您所在的位置: 长江有色 > 长江百科 > 用精铅矿生产硝酸铅工艺的研究
关注:
微信二维码
掌上有色:
app二维码

用精铅矿生产硝酸铅工艺的研究

2019-02-20   
的传统出产办法是用铅锭和硝酸反响生成溶液,经盐析或蒸腾法制得产品。近年来铅锭报价上涨,致使本钱大增,为了下降本钱,对直接以精铅矿为铅来历的出产办法进行了研讨。实验成果标明,在恰当的工艺条件下,精铅矿中铅的浸出率达85%以上,收回率80%,产品质量达工业一级品标准,本钱下降20%左右。一起,本工艺对精铅矿中的银有富集效果。
一、实验质料及基本原理
(一)质料
实验所用质料为精铅矿、硝酸。
矿粉:精铅矿粉产自辽宁,经x—射线衍射分析标明,首要组成物为方铅矿,伴生矿为闪锌矿,还含有少数的黄铜矿、黄铁矿及微量的辉银矿。依产地不同,产品批次不同,其主含量变化较大。本实验要求矿粉中铅锌含量的原子比大于715。首要化学成分见表1,2#矿粉不合要求。
表1  精铅矿的化学组成

硝酸:GB337—84 二级品
(二)基本原理
矿粉遇酸后反响,发作主反响如下:
3PbS+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O(1)
副反响:
3ZnS+8HNO3=3Zn(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O(2)
3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O(3)
FeS+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+S↓+2H2O(4)
3Ag2S+8HNO3=6AgNO3+2NO↑+3S↓+4H2O(5)
由上述反响可见,跟着矿石中铅的浸出,很多杂质也以硝酸盐的方式进入到溶液中。向酸解液中参与适量的沉积剂,可使Cu2+、Fe3+、Ag+等离子沉积而别离。
二、工艺条件及进程
(一)工艺流程(见图1)

图1  制备工艺流程
(二)工艺条件
1、酸解工艺条件的挑选
(1)液固比:精铅矿粉—硝酸—水系统的反响流动性较好,由实验标明液固比对浸出率无大的影响,液固比的挑选首要取决于的溶解度,挑选较小的液固比以削减后续工序的蒸腾量,取液固比2.1~2.3∶1。
(2)用酸量:矿粉中铅的浸出率随加酸量的增大而增大,但一起杂质离子的浸出率也显着增大,从除杂耗费、酸耗费等方面考虑,挑选加酸系数1.1较为适合。见表2。
表2  用酸量对酸解率的影响

注:加酸系数=实践加酸量/理论加酸量(以Pb计)
(3)反响温度:因为酸解反响放热,在无外加热的情况下,反响初始系统自发升温,至加酸结束,系统温度约为60℃,进步温度,可使反响愈加快速、彻底,但一起应考虑到硝酸的分化及设备腐蚀问题。挑选70℃~75℃较为适合。见表3。
表3  反响温度对酸解率的影响

(4)反响时间:跟着反响时间的延伸,Pb的浸出率进步,但到达40min后,再延伸时间时浸出率已无显着改动。反响时间缺乏,浸出液显红棕色,阐明部分硝酸未参与反响并已在溶液中分化为。
表4  反响时间对酸解率的影响

归纳各种因素,挑选如下条件为酸解的适合条件:加酸系数111,反响温度70℃~75℃,反响时间40min,液固比211~2.3∶1。
2、浸取液的净化
浸取液的组成(g/L):Pb 230,Zn 2~27,Cu0.9,Fe 1.5,Ag微量。浸取液因含有Cu2+、Fe3+等离子而显蓝绿色。在恰当的条件下,参与适量的沉积剂可使Fe3+、Cu2+及微量的Ag+沉积,过滤除掉,得浅草绿色溶液。
3、母液中锌含量的操控目标
在上述酸解条件下,铅矿中锌的浸出率在50%左右,跟着循环次数的添加,Zn2+逐渐堆集于母液中。查得Pb(NO3)2、Zn(NO3)2的溶解度见表5。
表5  Pb(NO3)2、Zn(NO3)2的溶解度(g/100gH2O)

