lograr la recuperación y utilización de recursos, con buenos beneficios sociales y económicos.