氯化铅在碳酸氢铵溶液中的物相转化工艺研究.docx

第３３卷第５期（总第１３７期）２０１４年１０月湿法冶金ＨｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｏｆＣｈｉｎａＶｏｌ．３３Ｎｏ．５（Ｓｕｍ．１３７）Ｏｃｔ．２０１４氯化铅在碳酸氢铵溶液中的物相转化工艺研究陈永明１，薛浩天１，李有刚１，２，杨声海１（１．中南大学 冶金与环境学院 ，湖南 长沙４１００８３；２．长沙有色冶金设计研究院有限公司 ，湖南 长沙４１００８３）摘要：提出了一种新的铅回收工艺———碳酸氢铵溶液中转化氯化铅物相。研究结果表明：ＰｂＣｌ２的转化产物３主要受溶液ｐＨ影响，溶液中ＣＯ２－浓度会随溶液ｐＨ提高而提高；当溶液ｐＨ达１０．０时，脱氯率高达９８．０％；同时，随ｐＨ提高，产物变化非常显著：ｐＨ较低时，产物以ＰｂＯＨＣｌ、ＰｂＣｌ２（ＣＯ３）中间产物为主；ｐＨ过高时，又会生成Ｐｂ３（ＣＯ３）（ＯＨ）２等复杂物相；只有在适宜ｐＨ条件下，转化产物才会以纯净ＰｂＣＯ３为主。 氯化铅物相转化工艺最佳条件为：ＮＨ４ＨＣＯ３实际用量为理论用量的１．４倍，液固体积质量比为５∶１，溶液初始ｐＨ为１０．０，反应温度为５０℃，反应时间为１２０ｍｉｎ，搅拌速度为１５０ｒ／ｍｉｎ。最佳条件下，脱氯率为９９．４８％，转化产物为纯净的ＰｂＣＯ３。关键词：氯化铅；碳酸氢铵；物相；转化；脱氯中图分类号：ＴＦ８１２；Ｘ７５文献标志码：Ａ文章编号：１００９－２６１７（２０１４）０５－０３９８－０５ＤＯＩ：１０．１３３５５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｆｙｊ．２０１４．０５．１７绝大多数金属及其氧化物、硫化物等在一定条点［１２］。相比之下，湿法工艺更具吸引力［１３－１７］。件下，均能与化学活性很强的氯离子反应生成金属处理含ＰｂＣｌ２废料，张淼生等［１８］利用三步法氯化物。金属氯化物与相应金属的其他化合物相比，大多具有低熔点、高挥发性、易被还原、易溶于水或其他试剂等特点。更为重要的是，金属氯化物生成的难易程度及其物化性质差异明显，因此，在 提取冶金过程中，利用金属氯化物的这些特点，能 实现各种有价金属的分离、富集、提取与精炼。在 重金属冶金方面，氧化铜矿的氯化离析［１－２］，锑、铋 物料等的氯化浸出［３－５］，粗金属的氯化精炼及熔盐电解［１，６－８］等，都可归于氯化冶金范畴。对氯化铅进行脱氯转化：先用ＮａＣｌ预处理原料； 再用ＮａＯＨ进行碱处理，得到碱式氯化铅；最后添加（ＮＨ４）２ＣＯ３进行碳酸盐转化，得到粗碱式碳酸铅。但是，此工艺流程繁琐，且成本高，产物也不是纯净的碳酸铅。Ｇ．Ｒ．Ｌｉｎ等［１９］对上述工艺进行改进，省去预处理工序，直接把原料加入ＮａＣｌ和 ＮａＯＨ的混合溶液中进行碱处理，再通过添加ＮＨ４ＨＣＯ３进行碳酸盐转化，但仍然存在产物不纯［２０］在氯化冶金过程中，原料中的铅会生成氯化等缺陷。Ｙ．ＴＳＵＧＩＴＡ 等研究发现，ＰｂＣｌ２不经铅。由于氯化铅熔点低、挥发性高、易潮解，在后续火法熔炼时会大量挥发进入烟气，不但大大降低铅的直收率，还会造成后续收尘工序布袋粘结、设备腐蚀等问题［１］。因此，在现有生产实践中，对于入炉前的含氯化铅物料都会进行脱氯转化处理。由于铅（Ｐｂ２＋）对生物体有剧毒，且排放量大，所以对铅废料回收研究较多［９－１１］。在处理含铅废料方面，虽然火法工艺具有处理量大、流程简单等优点，但其存在能耗高和回收率低等缺收稿日期：２０１３－１２－１７过碱处理，可以 直接与碳酸根离子发生反应，转化为ＰｂＣＯ３，但此工艺尚无进一步研究。本试验就氯化铅在碳酸氢铵溶液中物相转化进行详细研究，以期对含氯化铅废料的综合回 收有一定指导意义。１ 试验部分１．１试验试剂试验所用氯化铅、碳酸氢铵和氨水均为分析基金项目 ：国家高技术研究发展计划（“８６３计 划”）项 目（２０１１ＡＡ０６１００１）。作者简介：陈永明（１９８０－），男，安徽安庆人，博士后，讲师，主要从事火法清洁冶金新工艺研究。Ｅ－ｍａｉｌ：３１６３４８０９０＠ｑｑ．ｃｏｍ。第３３卷第５期陈永明等：氯化铅在碳酸氢铵溶液中的物相转化工艺研究·３９９·纯。氯化铅经研磨、筛分，粒径为１０５～１２５μｍ。ＨＣＯ－＋ＯＨ－ＣＯ２－＋Ｈ２Ｏ（ａ反应所用溶液均以去离子水配制。３（ａｑ）（ａｑ）幑帯幐３ （ａｑ）ｑ），（１）１．２试验方法２ＰｂＣｌ２（ｓ）＋ＣＯ２－（ａ）→Ｐｂ２Ｃｌ２ＣＯ３（ｓ）＋３ｑ试验在三口平底烧瓶中进行，机械搅拌，搅拌２Ｃｌ－（ａ，（）速度为１５０ｒ／ｍｉｎ。 用恒温水浴控制反应温度为５０ ℃（±０．５℃）。称取一定质量碳酸氢铵溶于去离子水中，用氨水调节溶液ｐＨ至１０．０；加入一定质量的氯化铅，搅拌，反应１８０ ｍｉｎ 后进行液固分离，对滤液和固体产物分别进行分析。由于氯化铅和碳酸铅都为难溶物质，直接计算铅的转化率非常困难，所以通过检测氯化铅的脱氯率来判断反应进行的程度。用银量法对产物滤液中的Ｃｌ－进行化