由表5可见,Zn(NO3)2和Pb(NO3)2的溶解度都随温度的升高而升高,且Zn(NO3)2的溶解度远远大于Pb(NO3)2的溶解度。在室温下结晶Pb(NO3)2,循环12次母液中锌的含量达42g/L时,仍远远小于Zn(NO3)2的饱满浓度。实验已证明彻底可以得到契合标准的Pb(NO3)2产品。
结晶母液含Pb约140g/L~150g/L,当母液中锌含量达45g/L以上时,Pb、Zn的摩尔比约为1∶1,为确保产品质量,避免结晶夹藏Zn2+影响产品纯度,操控母液中Zn2+含量在45g/L以下。
(三)工艺进程
按上述工艺条件将母液(或清水)放到酸解罐中,开动拌和,分别加矿粉、硝酸,加料结束后,加热使之在70℃~75℃反响40min。参与适量的沉积剂除掉杂质离子,趁热过滤。
在此条件下,铅的浸出率可达85%以上。将滤液置于蒸腾器中,加浓硝酸,调pH值小于2,蒸腾至103.5℃时,中止加热,天然冷却至室温,离心别离。母液回来配料,循环若干次今后,处理,排放。
湿晶于120℃枯燥。铅的收率可达80%以上。
三、产品质量及技术经济比较
本办法于通过改造而成的年产1000t的工业设备上出产,产品的主含量可达99%以上,杂质含量目标均契合QJ/EHG02101-90标准。见表6。
表6  产品质量目标(企标)

两种工艺首要原材料单耗(t/t),见表7。
表7  两种工艺首要原材料单耗(t/t)

产品的质料费约占出产本钱的75%左右。两种工艺所得产品的本钱差异首要由质料铅矿粉或铅锭、硝酸的耗费量及报价决议。设铅矿粉法的质料费为Y1,铅锭法的质料费为Y2,则两种工艺首要质料费按下式核算:
Y1=0.802×矿粉报价+0.82×硝酸报价+其它辅料费
Y2=0.65×铅锭报价+0.51×硝酸报价
四、三废处理
出产中发生废气NOx、废渣(含Pb2+)和少数车间冲刷废水,别的,需定时处理循环若干次后的母液。
废气的处理仍按原工艺办法处理,用碱液(或石灰乳)吸收后排放,并可一起收回副产亚。
此工艺的出渣率为40%,用Na2S和石灰乳处理关闭Pb2+后,搁置。若原矿银档次较高,此渣的银档次又进步了一倍,可作为银矿提供给冶炼厂,由此进一步下降了主产品的本钱。
母液的循环次数及铅的散布:母液的循环次数取决于矿的档次凹凸及锌的含量,即取决于铅锌比的巨细。铅锌比越大,循环次数越多。
当母液中锌含量达45g/L以上时,母液不再回来配料,经石灰和Na2S处理后,滤出废渣搁置,废水排放。本实验中,铅的散布见表8。循环12次后,母液中锌含量为42g/L,不再回来配料,排放掉的铅占总投入铅量的2.2%,排放掉的HNO3占总投入量的1.65%。可见,母液排放及后处理对本钱核算影响较小。
表8  铅的散布(以Pb计/g)

五、成果及评论
1、用精铅矿粉替代金属铅锭出产是可行的,产品质量安稳。在矿粉与铅锭报价相差较大的情况下,此工艺具有较高的经济效益。
2、选用此办法可在原工艺出产线上稍作改造即可进行出产,出资少。
3、本工艺对铅矿中的银起到富集效果。
4、酸解进程中,因为矿粉浮选剂的影响,反响生成的很多气体在料浆上层聚积,影响投料速度,设备利用率下降。
参考文献
1、天津化工研讨院等编.无机盐工业手册.化学工业出版社,1995.
2、北京师范大学等编.无机化学.公民教育出版社.982.
3、武汉大学主编.分析化学.高等教育出版社.990.
4、中南矿冶学院有色金属冶炼教研室编,有色重金属冶金学,冶金工业出版社.959.