江西有色金属  1992, Vol. 6 Issue (4): 266-267
文章快速检索     高级检索
含铅氧化物湿法冶金[PDF全文]
张登福    译 , 赵捷    审校     

目前几乎都用火法冶金提炼铅,这必然会污染环境并使操作人员的劳动条件恶化。而湿法冶金则没有这些缺点。与火法冶金相比(特别是在生产规模较小时)铅的湿法冶金流程则显示出竞争能力。但可以充分溶解铅化合物的试剂,目前还为数不多。

铅工业往往利用富含钠、铁、钾、铜的氯化物溶液。但是在这种溶液中只有温度大于60℃时铅的化合物才能达到较高的溶解度,这就必需对设备加热,并安装管道。

澳大利亚利茨顿厂为从回收锌之后的滤并中浸出铅,采用了硫酸溶液。遗憾的是,该试剂仅适用于单金属原料,因为少量的铜和锌杂质都会急剧降低溶液中铅的浓度。

其余的溶解剂可以列出胺化合物、与铅的化合物比较,胺的化合物具有相当大的溶解度(达400~500 g/L),在生产过程中能够有效地进行再生。但是该试剂价格昂贵且有毒性,同时对浸出原料中的杂质很敏感。

电解醋酸盐-氯化物的和醋酸盐-硝酸盐的混合溶液生产待殊纯的铅,以及制取其它铅的化合物过程中,采用醋酸铅。

为从氧化的含铅物料中以醋酸盐形式把铅转入溶液中,建议利用含醋酸钠的溶液,这样,下一步可按采用的工艺流程制取商品的铅产品。

作为研究对象是矿山热熔炼后电收尘器的含铅灰尘,其组成是,%;56.5Pb; 3.9Zn; 0.87Cd; 0.73Cu; 10.5S;0.26Fe;1.74AS;0.8SiO2;0.4C。

矿物学和X射线相分析指出,铅主要是硫酸盐。此外,含铅灰中有金属铅,铅的氧化物和硫化物,其数量为样品总含铅量的2%。

作为浸出的试剂是由醋酸铅,苛性钠和一些其它的添加剂按计算数量制备的混合溶液。

用醋酸盐溶液浸出含铅灰,并在机械搅拌器不断搅拌矿浆和恒温调节器控制给定温度的条件下,在容积为的玻璃器皿中进行溶液的碳化。

在容积为3L的塑料电解槽中进行醋酸盐溶液的电解。电路中的电流值为5A,电压为10V。用钛作为阴极,阳极由石墨制成。

用10~100g物料进行的试验指出,工艺过程的温度变化范围为20~60℃时,实际上并不影响溶液中铅的转换率。浸出试剂与固体物料的接触时间增加到30分钟以上,从含铅灰中提取铅的回收率增加不甚显著。

影响铅浸出过程的主要参数是矿浆的固液比和醋酸钠的浓度。醋酸钠的浓度增加到一定限度时,会提高铅的浸出率,继续再增加时则无明显的变化。而且溶液中醋酸钠的最佳浓度值取决于浸出矿浆的固液比。从含铅灰中提取铅时最大的浸出率为94%~95%。

根据浸出物的化学、矿物学和X射线相分析结果确定,铅未认砷酸盐中转向溶液。

通常,含铅物料中有相当数量的Cu、Zu、Cd等其它有色金属,浸出时,这些金属有90%~98%转入溶液中。改变浸出试剂浓度,实际上并不影响这些杂质的回收。这可能与被研究的元素浓度较低或浸出过程的其它性质有关。同时,对矿浆的稀释(那怕是微乎其微)也会影响溶液中伴随元素的回收率。

为处理氧化的含铅原料(如上述组成的含铅灰),对使用含醋酸钠溶液浸出铅化合物,从醋酸溶液中以商品产品形式回收铅并再生溶剂的湿法冶金流程进行了实验室规模的试验。在下一步将验证所提出的工艺流程。流程图上的虚线指出了从醋酸盐溶液中分离铅的供选择的另一种方法。

上述流程中所有的操作都是在环境温度下进行的。用水预处理含铅灰可分离出相当数量的有色金属,砷和硫(见附表).溶液可送往已知的工艺流程回收铜、锌和镉,而滤并则用含醋酸钠的溶液进行单段或多段浸出。此时,有94%~95%的铅,约30%硫和10%~15%的伴随有色金属转入醋酸盐溶液中。废弃的滤渣中含有碳、二氧化硅、砷和40%的S。

附表 分离出的有色金属
点击放大

浸出过程中所获得的含铅的醋酸盐溶液送去用电解或碳化(用碳酸气沉淀碳酸铅)法分离。

利用不溶解的阳极进行醋酸盐溶液的电解并获得两种式的产品--含铅的海绵和阳极上密致的二氧化铅。阳极上不发生酷酸的分解。由于海绵中铅的轻微可氧化性(在含铅86.1%时,出现黄色的氧化铅变体),应把它熔炼成金属并不允许与氧接触,例如,可用碱性熔体做炉底层。

按X射线相分析给定的结果,阳极上形成的二氧化铅是相当纯的化合物,也可能就是阳极材料。

让二氧化碳气体通过溶液可以实现用碳化法从醋酸盐溶液中分离铅的目的,加入苛性钠使溶液中PH值预先达到8.5~9.0。所获得的碳酸铅具有纯度高的特点。用碳化法从含其它有色金属杂质的醋酸盐溶液中分离铅的选择性要比电解时高得多。

为利用分离铅后的溶液(两种方法中任意一种)作为浸出试剂,应对其进行再生,以清除伴随的金属杂质并对电解后的溶液补加苛性钠。