何宗云，符世繼，盧文鵬，馬雁鴻

（云南馳宏鋅鍺股份有限公司，云南 曲靖 655011）

隨著汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、能源、電信等工業(yè)的飛速發(fā)展，鉛酸蓄電池應(yīng)用日益廣泛，近年我國(guó)乃至世界鉛產(chǎn)量的80%用于鉛酸蓄電池生產(chǎn)[1]。我國(guó)每年有300萬(wàn)噸的鉛酸蓄電池由于壽命到期而報(bào)廢，大量廢舊鉛酸蓄電池的資源化利用研究具有重要的意義和作用[2]。廢舊鉛酸蓄電池由塑料外殼、隔板、電極、鉛膏和硫酸組成，鉛膏占了一半多的比重并且其成分復(fù)雜，是回收利用的重點(diǎn)和難點(diǎn)[3]，因此規(guī)?；⒓s化和環(huán)保清潔化的鉛膏回收處理技術(shù)成為當(dāng)前鉛冶煉、回收企業(yè)的重要需求。

對(duì)于廢舊鉛酸蓄電池鉛膏，一般采取火法冶煉和濕法處理回收利用其中的鉛資源[4]。國(guó)外火法冶煉和濕法處理方式均有采用，國(guó)內(nèi)目前多采用火法冶煉，濕法處理研究較多產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用較少[5-7]?；鸱ㄌ幚硗ǔU膏與鉛精礦混合后通過(guò)頂吹爐或底吹爐使其轉(zhuǎn)化為富鉛渣，再利用側(cè)吹還原等技術(shù)生產(chǎn)粗鉛，再生產(chǎn)成精鉛或電鉛。而濕法處理關(guān)鍵是如何處理鉛膏中大量的硫酸鉛和二氧化鉛并使其轉(zhuǎn)化為鉛或鉛化合物。

1 原料及濕法處理工藝原理

鉛膏樣品來(lái)自云南馳宏鋅鍺股份有限公司市場(chǎng)采購(gòu)的廢舊汽車(chē)蓄電池、電動(dòng)車(chē)電池和UPS電源，電池混合破碎→過(guò)篩分離電極→重力分選隔板和塑料→壓濾所得鉛膏。鉛膏為棕紅色，其成分見(jiàn)表1：

表1 鉛膏樣成分（干燥后）

鉛膏原料為粗顆粒狀，呈紅褐色，其中夾雜有塑料顆粒，含有20%左右的水分。為分離其中的雜質(zhì)，并使其中的鉛盡量生成所需的氧化鉛，本研究制定鉛膏濕法處理工藝思路為：轉(zhuǎn)化硫酸鉛為碳酸鉛→把二氧化鉛還原為一氧化鉛→硝酸浸出→硫酸沉鉛→氫氧化鈉脫硫轉(zhuǎn)化制備氧化鉛，其具體的工藝路線見(jiàn)圖1：

圖1 鉛膏濕法處理工藝流程

鉛膏轉(zhuǎn)化還原的工藝原理為：

在18℃、堿性環(huán)境下，硫酸鉛的溶度積常數(shù)Ksp為1.6×10-8，而同樣條件下碳酸鉛的溶度積常數(shù)Ksp為3.3×10-14，同時(shí)反應(yīng)的吉布斯自由能為負(fù)，轉(zhuǎn)化反應(yīng)可正常進(jìn)行。同時(shí)二氧化鉛作為強(qiáng)氧化劑，亞硫酸鈉是強(qiáng)還原劑，在堿性環(huán)境中二氧化鉛可還原為氧化鉛。

硝酸浸出鉛的工藝原理為：

因?yàn)殂U的還原電位比氫低，硝酸是強(qiáng)酸，可同金屬鉛反應(yīng)生成一氧化氮和水。而氧化鉛作為堿性氧化物，而碳酸鉛是堿性化合物，硝酸呈酸性，硝酸同氧化鉛、碳酸鉛的反應(yīng)很快，并可放出大量的熱。

