淺析兩礦法提取鉛的試驗

摘 要：鉛的冶煉中對濕法煉鉛研究工作的開展愈來愈多。文章介紹了軟錳礦、方鉛礦兩礦法浸出鉛離子的原理及工藝條件。在一定工藝條件下，以軟錳礦為氧化劑，方鉛礦為還原劑，用硝酸為浸出液浸出鉛離子和錳離子的工藝方法。通過對該工藝的實驗研究，認為提高反應時間對鉛的浸出率影響不大，但提高反應溫度和提升溶液酸度對鉛的浸出影響很大；同時方鉛礦和軟錳礦的粒度大小對浸出率有很大影響。因方鉛礦的氧化產物元素吸附在浸出渣表面，其強疏水性和非導電性阻礙了浸出反應得進一步進行，這是兩礦法鉛、錳浸出率低的主要原因，使實際浸出反應所需的軟錳礦量增加。

關鍵詞：方鉛礦；軟錳礦；兩礦法；濕法冶金

1 試驗步驟

1.1 實驗主要原料

方鉛礦（質量分數53.53%）、軟錳礦（質量分數40.33%）、95-98%濃度的硫酸、65-68%濃度的硝酸、無水碳酸鈉、硫化銨、氫氧化鈉、硫氰化鉀、過硫酸銨、EDTA、硫酸亞鐵銨、冰乙酸、乙酸鈉。

1.2 實驗步驟

（1）稱量方鉛礦、軟錳礦的質量，按固液比配稀硝酸的體積；

（2）將軟錳礦與稀硝酸混合加熱至一定溫度后倒入方鉛礦開始浸出反應并控制反應溫度。由于反應會生成少量的二氧化氮，整個反應裝置要放入通風櫥內；

（3）反應一定的時間后，停止加熱，冷卻數分鐘后抽濾得濾渣和浸出液，濾渣通過硫化銨脫硫后加熱分解得硫單質；

（4）浸出液加入過量硫酸過濾得硫酸鉛沉淀和濾液，硫酸鉛通過乙酸-乙酸鈉緩沖溶液溶解，由二甲酚醇作指示劑通過EDTA滴定，計算鉛的浸出率；

（5）濾液先用黃鉀鐵礬法除鐵后調節pH值進一步將鐵除盡，將處理后的溶液用硫氰化鉀檢驗鐵除的是否徹底；

（6）根據鋅具有兩性的特性再次通過調節pH值將錳離子以氫氧化物沉淀的形式分離出，因錳的氫氧化物不穩定，須將錳的氫氧化物溶解并氧化成高價錳后進行滴定，通過滴定的量計算出錳的浸出率。

2 方鉛礦浸出實驗結果及分析

2.1 主反應式

PbS+MnO2+4H+===Pb2++Mn2++S+2H2O

可計算出10g的方鉛礦需要理論的軟錳礦3.5g，濃硝酸1.8ml。

考慮到方鉛礦中可能含有其他硫化物，其可能的反應式為：

PbS+MnO2+4H+===Pb2++Mn2++S+2H2O

ZnS+MnO2+4H+===Zn2++Mn2++S+2H2O

FeS2+MnO2+4H+===Fe2++Mn2++S+2H2O

可計算出10g的方鉛礦需要理論的軟錳礦6.3g，濃硝酸6.6ml。

2.2 鉛浸出率結果及分析

表1

從以上數據發現通過改變溫度、礦的粒度、酸度、液固比和加入脫硫劑，鉛的浸出率還是不太高，分析可能的原因為：

（1）反應不夠徹底，大量的方鉛礦沉在瓶底，導致兩礦的接觸面太小；

（2）溫度不能太高，溫度太高會有二氧化氮生成，耗損大量硝酸；

（3）大量的單質硫的生成阻礙了反應的進一步進行。

綜合以上數據不難發現，浸出溫度對浸出率有較大影響，但溫度不是越高越好，溫度太高導致硝酸分解生成二氧化氮氣體，會損耗大量酸；硝酸的濃度對浸出率也有很大影響，酸度太低會導致pH值過高，Fe3+以氫氧化鐵形式沉淀掉，使反應不能進行，酸度過高硝酸濃度就大，酸越容易分解生成大量的二氧化氮造成硝酸的浪費。方鉛礦的粒度影響在本試驗中較為明顯，粒度越小，兩礦接觸的面積就越大，反應的程度也就越完全。同時也可發現加大攪拌速度和反應時間對浸出率影響較小，對浸出率影響意義不大。

產物元素黏附于礦粒表面，由于其強疏水性和非導電性，阻礙了浸出反應的進一步進行，這是兩礦法浸出率低的主要原因。

3 結束語

（1）采用兩礦法濕法浸出，可從根本上消除鉛中毒，對原料的適應性強，生產規模可大可小，流程簡單，操作方便。

（2）試驗采用的藥品均為來源廣、價格低的工業品，降低了工藝生產成本，為工業上利用稀硝酸體系中浸出方鉛礦、軟錳礦開辟了一條新的有效途徑，具有實際生產意義。

（3）本工藝克服了方鉛礦傳統法生產中原料要求高，能耗高，勞動強度大，成本高，環境差的缺點，節約能源，降低了成本，但由于本實驗條件的限制，鉛的浸出率還有待提高，工業前景看好。

參考文獻

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作者簡介：張同明（1986.10-），男，籍貫：山東安丘，現職稱：助理工程師，學歷：大學本科，研究方向：地質實驗測試。