張同明+隋曉麗

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(shí)驗(yàn)研究，認(rèn)為提高反應(yīng)時(shí)間對鉛的浸出率影響不大，但提高反應(yīng)溫度和提升溶液酸度對鉛的浸出影響很大；同時(shí)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(chǎn)物元素吸附在浸出渣表面，其強(qiáng)疏水性和非導(dǎo)電性阻礙了浸出反應(yīng)得進(jìn)一步進(jìn)行，這是兩礦法鉛、錳浸出率低的主要原因，使實(shí)際浸出反應(yīng)所需的軟錳礦量增加。

關(guān)鍵詞：方鉛礦；軟錳礦；兩礦法；濕法冶金

1 試驗(yàn)步驟

1.1 實(shí)驗(yàn)主要原料

方鉛礦（質(zhì)量分?jǐn)?shù)53.53%）、軟錳礦（質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(shí)驗(yàn)步驟

（1）稱量方鉛礦、軟錳礦的質(zhì)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(yīng)并控制反應(yīng)溫度。由于反應(yīng)會生成少量的二氧化氮，整個(gè)反應(yīng)裝置要放入通風(fēng)櫥內(nèi)；

（3）反應(yīng)一定的時(shí)間后，停止加熱，冷卻數(shù)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(zhì)；

（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(jì)算鉛的浸出率；

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

（6）根據(jù)鋅具有兩性的特性再次通過調(diào)節(jié)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(wěn)定，須將錳的氫氧化物溶解并氧化成高價(jià)錳后進(jìn)行滴定，通過滴定的量計(jì)算出錳的浸出率。

2 方鉛礦浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 主反應(yīng)式

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

可計(jì)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(yīng)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(jì)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(jié)果及分析

表1

從以上數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)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?yàn)椋?/p>

（1）反應(yīng)不夠徹底，大量的方鉛礦沉在瓶底，導(dǎo)致兩礦的接觸面太?。?/p>

（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(zhì)硫的生成阻礙了反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。

綜合以上數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，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(dǎo)致硝酸分解生成二氧化氮?dú)怏w，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(dǎo)致pH值過高，F(xiàn)e3+以氫氧化鐵形式沉淀掉，使反應(yīng)不能進(jìn)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(fèi)。方鉛礦的粒度影響在本試驗(yàn)中較為明顯，粒度越小，兩礦接觸的面積就越大，反應(yīng)的程度也就越完全。同時(shí)也可發(fā)現(xiàn)加大攪拌速度和反應(yīng)時(shí)間對浸出率影響較小，對浸出率影響意義不大。

產(chǎn)物元素黏附于礦粒表面，由于其強(qiáng)疏水性和非導(dǎo)電性，阻礙了浸出反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，這是兩礦法浸出率低的主要原因。

3 結(jié)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(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?，流程簡單，操作方便。

（2）試驗(yàn)采用的藥品均為來源廣、價(jià)格低的工業(yè)品，降低了工藝生產(chǎn)成本，為工業(yè)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(shí)際生產(chǎn)意義。

（3）本工藝克服了方鉛礦傳統(tǒng)法生產(chǎn)中原料要求高，能耗高，勞動強(qiáng)度大，成本高，環(huán)境差的缺點(diǎn)，節(jié)約能源，降低了成本，但由于本實(shí)驗(yàn)條件的限制，鉛的浸出率還有待提高，工業(yè)前景看好。

參考文獻(xiàn)

[1]屠海令，趙國權(quán)，郭青蔚.有色金屬[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2]中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部，中華人民共和國冶金工業(yè)部.錳礦地質(zhì)勘探規(guī)范（試行）[S].1982.

[3]張啟衛(wèi).軟錳礦制備硫酸錳的工藝原理和技術(shù)[R].福建：三明職業(yè)大學(xué)化工系，2003.

[4]賀周初，彭愛國，鄭賢福，等，兩礦法津出低品位軟錳礦的工藝研究[R].湖南長沙：湖南化工研究院功能材料所，2004.

[5]袁明亮，梅賢功，王淀佐，等，兩礦法浸出軟錳礦時(shí)元素硫的生成及其對浸出過程的影響[R].長沙：中南工業(yè)大學(xué)，1998.

[6]何運(yùn)昭，曾念蘭.鋅精礦常壓酸氧化浸取硝酸的作用[R].湘潭大學(xué)化工系.

[7]袁明亮，梅賢功，邱冠周，等.兩礦法浸出軟錳礦的工藝與研究[R].長沙：中南工業(yè)大學(xué)礦物工程系，1997.