硫酸沉鉛的工藝原理為：

由于硫酸鉛為難溶化合物，并且其溶度積常數(shù)小，硫酸沉鉛的化學(xué)反應(yīng)非?？?，在室溫下短時(shí)間即可反應(yīng)完全。

硫酸鉛脫硫轉(zhuǎn)化的工藝原理為：

利用氫氧化鈉脫硫并使硫酸鉛轉(zhuǎn)化為氧化鉛，其反應(yīng)過(guò)程實(shí)質(zhì)是先生成[Pb(OH)4]2-，然后在陳化作用下分解為氧化鉛和水。另外當(dāng)反應(yīng)中氫氧化鈉濃度控制不當(dāng)，過(guò)得系數(shù)較大，生成的氧化鉛會(huì)被氫氧化鈉溶解，生成NaPb(OH)3。

本試驗(yàn)原料經(jīng)過(guò)105℃干燥，并經(jīng)過(guò)研磨后過(guò)120目篩網(wǎng)；所使用的化學(xué)試劑為：濃硫酸（濃度為98%以上）、氫氧化鈉（純度96%以上）、硝酸（濃度為65%～68%）、碳酸鈉（工業(yè)級(jí)，純度為98%以上）、無(wú)水亞硫酸鈉（純度為99.5%）、水（普通生活水）。

試驗(yàn)中各樣品的成分采用化學(xué)分析和X-Ray結(jié)構(gòu)分析來(lái)綜合確定，粒度分析采用激光粒度儀；樣品質(zhì)量采用精度0.02g級(jí)數(shù)字電子秤稱量；液體體積采用量筒和量杯量??；反應(yīng)加熱80℃及以下采用水浴鍋加熱，90℃采用電熱盤(pán)加熱，相關(guān)溫度用100℃紅線溫度計(jì)校準(zhǔn)；攪拌采用數(shù)字式攪拌裝置；化學(xué)反應(yīng)容器采用石英燒杯；過(guò)濾采用陶瓷漏斗、雙層濾紙、機(jī)械泵負(fù)壓過(guò)濾；樣品干燥采用玻璃表皿盛裝后用熱風(fēng)干燥箱在105℃后干燥；所有的樣品化學(xué)成分分析委托昆明冶金研究院和云南馳宏資源綜合利用有限公司完成，X-Ray結(jié)構(gòu)分析和粒度分析委托昆明冶金研究院完成。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 鉛膏是硫酸鉛的轉(zhuǎn)化和二氧化鉛的還原

鉛膏中大量的硫酸鉛和二氧化鉛是鉛膏濕法處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響鉛的直收率和工藝經(jīng)濟(jì)性。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，從工業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)角度出發(fā)，最好選擇價(jià)格低廉、容易獲得的工藝常見(jiàn)原料作為還原劑和轉(zhuǎn)化劑。項(xiàng)目組選擇碳酸鈉作為轉(zhuǎn)化劑，選擇亞硫酸鈉作為還原劑。由于轉(zhuǎn)化和還原反應(yīng)均可在堿性環(huán)境中進(jìn)行，二者不沖突，而且由于轉(zhuǎn)化反應(yīng)和還原反應(yīng)均是屬于擴(kuò)散控制的反應(yīng)，二者同步進(jìn)行有利于硫酸鉛的轉(zhuǎn)化和二氧化鉛的還原更徹底，經(jīng)濟(jì)性也更好。硫酸鉛的轉(zhuǎn)化率按（鉛膏中所含硫酸鉛質(zhì)量-轉(zhuǎn)化后物料所含硫酸鉛質(zhì)量）/轉(zhuǎn)化前鉛膏所含硫酸鉛質(zhì)量×100%進(jìn)行計(jì)算；二氧化鉛還原率按（鉛膏中所含二氧化鉛質(zhì)量-轉(zhuǎn)化后物料所含二氧化鉛質(zhì)量）/鉛膏中所含二氧化鉛質(zhì)量×100%進(jìn)行計(jì)算。紅褐色鉛膏經(jīng)還原轉(zhuǎn)化后，其中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為白色硫酸鉛，紅色二氧化鉛被還原為白色碳酸鉛，反應(yīng)后物料呈灰白色。

