脱除铅阳极泥中贱金属的预处理工艺选择
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铅锌矿选矿工艺流程
《铅锌矿选矿工艺流程》
铅锌矿是常见的金属矿石,其选矿工艺流程对于提炼出纯净的铅锌金属至关重要。
下面我们来介绍铅锌矿选矿的工艺流程。
首先,铅锌矿原矿经过采集和压碎后,进行初步的矿石破碎和磨矿,然后进行浮选分离。
在浮选过程中,利用不同矿石的浮力差异,通过空气和药剂的作用使铅和锌矿石浮在水面上,并进行分离。
常用的浮选药剂有黄原胶、松馏油等。
接着,经过浮选分离后的铅锌矿石需要进行精矿处理。
精矿处理通常采用浮选法和重选法,旨在使铅和锌的品位达到更高的要求。
在精矿过程中,一般要进行多次浮选和重选,以提高金属品位。
最后,精矿通过烧结、冶炼和精炼等步骤,得到最终的纯净的铅锌金属。
烧结是将精矿在高温下进行加热,冶炼是通过高温溶解和还原使金属与杂质分离,精炼是通过电解等方法,将金属纯度进一步提高。
在整个选矿工艺流程中,需要严格控制工艺参数和加工条件,以保证铅锌矿的高效选矿和生产。
同时,无污染的环保技术也是当前铅锌矿选矿工艺的发展方向,以减少对环境的影响。
总之,铅锌矿选矿工艺流程是一个复杂的过程,需要综合利用物理、化学和冶金技术,以实现铅锌矿石的高效分离和提炼。
通过不断的技术创新和工艺改进,相信铅锌矿选矿工艺将会得到进一步提高和完善。
电化学镀铅工艺1. 简介电化学镀铅是一种通过电化学方法在金属表面上沉积铅金属的工艺。
它广泛应用于电子元器件、电池、化工、汽车制造等领域。
本文将介绍电化学镀铅的基本原理、工艺流程和注意事项。
2. 基本原理电化学镀铅是利用电解液中的针对金属离子的还原反应,在金属表面上逐渐形成一层均匀且致密的铅金属覆盖层的过程。
它的基本原理如下:- 电解质中添加含铅离子的化合物- 在电解质中通入电流,形成阳极和阴极- 阴极为待镀件,阳极为铅金属或铅合金- 电流通过电解液使得金属离子还原为金属,并在阴极上沉积形成铅金属覆盖层3. 工艺流程电化学镀铅的工艺流程如下:1. 表面处理:将待镀件进行清洗、酸洗、除油等处理,确保表面干净、无杂质,以便镀铅层附着良好。
2. 预处理:在待镀件表面进行一层钝化处理,提高镀层的附着性和均匀性。
3. 铅离子溶液:配置合适的电解质,确保针对铅的离子含量适宜。
4. 电镀操作:将待镀件作为阴极,连接电源,将铅金属作为阳极,通入电流进行电解。
控制电压、电流、时间等参数,以获得所需的镀铅层厚度。
5. 清洗处理:将镀好的铅件进行清洗,去除残留的电解液和杂质。
6. 表面处理:对镀好的铅件进行光洁处理,提高表面光洁度。
7. 检测和包装:对镀好的铅件进行检测,确保镀层的质量和厚度符合要求,然后进行包装。
4. 注意事项在进行电化学镀铅的工艺中,需要注意以下事项:- 选择合适的电解质和工艺参数,以实现所需的镀铅层质量和厚度。
- 控制电流密度,避免过高或过低导致镀层不均匀或质量不好。
- 注意阴极和阳极的配置和连接,确保电流正常通电。
- 进行严格的表面处理,确保待镀件表面干净、光洁,以获得良好的镀层附着性。
- 定期检测和维护电解液的成分和性能,及时调整工艺参数和更换电解液。
5. 总结电化学镀铅是一种常用的工艺,能够在金属表面上形成致密、均匀的铅金属覆盖层。
通过掌握基本原理、正确操作工艺流程和注意事项,可以获得高质量的镀铅层。
