Выбор электролита для свинца труден: наиболее дешевые кислоты — соляная, серная и азотная для этого непригодны из-за малой растворимости солей или плохой структуры катодного осадка. Бете в 1901 г. предложил,а в 1910 г. внедрил в производство кремнефтористый электролит, состоящий из РbSiF6 и Н2SiF6. В 1957 г. в Италии применили для той же цели сравнительно дорогую амидосульфоновую кислоту NH2SO3OH. Первый электролит токсичен и разрушает многие материалы; однако пока он преимущественно применяется при электролизе свинца, общая доля которого в мировом производстве металла не более 15%.
Условия электролиза свинца благоприятны: благородные металлы, медь и висмут не окисляются на аноде и выпадают в шлам. Мышьяк и сурьма распределяются между электролитом и шламом, преимущественно переходя в последний. Возможна опасность загрязнения катодов только оловом. Из-за высокого перенапряжения водорода на свинце, выход по току высокий.
Применяя умеренные плотности тока — до 200 А/м2 и аноды, суммарное содержание примесей в которых менее 5%, получают свинец марки СО, если висмута в черновом металле менее 0,5%. Расход энергии невелик — около 100 кВт•ч/т, что эквивалентно 360 МДж, а при среднем коэффициенте полезного действия тепловых электростанций — 3,5 кг/т условного топлива; заметим, что на огневое рафинирование свинца расходуется 10—11% топлива от массы металла.
Главный недостаток электролиза связан с получением всех примесей в одном продукте — шламе, который из-за сложности состава трудно перерабатывать. Например, такой:
Элемент . . . . Pb Bi Сu Sb As Ag Аu Концентрация, % . 19,7 2,1 1,8 38 11 1,20 0,016
Медь перед электролизом надо удалить огневым способом, по крайней мере до 0,2%, иначе она, не растворяясь при потенциале свинца, пассивирует аноды. Свинец, выпадающий на дно ванны при разрушении анодов, и сами аноды растворяются от действия кислорода воздуха химическим путем. Избыток свинца из электролита периодически удаляют в виде PbSO4.
Наконец, предпочтение многостадийному огневому рафинированию отдают и по причине нежелания задалживать металл в длительно растворяющихся анодах.
Непрерывное рафинирование отличается от описанного выше периодического безостановочным потоком металла в цепи последовательно установленных аппаратов, каждый из которых предназначен для удаления одной — двух примесей с получением отходов в виде отслаивающегося расплава. Примером тому рафинирование от меди с переводом ее в штейн. Очередность очистки та же, что и при периодическом процессе; однако благодаря более четкому отделению расплавов получают меньше отходов и
они богаче примесями. Прямой выход чернового металла достигает 95%, а при периодическом он не более 75%. Непрерывность облегчает автоматизацию, однако усложняет организацию производства. Пока непрерывное рафинирование применяют только на некоторых наиболее крупных заводах и по сокращенной схеме, например: грубое обезмеживание, щелочное рафинирование, вакуумное удаление цинка. Остальные переделы сохраняют периодичность.
Промышленные отходы лома, состав которых приблизительно известен, подразделяются по происхождению. Они могут быть преимущественно металлическими (оболочки кабелей, лом баббитов и припоев, противокоррозионные покрытия химической аппаратуры) или могут содержать значительную долю окислов — аккумуляторный свинец. Около четверти общего поступления составляют смешанные мелкие отходы.
Сортовой лом плавят в стальных котлах, подобных рафинировочным, при температуре 550° С. С поверхности снимают тугоплавкую корку — спрудину и медистые съемы. Далее сплав доводят необходимыми добавками до стандартного состава и разливают в изложницы; извлечение свинца достигает 99%.
Аккумуляторный лом и оборотную спрудину плавят периодически в небольших отражательных или короткобарабанных печах, сходных с поворотными медерафинировочными. При этом восстановитель не добавляют совсем или добавляют в малых количествах.
После расплавления температуру ванны поднимают до 1000° С, сливают сплав в котлы, и, охладив до 450° С, снимают спрудину. После этого выпускают шлак (~80% Pb). Выход продуктов плавки 40% сурьмянистого свинца, 10% спрудины, 20% шлака, 30% пыли.
Мелкие отходы спекают на приспособленных для этого машинах, имеющих люки для частой чистки камер всасывания от проникающего жидкого свинца. Спек плавят в небольших шахтных печах, расходуя 15—20% кокса. Выход продуктов плавки 20% чернового свинца, 2% штейна, 60% шлака. Подобная плавка в электропечах дает меньшие потери.
Статья на тему Электролитическое рафинирование свинца