2.1.1 溫度對(duì)還原和轉(zhuǎn)化過(guò)程的影響

研究反應(yīng)溫度對(duì)鉛膏還原和轉(zhuǎn)化過(guò)程的影響時(shí)，鉛膏投料200g，碳酸鈉過(guò)量系數(shù)為1.5倍，亞硫酸鈉過(guò)量系數(shù)為2倍，液固比為4:1，反應(yīng)時(shí)間為2h，中速攪拌350r/min。

隨著溫度的升高，硫酸鉛的化學(xué)活性增強(qiáng)，溶解度增大，碳酸鈉對(duì)硫酸鉛的轉(zhuǎn)化效果持續(xù)升高，尤其在80℃以后，轉(zhuǎn)化效果大幅提升，90℃時(shí)硫酸鉛轉(zhuǎn)化率甚至能達(dá)到98.4%。50℃以下，亞硫酸鈉對(duì)二氧化鉛的還原效果并不好，當(dāng)溫度超過(guò)60℃以后，還原效果大幅提升，溫度繼續(xù)升高，還原率提升并不明顯（見(jiàn)圖2）。

圖2 硫酸鉛轉(zhuǎn)化二氧化鉛還原溫度影響圖

2.1.2 碳酸鈉和亞硫酸鈉過(guò)量系數(shù)影響

研究過(guò)量系數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)化還原過(guò)程的影響，鉛膏投料200g，溫度90℃，液固比為4:1，反應(yīng)時(shí)間為2h，中速攪拌350r/min。

隨著碳酸鈉過(guò)量系數(shù)的增大，碳酸根離子濃度的提高加大了與硫酸鉛顆粒接觸的機(jī)率和反應(yīng)可能性，在攪拌作用下有助于碳酸根離子向硫酸鉛顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散，硫酸鉛的轉(zhuǎn)化率快速提升，碳酸鈉過(guò)量系數(shù)達(dá)到1.4后硫酸鉛轉(zhuǎn)化率變慢（見(jiàn)圖3）。隨著亞硫酸鈉過(guò)量系數(shù)增大，亞硫酸根離子濃度提高加大了與二氧化鉛粒子接觸機(jī)率，在攪拌作用下有助于亞硫酸根離子的擴(kuò)散和還原能力的提升，二氧化鉛與亞硫酸鈉的反應(yīng)得到加速，二氧化鉛的還原率緩慢提升，當(dāng)過(guò)量系數(shù)超過(guò)1.5后，還原率快速提升，當(dāng)過(guò)量系數(shù)達(dá)到2后，其提升速率變緩（見(jiàn)圖4）。

圖3 碳酸鈉過(guò)量系數(shù)對(duì)硫酸鉛轉(zhuǎn)化率影響

圖4 亞硫酸鈉過(guò)量系數(shù)對(duì)二氧化鉛還原率影響

2.1.3 鉛膏漿化液固比值的影響

研究漿化濃度對(duì)轉(zhuǎn)化還原過(guò)程的影響，鉛膏投料200g，溫度90℃，碳酸鈉過(guò)量系數(shù)1.5，亞硫酸鈉過(guò)量系數(shù)2，反應(yīng)時(shí)間為2h，中速攪拌350r/min。