双氧水化氯化法处理铅阳极泥的实验陈海大;李连军【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2011(027)005【总页数】3页(P32-34)【作者】陈海大;李连军【作者单位】【正文语种】中文铅阳极泥的湿法处理多采用氯化法,除非针对特殊物料或有特定要求。
氯化法因其过程简单、可一步分离Sb、Bi、Cu、As等多种元素,减少了贵金属的分散,所以广为应用。
一般情况下,新产出的铅阳极泥(以下简称新泥)在氯化浸出前需进行预氧化处理,否则在浸出时必须添加氧化剂才能较彻底地将Sb、Bi、Cu、As等贱金属溶出[1]。
但是常规的堆置自然氧化和氧化焙烧都会使阳极泥干结,在湿法处理前尚需粉碎和浆化,其过程不可避免地造成机械损失和环境污染问题。
所以最佳浸出方法应该是对新泥直接氧化氯化。
可选的氧化剂有Cl2、NaClO3、双氧水、O2、FeCl3等[2]。
同时为避免盐酸等的大量蒸发和贵金属的大量溶出,还必须要在较低的温度(<60℃)和较低的体系氧化还原电极电位(<450 mV)下进行反应[1]。
本实验以盐酸浸出法[1]为基础,采用双氧水作为氧化剂对新泥进行氧化氯化浸出,以考察其分离效果和确定适合应用的工艺条件。
1.1 试料和试剂试料为新产出的经过热水洗涤并压滤后的铅阳极泥,其代表性成分如表1。
为防止新泥接触空气而发生自然氧化,所有备料后的阳极泥均浸泡在水中待用。
试剂和材料:30%试剂纯过氧化氢溶液(双氧分析检验方法:EDTA滴定法、络合滴定法、原子吸收法。
1.2 反应原理溶浸过程中主要离子反应方程式如下(Me为参与反应的元素):1.3 反应条件和实验方法1.3.1 反应条件液固比6、体系中盐酸浓度5 N、反应温度60℃,搅拌速度以泥渣不沉底为准。
1.3.2 实验方法将折干重100 g的新泥混水用研钵研磨成泥浆,装入1 000 mL烧杯,再根据其含水量补足水量,搅拌情况下配入分析纯盐酸,待温度不再上升时,再缓慢加入双氧水进行氧化溶浸反应。
碱浸—电解法从含铅废物和贫杂氧化铅矿中提取铅工艺及机理在有色金属冶炼等工业过程中产生大量的含铅危险废物,不当堆存于环境中将会对生态环境和人类健康造成严重危害,但同时这些废物也是可回收再生金属的重要的二次资源,对其进行无害化与资源化处理,对我国经济实现可持续发展作用重大。
另外,我国氧化铅矿储量丰富,但结构复杂,品位低,其选冶过程回收率较低,且使用大量的化学药剂,由此带来复杂严重的环境问题。
同时,传统火法炼铅过程中也存在铅尘污染严重、对原料含铅品位要求高的缺点。
本文以含铅废物和贫杂氧化铅矿为原料,提出碱浸——溶液净化——电解的湿法冶炼清洁生产工艺提取金属铅,并对该工艺的相关理论基础进行了系统研究。
铅在NaOH溶液中选择性浸出的可行性是该工艺的基础,通过热力学分析和溶解度实验,并绘制Pb-H<sub>2</sub>O系、PbS-H<sub>2</sub>O系、Pb-SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>-H<sub>2</sub>O系、Pb-CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>H<sub>2</sub>O系的E-pH图,得出结论:常温下在5 mol·L<sup>-1</sup>NaOH溶液中,铅的溶解度为25.56g·L<sup>-1</sup>。