作者簡介：張同明（1986.10-），男，籍貫：山東安丘，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試。endprint

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(shí)驗(yàn)研究，認(rèn)為提高反應(yīng)時(shí)間對鉛的浸出率影響不大，但提高反應(yīng)溫度和提升溶液酸度對鉛的浸出影響很大；同時(shí)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(chǎn)物元素吸附在浸出渣表面，其強(qiáng)疏水性和非導(dǎo)電性阻礙了浸出反應(yīng)得進(jìn)一步進(jìn)行，這是兩礦法鉛、錳浸出率低的主要原因，使實(shí)際浸出反應(yīng)所需的軟錳礦量增加。

關(guān)鍵詞：方鉛礦；軟錳礦；兩礦法；濕法冶金

1 試驗(yàn)步驟

1.1 實(shí)驗(yàn)主要原料

方鉛礦（質(zhì)量分?jǐn)?shù)53.53%）、軟錳礦（質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(shí)驗(yàn)步驟

（1）稱量方鉛礦、軟錳礦的質(zhì)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(yīng)并控制反應(yīng)溫度。由于反應(yīng)會生成少量的二氧化氮，整個(gè)反應(yīng)裝置要放入通風(fēng)櫥內(nèi)；

（3）反應(yīng)一定的時(shí)間后，停止加熱，冷卻數(shù)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(zhì)；

（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(jì)算鉛的浸出率；

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

（6）根據(jù)鋅具有兩性的特性再次通過調(diào)節(jié)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(wěn)定，須將錳的氫氧化物溶解并氧化成高價(jià)錳后進(jìn)行滴定，通過滴定的量計(jì)算出錳的浸出率。

2 方鉛礦浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 主反應(yīng)式

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

可計(jì)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(yīng)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(jì)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(jié)果及分析

表1

從以上數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)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?yàn)椋?/p>

（1）反應(yīng)不夠徹底，大量的方鉛礦沉在瓶底，導(dǎo)致兩礦的接觸面太?。?/p>

（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(zhì)硫的生成阻礙了反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。

綜合以上數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，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(dǎo)致硝酸分解生成二氧化氮?dú)怏w，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(dǎo)致pH值過高，F(xiàn)e3+以氫氧化鐵形式沉淀掉，使反應(yīng)不能進(jìn)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(fèi)。方鉛礦的粒度影響在本試驗(yàn)中較為明顯，粒度越小，兩礦接觸的面積就越大，反應(yīng)的程度也就越完全。同時(shí)也可發(fā)現(xiàn)加大攪拌速度和反應(yīng)時(shí)間對浸出率影響較小，對浸出率影響意義不大。

產(chǎn)物元素黏附于礦粒表面，由于其強(qiáng)疏水性和非導(dǎo)電性，阻礙了浸出反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，這是兩礦法浸出率低的主要原因。

3 結(jié)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(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?，流程簡單，操作方便。

（2）試驗(yàn)采用的藥品均為來源廣、價(jià)格低的工業(yè)品，降低了工藝生產(chǎn)成本，為工業(yè)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(shí)際生產(chǎn)意義。

（3）本工藝克服了方鉛礦傳統(tǒng)法生產(chǎn)中原料要求高，能耗高，勞動強(qiáng)度大，成本高，環(huán)境差的缺點(diǎn)，節(jié)約能源，降低了成本，但由于本實(shí)驗(yàn)條件的限制，鉛的浸出率還有待提高，工業(yè)前景看好。

參考文獻(xiàn)

[1]屠海令，趙國權(quán)，郭青蔚.有色金屬[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2]中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部，中華人民共和國冶金工業(yè)部.錳礦地質(zhì)勘探規(guī)范（試行）[S].1982.

[3]張啟衛(wèi).軟錳礦制備硫酸錳的工藝原理和技術(shù)[R].福建：三明職業(yè)大學(xué)化工系，2003.

[4]賀周初，彭愛國，鄭賢福，等，兩礦法津出低品位軟錳礦的工藝研究[R].湖南長沙：湖南化工研究院功能材料所，2004.

[5]袁明亮，梅賢功，王淀佐，等，兩礦法浸出軟錳礦時(shí)元素硫的生成及其對浸出過程的影響[R].長沙：中南工業(yè)大學(xué)，1998.

[6]何運(yùn)昭，曾念蘭.鋅精礦常壓酸氧化浸取硝酸的作用[R].湘潭大學(xué)化工系.

[7]袁明亮，梅賢功，邱冠周，等.兩礦法浸出軟錳礦的工藝與研究[R].長沙：中南工業(yè)大學(xué)礦物工程系，1997.