隨著鉛膏漿化液固比值增大，反應(yīng)體系體積增大，相關(guān)反應(yīng)物的濃度有所下降，但在攪拌作用下，反應(yīng)物之間接觸的幾率增加，尤其是鉛膏粒子的水化作用更加明顯，更有利于固相粒子與液相離子間的接觸、反應(yīng)，因此隨著漿化液固比的加大，硫酸鉛的轉(zhuǎn)化和二氧化鉛的還原效果逐漸提升，尤其漿化液固比由2增加到3的過(guò)程中，反應(yīng)效果大幅提升，但當(dāng)液固比達(dá)到4以后，硫酸鉛的轉(zhuǎn)化和二氧化鉛的還原速率逐漸變慢，當(dāng)漿化液固比達(dá)到4以后，反應(yīng)速率幾乎沒(méi)有提升，甚至在漿化液固比達(dá)到4.5以后，反應(yīng)速率不僅沒(méi)有提升，反而有所下降，這與碳酸根離子與亞硫酸根離子濃度的大幅下降有關(guān)（見(jiàn)圖5）。

圖5 鉛膏漿化液固比對(duì)硫酸鉛轉(zhuǎn)化和二氧化鉛還原影響

2.1.4 反應(yīng)時(shí)間的影響

研究反應(yīng)時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)化還原過(guò)程的影響，鉛膏投料200g，漿化液固比值為4，溫度90℃，碳酸鈉過(guò)量系數(shù)1.5，亞硫酸鈉過(guò)量系數(shù)2，中速攪拌350r/min。

隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，鉛膏顆粒在攪拌作用下不斷水化，鉛膏粒子的外圍邊界與碳酸根離子、亞硫酸根離子發(fā)生接觸，外圍硫酸鉛、二氧化鉛先發(fā)生轉(zhuǎn)化和還原反應(yīng)，反應(yīng)生成的碳酸鉛與氧化鉛從反應(yīng)界面不斷擴(kuò)散到液相中，同時(shí)大量的碳酸根和亞硫酸根向鉛膏粒子內(nèi)部擴(kuò)散，增加了反應(yīng)速率，在20分鐘至100分鐘，反應(yīng)程度持續(xù)增加，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到120分鐘后，反應(yīng)接近尾聲（見(jiàn)圖6）。

圖6 反應(yīng)時(shí)間對(duì)硫酸鉛轉(zhuǎn)化二氧化鉛還原的影響

2.2 硝酸浸出碳酸鉛渣

碳酸鉛渣指的是鉛膏完成轉(zhuǎn)化還原反應(yīng)并過(guò)濾干燥的物料，其中大多數(shù)物料以碳酸鉛狀態(tài)存在。碳酸鉛渣中鉛以碳酸鉛、氧化鉛和金屬名存在，其余還包括二氧化硅、塑料片等雜質(zhì)，以及沒(méi)有參加反應(yīng)的少量硫酸鉛和二氧化鉛。要盡量浸出其中的鉛，最恰當(dāng)?shù)慕鰟┦窍跛岷鸵宜?，但由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)更易獲得硝酸，本試驗(yàn)采用硝酸開(kāi)展浸出試驗(yàn)。出試驗(yàn)先將碳酸鉛渣進(jìn)行漿化再進(jìn)行浸出試驗(yàn)。浸出率按（碳酸鉛渣質(zhì)量-浸出渣質(zhì)量）/碳酸鉛渣質(zhì)量×100%計(jì)算。

碳酸鉛渣用硝酸浸出時(shí)，硝酸濃度的影響對(duì)最終浸出率影響不明顯，唯一影響的是反應(yīng)時(shí)間。硝酸與碳酸鉛渣的反應(yīng)速度主要受反應(yīng)控制，硝酸濃度低時(shí)，氫離子與碳酸鉛、氧化鉛和鉛的接觸幾率相對(duì)較低，導(dǎo)致浸出速率低，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)械攪拌可降低這一影響。

2.2.1 溫度對(duì)浸出過(guò)程的影響

研究溫度對(duì)硝酸浸出過(guò)程的影響，以轉(zhuǎn)化還原后的碳酸鉛渣為原料，漿化液固比值為4，硝酸過(guò)量系數(shù)為1.2，中速攪拌350r/min，反應(yīng)時(shí)間主2h。