PbO、PbSO<sub>4</sub>和PbCO<sub>3</sub>均可自发溶于强碱溶液中,但PbS却不溶。
在热力学分析的基础上,研究了氧化铅矿和含铅废物在NaOH溶液中的浸出动力学。
氧化铅矿的浸出速率,在铅浸出率较低的条件下,受NaOH溶液通过固体残留物层的扩散控制,而在浸出率较高的条件下,受表面化学反应控制。
铜阳极泥微波处理回收铜和硒的技术方法一,概述铜阳极泥微波处理回收铜和硒的技术方法是湿法冶金技术方法,特别涉及一种采用微波处理从铜阳极泥中回收铜和硒的方法。
具体是筛去铜阳极泥中颗粒直径大于5mm 的沙粒类杂质,然后加入浓度为 20~500g/L 的硫酸调浆,控制铜阳极泥浆料的重量浓度在1~30%,将铜阳极泥浆料臵于微波炉中,向铜阳极泥浆料中通入或加入氧化剂,调节微波频率为1500~3500MHz,微波加热功率为 120~700w,在常压下浸出反应 1~30min,铜阳极泥中的铜以 CuSO4形式浸出,硒以H2SeO3、 SeSO3等形式浸出。
本发明方法缩短了铜阳极泥的处理时间,加大了处理量,提高了铜和硒的脱除率,使铜阳极泥中其他有价金属走向合理且集中,有利于综合回收,既降低了能耗,又不需要特殊的高压装备,同时具有较快的浸出速度。
二,技术方法基本原理铜阳极泥微波处理回收铜和硒的技术方法属于湿法冶金技术方法,是关于铜阳极泥微波处理回收铜和硒的技术方法,铜在电解精炼时,在直流电作用下阳极上的铜和电位较负的贱金属溶解进入溶液,而正电性金属,如金、银和铂族金属它们在阳极上不进行电化学溶解,而以极细的分散状态落入槽底成为铜阳极泥。
铜阳极泥含有大量的贵金属和稀有元素,是提取贵金属的重要原料。
为了更好地富集稀贵金属元素,并有利于其他有价元素的回收,需要对阳极泥进行预处理,即将阳极泥中影响后续分离工艺显著的非贵金属元素先行解离出来。
铜在铜阳极泥中占有极大的比例,而且它的存在对后续的贵金属分离有重大的影响,因此需要对其进行预处理回收,以降低后续工作的试剂耗量和缩短生产周期。
硒在铜阳极泥中往往与金属等形成稳定的硒化物合金,各种硒化物由于性质十分稳定,使脱硒过程十分困难。
对于铜阳极泥预处理脱铜和收硒,目前国内外采用较多的方法是硫酸盐化焙烧硫酸浸出法、氧化焙烧硫酸浸出法、常压空气搅拌硫酸直接浸出法等。
火法工艺中,焙烧过程存在高能耗、操作环境差以及产生的环境污染等问题,至今仍是一个技术难题;而常压酸浸除铜过程可以不产生二氧化硫,但由于空气氧化法的反应温度不能很高(最高不超过 90℃),因此反应强度较弱、反应时间较长,需要24小时甚至更长时间完成脱铜任务,并且脱铜率和脱硒率低,脱铜率只有60~70% 左右而脱硒率更是小于 30%。
抑铅浮锌工艺
抑铅浮锌工艺是一种常用的金属选矿工艺,主要用于铅锌矿的选矿过程中。
该工艺的主要目的是通过化学药剂的作用,将铅和锌分离开来,从而达到提高锌品位的目的。
抑铅浮锌工艺的基本原理是利用化学药剂的选择性吸附作用,将铅矿物表面的铅离子吸附住,从而抑制铅矿物的浮选,而锌矿物则不受影响,可以正常浮选。
具体来说,抑铅浮锌工艺主要包括以下几个步骤:
第一步,加入抑制剂。
在浮选前,需要加入一定量的抑制剂,如氰化钠、硫酸铜等,将铅矿物表面的铅离子吸附住,从而抑制铅矿物的浮选。
第二步,加入捕收剂。
在抑制剂的作用下,锌矿物可以正常浮选,但需要加入一定量的捕收剂,如黄药水、黄原胶等,将锌矿物表面的锌离子吸附住,从而提高锌品位。