作者簡介：張同明（1986.10-），男，籍貫：山東安丘，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試。endprint

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(shí)驗(yàn)研究，認(rèn)為提高反應(yīng)時(shí)間對鉛的浸出率影響不大，但提高反應(yīng)溫度和提升溶液酸度對鉛的浸出影響很大；同時(shí)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(chǎn)物元素吸附在浸出渣表面，其強(qiáng)疏水性和非導(dǎo)電性阻礙了浸出反應(yīng)得進(jìn)一步進(jìn)行，這是兩礦法鉛、錳浸出率低的主要原因，使實(shí)際浸出反應(yīng)所需的軟錳礦量增加。

關(guān)鍵詞：方鉛礦；軟錳礦；兩礦法；濕法冶金

1 試驗(yàn)步驟

1.1 實(shí)驗(yàn)主要原料

方鉛礦（質(zhì)量分?jǐn)?shù)53.53%）、軟錳礦（質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(shí)驗(yàn)步驟

（1）稱量方鉛礦、軟錳礦的質(zhì)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(yīng)并控制反應(yīng)溫度。由于反應(yīng)會生成少量的二氧化氮，整個(gè)反應(yīng)裝置要放入通風(fēng)櫥內(nèi)；

（3）反應(yīng)一定的時(shí)間后，停止加熱，冷卻數(shù)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(zhì)；

（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(jì)算鉛的浸出率；

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

（6）根據(jù)鋅具有兩性的特性再次通過調(diào)節(jié)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(wěn)定，須將錳的氫氧化物溶解并氧化成高價(jià)錳后進(jìn)行滴定，通過滴定的量計(jì)算出錳的浸出率。

2 方鉛礦浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 主反應(yīng)式

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

可計(jì)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(yīng)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(jì)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(jié)果及分析

表1

從以上數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)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?yàn)椋?/p>

（1）反應(yīng)不夠徹底，大量的方鉛礦沉在瓶底，導(dǎo)致兩礦的接觸面太??；

（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(zhì)硫的生成阻礙了反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。

綜合以上數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，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(dǎo)致硝酸分解生成二氧化氮?dú)怏w，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(dǎo)致pH值過高，F(xiàn)e3+以氫氧化鐵形式沉淀掉，使反應(yīng)不能進(jìn)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(fèi)。方鉛礦的粒度影響在本試驗(yàn)中較為明顯，粒度越小，兩礦接觸的面積就越大，反應(yīng)的程度也就越完全。同時(shí)也可發(fā)現(xiàn)加大攪拌速度和反應(yīng)時(shí)間對浸出率影響較小，對浸出率影響意義不大。

產(chǎn)物元素黏附于礦粒表面，由于其強(qiáng)疏水性和非導(dǎo)電性，阻礙了浸出反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，這是兩礦法浸出率低的主要原因。

3 結(jié)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(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)規(guī)模可大可小，流程簡單，操作方便。

（2）試驗(yàn)采用的藥品均為來源廣、價(jià)格低的工業(yè)品，降低了工藝生產(chǎn)成本，為工業(yè)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(shí)際生產(chǎn)意義。

（3）本工藝克服了方鉛礦傳統(tǒng)法生產(chǎn)中原料要求高，能耗高，勞動強(qiáng)度大，成本高，環(huán)境差的缺點(diǎn)，節(jié)約能源，降低了成本，但由于本實(shí)驗(yàn)條件的限制，鉛的浸出率還有待提高，工業(yè)前景看好。

參考文獻(xiàn)

[1]屠海令，趙國權(quán)，郭青蔚.有色金屬[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2]中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部，中華人民共和國冶金工業(yè)部.錳礦地質(zhì)勘探規(guī)范（試行）[S].1982.

[3]張啟衛(wèi).軟錳礦制備硫酸錳的工藝原理和技術(shù)[R].福建：三明職業(yè)大學(xué)化工系，2003.

[4]賀周初，彭愛國，鄭賢福，等，兩礦法津出低品位軟錳礦的工藝研究[R].湖南長沙：湖南化工研究院功能材料所，2004.

[5]袁明亮，梅賢功，王淀佐，等，兩礦法浸出軟錳礦時(shí)元素硫的生成及其對浸出過程的影響[R].長沙：中南工業(yè)大學(xué)，1998.

[6]何運(yùn)昭，曾念蘭.鋅精礦常壓酸氧化浸取硝酸的作用[R].湘潭大學(xué)化工系.

[7]袁明亮，梅賢功，邱冠周，等.兩礦法浸出軟錳礦的工藝與研究[R].長沙：中南工業(yè)大學(xué)礦物工程系，1997.

作者簡介：張同明（1986.10-），男，籍貫：山東安丘，現(xiàn)職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試。endprint