圖7 反應(yīng)溫度對(duì)硝酸浸出率的影響

隨著溫度的升高，硝酸浸出率不斷提升，當(dāng)溫度達(dá)到50℃以后浸出率上長(zhǎng)緩慢，達(dá)到55℃后浸出率幾乎達(dá)到極限。在攪拌作用下，碳酸鉛渣中的碳酸鉛、氧化鉛和金屬鉛水化的活性增強(qiáng)，硝酸浸出反應(yīng)控制因素是反應(yīng)控制和擴(kuò)散控制，升高反應(yīng)溫度有助于降低反應(yīng)活化能，從而加快浸出過(guò)程。當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到55℃，反應(yīng)2h以后，碳酸鉛渣中大部分能與硝酸反應(yīng)的物質(zhì)基本浸出完成，未被浸出的物料中主要是二氧化硅、少量硫酸鉛、少量二氧化鉛和塑料。

2.2.2 硝酸過(guò)量系數(shù)對(duì)浸出過(guò)程影響

研究過(guò)量系數(shù)對(duì)硝酸浸出過(guò)程的影響，以轉(zhuǎn)化還原后的碳酸鉛渣為原料，漿化液固比值為4，反應(yīng)溫度55℃，中速攪拌350r/min，反應(yīng)時(shí)間2h。

隨著硝酸過(guò)量系數(shù)的加大，硝酸對(duì)碳酸鉛渣出率提高。當(dāng)過(guò)量系數(shù)達(dá)到1.2時(shí)，硝酸浸出率不再提升，未被浸出的物料不與硝酸發(fā)生反應(yīng)。過(guò)量系數(shù)大于1的原因在于，硝酸的消耗量是通過(guò)碳酸鉛渣中參與反應(yīng)的碳酸鉛、氧化鉛和金屬鉛發(fā)化學(xué)反應(yīng)式計(jì)算得到，但在實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中，并非是所有硝酸分子均參與反應(yīng)，另外碳酸鉛中還含有少量的銅、銻、鈣、鐵等化合物可與硝酸發(fā)生反應(yīng)，使得硝酸需求量大于理論計(jì)算值。

圖8 硝酸過(guò)量系數(shù)對(duì)碳酸鉛渣浸出率的影響

2.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)硝酸浸出碳酸鉛渣的影響

以轉(zhuǎn)化還原后的碳酸鉛渣為原料，漿化液固比值為4，反應(yīng)溫度55℃，中速攪拌350r/min，硝酸過(guò)量系數(shù)為1.2。

圖9 反應(yīng)時(shí)間對(duì)硝酸浸出碳酸鉛渣的影響

硝酸浸出碳酸鉛渣時(shí)，液相中的氫離子先同碳酸鉛、氧化鉛或鉛發(fā)生溶解反應(yīng)，生成的硝酸鉛不斷溶解到溶液中，液相中的氫離子不斷向固相顆粒內(nèi)部擴(kuò)散，固相顆粒尺寸因不斷溶解而變小。隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，碳酸鉛渣浸出不斷提高，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到120min以后，浸出反應(yīng)幾乎停止。

2.3 硝酸鉛溶液用硫酸沉鉛

硝酸鉛溶液與硫酸接觸時(shí)，反應(yīng)速度非?？欤⒎懦龃罅康臒?。硫酸沉鉛反應(yīng)溫度沒(méi)有要求，在室溫下應(yīng)快速反應(yīng)；另外硫酸的濃度對(duì)反應(yīng)也沒(méi)有太大的影響；反應(yīng)時(shí)間通常需長(zhǎng)一些，主要是因?yàn)橄跛徙U與硫酸作用時(shí)，硫酸鉛的形核很快，在液相中形成大量的白色硫酸鉛微粒，延長(zhǎng)時(shí)間可通過(guò)陳化作用使硫酸鉛粒子長(zhǎng)大，便于過(guò)濾分離。