第三步,调整药剂浓度。
药剂浓度的调整是非常关键的一步,需要根据矿石的性质和选矿过程中的实际情况进行调整,以达到最佳的选矿效果。
第四步,控制浮选条件。
浮选条件的控制也是非常重要的一步,需要根据矿石的性质和选矿过程中的实际情况进行调整,以达到最佳的选矿效果。
抑铅浮锌工艺的优点是可以有效地分离铅和锌,提高锌品位,同时还可以减少对环境的污染。
但是,该工艺也存在一些缺点,如药剂成本较高、操作难度较大等。
因此,在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
抑铅浮锌工艺是一种非常重要的金属选矿工艺,可以有效地分离铅和锌,提高锌品位,对于铅锌矿的选矿过程具有重要的意义。
铅锌矿选矿工艺流程铅锌矿是一种重要的金属矿石资源,其选矿工艺流程对于提高矿石的品位和回收率具有重要意义。
本文将介绍铅锌矿选矿工艺流程的基本步骤和关键技术,希望能对相关领域的研究和生产工作提供一定的参考价值。
一、矿石破碎和磨矿。
铅锌矿石经过采矿后,首先需要进行破碎和磨矿处理。
破碎和磨矿是整个选矿工艺的第一步,其目的是将原始矿石破碎成适当的颗粒度,为后续的选矿操作创造条件。
常用的破碎设备有颚式破碎机、圆锥破碎机等,而磨矿则通常采用球磨机、矿石磨等设备。
二、矿石浮选。
矿石浮选是铅锌矿选矿工艺中的关键环节。
在浮选过程中,通过对矿石进行破碎和磨矿后,将其与药剂一起投入浮选槽中进行搅拌,利用物理和化学作用使铅、锌矿石与杂质矿石分离,从而达到提高矿石品位和回收率的目的。
常用的浮选药剂有黄药、黑药、萘酚等。
三、矿石脱泥。
在浮选后,矿石中会残留一定的泥土和杂质,需要进行脱泥处理。
脱泥操作可以采用浮选机、脱泥机等设备,通过对矿石进行洗涤、筛分等操作,去除矿石表面的泥土和杂质,提高矿石的纯度。
四、矿石浸出。
矿石浸出是指将经过浮选和脱泥处理后的矿石进行浸出操作,以进一步提取铅、锌等有用金属。
浸出过程中,通常采用化学浸出法或氰化浸出法,将金属离子从矿石中溶解出来,形成金属盐溶液,再通过电解、水解等方法得到金属。
五、金属精炼。
最后,经过浸出得到的金属盐溶液需要进行精炼,以得到纯净的金属产品。
金属精炼通常包括电解精炼、火法精炼等方法,通过对金属盐溶液进行电解、熔炼等操作,将金属离子还原成纯净的金属,从而得到成品。
总结。
铅锌矿选矿工艺流程是一个复杂的系统工程,涉及到矿石的处理、浮选、脱泥、浸出、精炼等多个环节。
不同的矿石性质和工艺条件将影响选矿工艺流程的具体操作方法,因此在实际生产中需要根据具体情况进行调整和优化。
希望本文所介绍的内容能够为相关领域的研究和生产工作提供一定的帮助,推动铅锌矿选矿工艺的发展和进步。
铜阳极泥中贱金属与贵金属的分离方法一,概述有色金属行业是我们经济里的一个非常重要的行业,有色金属里的主要大量生产的金属有,锡,铅,锌,铝和铜,其中铜的用途非常广泛,在我国铜冶炼企业很多,冶炼工艺技术大同小异,如今铜矿山资源的较贫乏,从大量的废弃物,电子垃圾,电子产品中回收有价金属,是很多冶炼铜企业的研究方向,在铜冶炼工艺过程中,生产出来的冰铜是一种中间产品,冰铜经过阳极炉或转炉冶炼,得到另外的铜冶炼的中间产品粗铜,铜冶炼企业通常处理粗铜的方法是采用电解方法,通过粗铜电解,得到电解铜,既阴极铜,在粗铜电解过程中大量的杂质元素,有价金属,如:铜、铅、锡、金、银、铂、钯、硒、碲等贵金属和稀有金属,都以铜电解阳极泥的形式沉淀富集。
