提锌渣酸性氯化钙溶液浸铅工艺研究.pdf

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1、第5期矿产综合利用NO.52015年10月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesOet.2015提锌渣酸性氯化钙溶液浸铅工艺研究王乐。,牟文宁,刘少名,翟玉春(1.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;2.东北大学秦皇岛分校资源与材料学院,河北秦皇岛066004)摘要:为了减少含铅提锌渣对环境的危害,实现有价资源铅的回收利用,本研究提出以提锌渣为原料,采用酸性氯化钙溶液浸出提铅的工艺路线。通过正交试验法设计了三因素四水平的正交试验,考察了反应温度、浸出时间、氯化钙溶液浓度和液固比四个影响因素对铅提取率的影响。通过极差分析,确定各影响

2、因素的影响程度:液固比>反应温度>氯化钙溶液浓度>反应时间,最佳反应条件为:反应温度80℃、反应时间45min、液固比7:1、氯化钙溶液浓度为400g/L,在此条件下,铅的浸出率可达93.80%,有效的实现了铅的高效浸出,减少了环境的负担。关键词:提锌渣;氯化钙;正交设计;铅浸出doi:10.3969/j.issn.1000—6532.2015.05.015中图分类号:TD989;'IT813文献标志码:A文章编号:1000—6532(2015)05—0062—04铅是国民生产和生活中必不可少的金属,其中提锌渣进行浸出,反应介质易得、价格低廉,可实现80%都应用在了铅蓄电池方面⋯。铅

3、主要来源于铅的高效提取,浸出渣主要含有二氧化硅和硫酸钙,硫化铅矿和氧化铅矿,此外提锌后的含铅渣也是一可用于制造水泥,无固体废弃物的排放,实现了资源种重要的铅资源。铅金属的传统冶炼,主要是火法的无害化处理。利用正交试验方法决定影响因素的冶金,冶炼过程其不仅能耗较高,且产生大量的固主次顺序,采用L(4。)正交矩阵n引,考察反应温体、液体和气体的废弃物,对生态和环境造成严重污度、浸出时间、氯化钙溶液浓度和液固比对铅提取率染已经引起了环境专家的关注【2]。的影响,并获得含铅提锌渣氯化钙溶液浸出的较佳近年来,随着铅需求的不断增长,含铅提锌渣的工艺条件。开发和利用得到了广泛的关注。全球已经有许多

4、不1试验原料与方法同的工艺技术用来处理提锌渣,以回收铅、锌、银等有价金属。其中,氯化浸出是最主要的回收方1.1试验原料法J。浸出试剂包括氯化钠l6、氯化镁和氯化云南某地的氧化锌矿,在实验室采用浓硫酸焙钙⋯、氯化铁¨纠等。氯化浸出是利用氯离子与矿烧后进行水浸,过滤后得到提锌渣,经干燥、破碎和渣中的铅结合生成可溶的氯化铅络合物,从而实现研磨后,作为原料。该提锌渣的化学成分分析见表铅元素的分离与提取⋯。该方法具有条件温和、浸1,XRD图谱分析结果见图1。由表1、图1可知,渣出剂可回收利用、环境污染小且铅提取率高特点,适中的硅和钙分别以二氧化硅和硫酸钙形式存在,之合铅含量较低的原料。前的处理

5、过程中有成矾反应发生,以黄钾铁矾相存本研究采用酸性氯化钙溶液作为浸出剂对含铅在。其中二氧化硅含量超过组成的一半,为收稿日期:2014—12—23基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.51204036,No.51234009);高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(N020110042120014);国家重点基础研究发展计划项目(No.2014CB643405)作者简介:王乐(1985一),男,博士在读,研究方向为资源综合利用。第5期王乐等:提锌渣酸性氯化钙溶液浸铅工艺研究·63·51.22%。钙溶液浓度为400g/L。按照较佳的条件进行验证试表1提锌渣化学组成/%验,铅的提取率

6、稳定在93.8%左右。Table1Chemicalcomponentsofzinc表2正交因素水平leachingresidueTable2FactorsandlevelsoforthogonalityPbOFe2O3SiO2SO3CaOA12O3K2OZnO其他2.836.1051.2224.581O.151.650.940.611.92表3正交试验结果与分析Table3ResultsandanalysisoforthogonaltestNo.ABCD提取率/%140302003:114.74240454005:174.54l02O3O4O5O6O7O8090340606007:1

7、61.162a/(。)460306007:181.67图1提锌渣XRD图谱560452003:12O.8lFig.1XRDpatternofthezincleachingresidue.66o604OO5:156.22780304OO5:188.42试验所用氯化钙和盐酸均为分析纯试剂,水为88O456007:189.5698O602oo3:157.48去离子水。平均150.14761.61053.50731.0101.2试验方法平均252.90061.63

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