2.4 硫酸鉛的脫硫轉(zhuǎn)化

將白色的硫酸鉛物料用水漿化，將氫氧化鈉用水配制成溶液，將硫酸鉛混合液加熱設(shè)計(jì)溫度，將氫氧化鈉溶液緩慢加入，開(kāi)啟攪拌使之充分反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)硫酸鉛脫硫并轉(zhuǎn)化為氧化鉛。硫酸鉛的轉(zhuǎn)化率按（脫硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)前硫酸鉛質(zhì)量-氧化鉛樣品中硫酸鉛質(zhì)量）/脫硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)前硫酸鉛質(zhì)量×100%計(jì)算。

2.4.1 溫度的影響

將白色硫酸鉛物料用水漿化，液固比為4:1，氫氧化鈉溶液濃度10%，氫氧化鈉過(guò)量系數(shù)為1.2，反應(yīng)時(shí)間為2h，中速攪拌350r/min。

圖10 氧化鉛樣（45℃反應(yīng)）X-ray分析

圖11 氧化鉛樣（55℃反應(yīng)）X-ray分析

圖12 氧化鉛樣（65℃反應(yīng)）X-ray分析

溫度低于40℃反應(yīng)極其緩慢，主要是由于溫度低，硫酸鉛粒子與氫氧化鈉的反應(yīng)活化能低，影響反應(yīng)速率。當(dāng)溫度在40℃～50℃間，反應(yīng)較緩慢，生成黃色的氧化鉛粒子；當(dāng)溫度在50℃～60℃間，反應(yīng)較快，生成紅色的氧化鉛粒子，并伴隨生成微量二氧化鉛；當(dāng)溫度大于60℃，反應(yīng)極快，生成紅色氧化鉛，伴生有微量的二氧化鉛，同時(shí)由于反應(yīng)速率太快，少量的硫酸鉛被新生成的氧化鉛包裹形成三鹽基硫酸鉛。

2.4.2 氫氧化鈉濃度的影響

將白色硫酸鉛物料用水漿化，液固比為4:1，氫氧化鈉過(guò)量系數(shù)為1.2，反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)時(shí)間為2h，中速攪拌350r/min。

當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度小于10%時(shí)，氫氧根離子在液相中濃度低，與硫酸鉛粒子的接觸幾率較低，反應(yīng)生成的氧化鉛粒子少，影響反應(yīng)速率；當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度大于20%后，氫氧根離子在液相中濃度高，與硫酸鉛粒子接觸幾率大，反應(yīng)生成的氧化鉛粒子多，反應(yīng)速度快，容易形成氧化鉛包覆硫酸鉛的復(fù)合物；當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度在10%～15%時(shí)，氫氧化鈉與硫酸鉛的反應(yīng)速率比較適中，能確保硫酸鉛脫硫轉(zhuǎn)化為氧化鉛，同時(shí)也能保證新生成的氧化鉛粒子脫離硫酸鉛外表面并擴(kuò)散到溶液中。

2.4.3 氫氧化鈉過(guò)量系數(shù)的影響

將白色硫酸鉛物料用水漿化，液固比為4:1，氫氧化鈉溶液濃度為10%，反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)時(shí)間為2h，中速攪拌350r/min。