本方法是研究分离铜阳极泥中贱金属与贵金属的方法,将高镍铜阳极泥和浓硫酸浆化混合后,硫酸化焙烧,得焙砂渣;混合焙砂渣和低镍铜阳极泥,得混合料;按比例混合搅拌该混合料、水和浓硫酸,预浸,升温,通入氧气,恒温恒压下反应,得加压渣和浸出液;加压渣提炼金银合金板;用活性铜粉置换回收金、银、硒,完成铜阳极泥中贱金属和贵金属的分离。
该方法可使高镍铜阳极泥中的大部分Cu、Ni、Te浸出进入浸出液,实现贵金属和贱金属的分离,降低回收贵金属时活性铜粉的使用量;有利于综合回收有价元素,使稀贵金属后续提纯工艺得到大幅度的简化,稀贵金属回收率高,生产成本降低,有利于节能减排和清洁生产。
三、方法的目的铜阳极泥中贱金属与贵金属的分离方法属于湿法炼铜技术,本方法研究目的是铜阳极泥中分离Cu、Ni、Te与贵金属的有效方法,特别涉及分离铜阳极泥中贱金属与贵金属的方法。
四、主要技术内容精炼过程中产生的阳极泥,因含有大量的贵金属和稀有元素而成为提取贵金属的重要原料。
在生产过程中,由于铜精矿含镍不同,产出的铜阳极泥成分也不相同,含镍在10%以上称为高镍阳极泥,含镍在10%以下称为低镍阳极泥。
目前,从高镍铜阳极泥中提取贵金属的典型方法是硫酸化焙烧蒸硒法,产出的焙砂常压浸出分铜镍后采用湿法工艺提取贵金属,但在常压浸出分铜镍过程中,大部分银进入溶液,杂质元素镍及碲几乎不被浸出,导致焙砂中贵金属含量低,而杂质元素碲及镍含量偏高,不利于后续工序的生产。
铜阳极泥处理工艺
嘿,朋友们!今天咱来聊聊铜阳极泥处理工艺。
这可真是个有意思的事儿呢!
你想想看,那铜阳极泥就像是一个藏着宝贝的神秘盒子。
咱得想办法把里面的金银等贵金属给弄出来呀!这就好比是在一堆沙子里找金子,得有技巧才行。
处理铜阳极泥的第一步,就像是给它洗个澡,把那些杂质啥的先清理掉一部分。
然后呢,就开始进入关键环节啦!就好像是一场寻宝游戏正式开始。
咱得用各种方法,让那些贵金属乖乖现身。
有时候得加热,有时候得加些特殊的药剂,就跟变魔术似的。
这过程可不简单呐,得小心翼翼的,稍有不慎可能就前功尽弃啦!
你说这像不像炒菜呀,火候、调料都得恰到好处,才能做出一道美味佳肴。
处理铜阳极泥也是一样,每个步骤都得精准把握。
而且啊,这中间还可能会遇到各种各样的问题。
比如说反应不彻底啦,或者贵金属提取率不高啦。
这时候可不能着急上火,得冷静下来想想办法。
咱可以试着调整一下工艺参数,或者换一种思路来处理。
就像走路遇到了一堵墙,咱不能硬撞呀,得绕过去或者找个梯子爬过去。
在这个过程中,经验可就特别重要啦!那些老师傅们就像是经验丰富的探险家,知道哪里有陷阱,哪里能找到宝藏。
经过一番努力,终于把那些宝贵的金银给弄出来啦!这感觉,就像是挖到了一大块金子一样开心。
所以说呀,铜阳极泥处理工艺虽然有点复杂,但只要咱用心去钻研,就一定能把里面的宝贝都给弄出来。
这不仅能创造价值,还特别有成就感呢!这就是咱在这个领域里不断探索和前进的动力呀!可别小瞧了这看似普通的铜阳极泥,它里面可藏着大秘密呢!。
脱除铅阳极泥中贱金属的预处理工艺选择提出碱性NaOH 体系分步氧化浸出和盐酸浸出相结合的工艺预处理铅阳极泥,在碱性分步氧化浸出过程中,实现As 的氧化溶解和Bi 等金属的氧化沉淀,然后用盐酸溶解碱性浸出渣中的Bi,使贵金属富集在盐酸浸出渣中。
结果表明:无论碱性直接浸出或酸性直接浸出都不能有效分离铅阳极泥中的有价金属;改变烘烤温度、延长空气氧化时间和改变碱性加压氧化浸出温度都不能实现有价金属的分步分离。
当双氧水用量大于0.2 以后,碱性浸出过程As 的浸出率达到92%以上,碱性浸出渣盐酸浸出时,Bi 和Cu 的浸出率分别达到99.0%和97.0%,且残余的As 不溶解实现铅阳极泥中有价金属分步分离的目的。
铅阳极泥是粗铅电解精炼过程的副产物,主要含有Pb、As、Sb、Bi、Au 和Ag 等金属,是提取贵金属的重要原料。
铅阳极泥首先经过预处理过程脱除部分贱金属,然后用火法熔炼或湿法溶解的方法富集并产出贵金属合金或粉末,最后经过精炼产出贵金属产品,主要包括预处理、火法熔炼、湿法溶解和贵金属提纯等 4 个部分,这些处理过程环环相扣,构成完整的阳极泥处理工艺,相对来说,预处理过程是决定铅阳极泥处理工艺优劣最为重要的环节。
铅阳极泥预处理过程一方面是脱除Bi、Sb 和Cu等金属富集贵金属,另一方面是转化铅阳极泥中贵金属的赋存物相,常用的预处理方法有焙烧−盐酸浸出和控电位氯化浸出等,这些方法依然存在设备腐蚀严重、金属回收率低、贵金属溶解分散和环境污染等问题,相关研究主要集中于精细化控制和提高金属回收率等方面。
近些年,铅阳极泥成分越来越复杂,尤其是As、Bi 和Cu 含量的增加,对铅阳极泥预处理方法特提出了更高要求,因此,开发合理和有效的预处理方法尤为迫切。
借鉴相似领域的研究经验,碱性体系浸出方法被用来分离铅阳极泥中的贱金属,蔡练兵和杨跃新提出用空气氧化方式强化NaOH 体系铅阳极泥的浸出过到95.35%。
刘湛等采用NaOH 溶液循环浸出阳极泥中的As,这些研究都取得了一定的效果,但是未曾研究碱性浸出过程和后续处理过程其他金属的走向与行为,限制该方法的工业化应用。
通过研究铅阳极泥在碱性体系和盐酸体系浸出过程中的金属溶解行为,结合不同强化方式的影响,本文作者提出采用碱性分步氧化浸出和盐酸浸出相结合的工艺预处理铅阳极泥,研究结果对于铅阳极泥预处理工艺的改革有积极的促进作用。
1 实验1.1 实验原料实验原料为国内某铅冶炼厂的铅阳极泥,其主要成分见表1。
主要试剂NaOH、HCl 和H2O2 均为分析纯,氧气纯度为99.9%。
表1 铅阳极泥主要化学成分为了研究铅阳极泥中各金属的存在形态,其XRD谱见图1。
从图 1 可以看出,铅阳极泥中可以检测出的物相主要有(B i2O3)0. 2(B iF3)0.8、Ag3Sb 和Ag,其余的元素形态均无法显示,原因可能是由于铅阳极泥中大多数金属元素没有晶型,在X 射线扫描时不能产生仪器可识别的衍射线,故不能检测出相应金属的物相。
所以,对铅阳极泥中Bi、Sb 和As 的存在状态进行化学物相分析,结果见表2。
表2 铅阳极泥中Bi、Sb 和As 的物相分析结果由表2 可以看出,铅阳极泥中的Bi、As 和Sb 分别主要以硫酸盐、化合物和氧化物等物相存在。
1.2 实验方法为了实现从铅阳极泥中脱除贱金属和富集贵金属的双重目的,通过研究铅阳极泥在碱性溶液和盐酸溶液中金属的溶解行为,选择合理的预处理工艺,所采用的浸出方式较多,重点介绍碱性加压氧化浸出的实验过程与装置示意图。
铅阳极泥的碱性加压氧化浸出实验是在250 mL的不锈钢反应釜中进行,首先配制实验要求体积和浓度的碱性溶液并加入到反应釜内胆中,然后加入一定质量的铅阳极泥并拧紧螺母,开动搅拌器至指定转速,打开氧气瓶开关,调整减压阀门至指定压力,缓慢通入氧气 5 min,以排出釜内残余的空气;排气结束后关闭通气阀门同时升温,当达到指定温度时开始通气,达到要求的反应时间时,关闭加热元件同时取出反应釜自然冷却,当反应釜内温度降至60 ℃以下时,关闭通气口并打开排气阀缓慢排气,至压力降为常压时开釜,在真空抽滤设备上过滤,量取浸出液的体积,浸出渣用热水洗涤后烘干并称质量,实验装置示意见图2。