圖13 氫氧化鈉過(guò)量系數(shù)對(duì)硫酸鉛轉(zhuǎn)化率影響

氫氧化鈉與硫酸鉛的反應(yīng)控制步驟主要是擴(kuò)散控制，而氫氧根離子由于半徑較大，硫酸鉛晶體結(jié)構(gòu)為正交晶型，氫氧根離子先包圍在硫酸鉛分子周?chē)鸩饺〈蛩岣?，形成[Pb(OH)4]2-結(jié)構(gòu)，并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)镻bO和水。由于水合作用影響，并非是所有的氫氧根離子均參與發(fā)生反應(yīng)，因此當(dāng)過(guò)量系數(shù)為1（即氫氧化鈉加入量剛好等于理論計(jì)算需求量），并不能使所有的硫酸鉛均反應(yīng)生成氧化鉛；并且隨過(guò)量系數(shù)不斷增大時(shí)，參與反應(yīng)的硫酸鉛越來(lái)越多，當(dāng)氫氧化鈉過(guò)量系數(shù)達(dá)到1.2時(shí)，硫酸鉛脫硫轉(zhuǎn)化為氧化鉛達(dá)到極限，繼續(xù)提高氫氧化鈉過(guò)量系數(shù)，會(huì)使已生成的氧化鉛溶解生成NaPb(OH)3。

2.4.4 反應(yīng)時(shí)間的影響

將白色硫酸鉛物料用水漿化，液固比為4:1，氫氧化鈉溶液濃度為10%，氫氧化鈉過(guò)量系數(shù)為1.2，反應(yīng)溫度為45℃，中速攪拌350r/min。

圖14 反應(yīng)時(shí)間對(duì)氫氧化鈉轉(zhuǎn)化硫酸鉛的影響

隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，參與反應(yīng)的硫酸鉛粒子越多，生成的氧化鉛粒子不斷脫離硫酸鉛表面，使得化學(xué)反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因此硫酸鉛轉(zhuǎn)化率不斷提高。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間接近100min時(shí)，硫酸鉛粒子的脫硫轉(zhuǎn)化接近尾聲，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)120min時(shí)，硫酸鉛粒子的轉(zhuǎn)化幾乎不再進(jìn)行。

3 結(jié)論

（1）反應(yīng)溫度升高，可使鉛膏中硫酸鉛的轉(zhuǎn)化率和二氧化鉛的還原率不斷提升，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到90℃時(shí)，硫酸鉛的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到98.4，二氧化鉛的還原率可達(dá)到95.2%；要使鉛膏中的硫酸鉛盡量轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，碳酸鈉的過(guò)量系數(shù)提高到1.5最好；另外亞硫酸鈉的過(guò)量系數(shù)達(dá)到2時(shí)，二氧化鉛的還原效果最好；鉛膏漿化液固比值達(dá)到4時(shí)，硫酸鉛轉(zhuǎn)化和二氧化鉛的還原效果均較為理想；隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)鉛膏的轉(zhuǎn)化還原率不斷提升，2h以后延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間效果并不明顯；

（2）硝酸浸出碳酸鉛渣時(shí)，反應(yīng)溫度升高浸出率不斷提升，當(dāng)達(dá)到55℃以后，提高溫度效果并不明顯；硝酸過(guò)量系數(shù)提高，有利于浸出率的提升，硝酸過(guò)量系數(shù)達(dá)到2時(shí)浸出效果最好；另外硝酸浸出碳酸鉛渣2h后，浸出反應(yīng)幾乎不再進(jìn)行；

（3）硫酸沉淀硝酸鉛溶液中的鉛，在室溫下即可快速進(jìn)行；硫酸濃度對(duì)沉鉛反應(yīng)沒(méi)有太大影響；硫酸沉鉛反應(yīng)是典型的沉淀反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，并不影響沉鉛效果，僅會(huì)使生成的硫酸鉛粒子陳化長(zhǎng)大；

（4）氫氧化鈉溶液脫硫轉(zhuǎn)化硫酸鉛時(shí)，反應(yīng)溫度控制在45℃效果較好；氫氧化鈉的濃度控制在10%～15%期間可獲得較純的氧化鉛；氫氧化鈉過(guò)量系數(shù)在1.2時(shí)，反應(yīng)效果較好，超過(guò)1.2后生成的氧化鉛會(huì)溶解生成NaPb(OH)3；脫硫轉(zhuǎn)化時(shí)間控制在2h可使氧化鉛產(chǎn)率高而且粒徑適中。