1.3 分析方法Bi、Cu 和Ag 分别用EDT A 滴定法、碘量法和硫氰酸钾滴定法,Sb 和As 采用硫酸铈滴定连续法,Se采用高锰酸钾滴定法测定。
2 结果与讨论2.1 铅阳极泥直接浸出根据铅阳极泥预处理过程需要脱除的As 和Bi 等金属的化学性质,选用NaOH 溶液和HCl 溶液作为浸出剂,初始条件:在铅阳极泥30 g、[NaOH]=2.0 mol/L或[H Cl]=3.6 mol/L、液固比5:1、温度80 ℃、时间2 h和搅拌速度300 r/min,盐酸氧化浸出过程双氧水的加入量与铅阳极泥的质量比为1:1,考察碱性直接浸出和酸性直接浸出过程铅阳极泥中金属的溶解行为,结果见表3。
由表 3 可以看出,碱性直接浸出过程的渣率为88.35%,且只有As、Sb 和Pb 元素溶解,但是其浸出率都比较低,As 的浸出率只有28.64%。
而盐酸浸出过程实验结果则完全不同,盐酸浸出过程渣率降低至40%左右,Cu、As、Sb、Pb 和Bi 等元素均会溶解,其中Bi 和As 的浸出率分别达到87.45%和31.32%;当盐酸浸出过程加入氧化剂后,各金属浸出率都有不同程度的提高,As 和Cu 的浸出率分别提高至67.45% 和银的溶解损失。
所以提出采用碱性浸出过程与盐酸浸出过程相结合的预处理工艺,即在碱性溶液中浸出分离铅阳极泥中的As 等金属,然后在盐酸浸出过程中脱除Bi 和Cu,最后将贵金属完全富集到盐酸浸出渣中。
那么碱性浸出过程的强化方式就是研究的重点,可以采用的强化方式有烘烤氧化、空气氧化浸出、双氧水氧化浸出、加压浸出和加压氧化浸出等。
2.2 烘烤温度的影响利用铅阳极泥易于氧化的特性,将其在不同温度下烘烤,鉴于不同温度烘干时所需要的时间不同,将水洗后未烘干处理的铅阳极泥定为25 ℃、60 ℃烘干需要360 h、120 ℃烘干需要36 h、180 ℃烘干需要24h,烘干时间的延长和烘烤温度的提高都将有助于铅阳极泥的氧化。
2.2.1 烘烤温度对碱性浸出过程的影响初始条件:在铅阳极泥30 g、[N aOH]=2.0 mol/L、液固比5:1、时间3 h 和搅拌速度300 r /min 的条件下,考察烘烤温度对碱性浸出过程的影响,结果见图3。
从图3(a)可以看出,随着烘烤温度的变化,碱性浸出过程的渣率大部分在89.0%左右,唯独60 ℃时长时间烘干实验的渣率降低至83.2%,主要是由于低温下烘烤时间较长引起的,这与图3(b)中各金属浸出率变化趋势是相吻合的。
未烘干和120 ℃烘干的两种铅阳极泥,碱性浸出过程中As、Pb 和Sb 的浸出率都比较低,主要原因是这两种阳极泥的氧化程度都不充分。
而60 ℃烘干和180 ℃烘干的两种阳极泥,碱性浸出过程中As 的浸出率分别提高至75.47%和46.54%,而Pb 和Sb 的浸出率都降低至 5.0%左右,主要是这两种铅阳极泥的氧化比较完全,尤其是经60 ℃烘干的铅阳极泥,烘烤时间比较长,氧化比较充分。
2.2.2 烘烤温度对碱性浸出渣盐酸浸出过程的影响初始条件:在碱性浸出渣用量20 g、[H Cl]=3.0mol/L、液固比5:1、温度80 ℃、时间2 h 和搅拌速度300 r/min 的条件下,考察烘烤温度对碱性浸出渣盐酸浸出过程的影响,结果见图4。
从图4 可以看出,碱性浸出渣盐酸浸出过程的变化趋势与碱性浸出过程相关,即铅阳极泥氧化越充分,盐酸浸出渣率越小,金属浸出率越高,60 ℃烘干的铅阳极泥,盐酸浸出过程渣率降低至28.89%,Bi、Cu、Pb 和Sb 的浸出率分别为99.01%、88.88%、61.68%和43.17%。
但烘烤时间和温度对盐酸浸出过程的影响略有不同,低温长时间烘度为180 ℃时,Bi 和Cu 的浸出率分别为97.75%和93.68%。
另外,碱性浸出渣中残余的As 在盐酸浸出过程会发生溶解。
可以看出,烘烤氧化方式虽然可以提高碱性浸出过程As 的浸出率和碱性浸出渣盐酸浸出过程Cu 和Bi 的浸出率,但是金属均不能完全脱除,而且还会造成As 的分散,难以达到预期的分步分离有价金属的目的。
2.3 氧化方式的影响2.3.1 氧化方式对碱性浸出过程的影响初始条件:在新鲜铅阳极泥40 g、[N aOH]=2.0mol/L、温度80 ℃、液固比5:1、时间3 h 和搅拌速度300 r/min 的条件下,考察了空气氧化、双氧水氧化和加压氧化浸出等氧化方式对碱性浸出过程各种金属浸出率的影响,空气氧化过程空气泵压力为0.1~0.2MPa、双氧水氧化浸出时H2O2 用量为1:1、加压氧化浸出过程温度为200 ℃和氧分压为0.7 MPa,结果见表4。
从表 4 可以看出,无论采用何种强化氧化方式,碱性氧化浸出过程的渣率都保持在85.0%左右,与碱性直接浸出相比略有降低;Cu、Ag、Bi、Se 和T e 的浸出率均为零,只有碱性加压氧化浸出过程中,Se 的浸出率达到99.0%。
随着氧化方式的不断强化,As 的浸出率逐渐提高,碱性加压氧化浸出过程中As 的浸出率达到97.48%,Pb 和Sb 的浸出率分别保持在4.60%和3.80%以下。
2.3.2 氧化方式对碱性浸出渣盐酸浸出过程的影响初始条件:在盐酸浓度 3 mol/L、液固比5:1、温度80 ℃、时间2 h 和搅拌速度300 r /min,考察碱性氧化浸出过程不同氧化方式对碱性浸出渣盐酸浸出过程中各种金属浸出率的影响,其结果见表5。
从表5 可以看出,碱性浸出渣用盐酸浸出时,在空气氧化、双氧水氧化和加压氧化方式时,盐酸浸出渣率分别为30.19%、30.74%和44.16。
无论采用何种氧化方式,Ag、Se 和T e 的浸出率为零,而空气氧化化方式对Bi 和Cu 浸出率的影响较大,采用双氧水氧化浸出时,Bi 和Cu 的浸出率分别提高至95.82%和86.29%,但是加压氧化方式下Bi 的浸出率只有84.59%,主要是Bi 在碱性加压氧化浸出过程生成了不利于盐酸浸出的物相。
可以看出,空气氧化方式不仅不能实现碱性浸出过程As 的高效脱除,而且部分As 会在碱性浸出渣的盐酸浸出过程中分散;双氧水氧化方式不仅有利于碱性浸出过程As 的脱除,而且有利于碱性浸出渣盐酸浸出过程中Bi 的脱除,为了降低生产成本,有必要进一步研究双氧水用量的影响。
2.4 空气氧化时间的影响2.4.1 空气氧化时间对碱性浸出过程的影响初始条件:在铅阳极泥60 g、[N aOH]=2.0 mol/L、液固比5:1、温度80 ℃、压缩空气压力0.1~0.2 MPa和搅拌速度300 r/min 的条件下,考察了空气氧化时间对碱性浸出过程各种金属浸出率的影响,结果见图5。