氧化剂对粗铅熔化渣提锡的影响.pdf

2 0 1 3 年1 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／t y s y l ．b g r i m m ．c n d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／J ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 3 ．0 1 ．0 0 1 氧化剂对粗铅熔化渣提锡的影响 韦岩松，黄荣 河池学院，广西宜州5 4 6 3 0 0 摘要以高锰酸钾、双氧水、次氯酸钠和氧气为氧化剂，研究了碱法提取粗铅熔化渣中的锡时氧化剂种类 对锡浸出率的影响。结果表明，加入氧化剂可以明显提高锡浸出率，其中高锰酸钾对锡浸出率影响最 大，双氧水、次氯酸钠的影响次之，鼓风通人氧气有一定作用，但效果不明显。每千克原料较适宜的氧化 剂用量分别为高锰酸钾2 0g 、双氧水6 0 0m L 、次氯酸钠4 0 0m L 。 关键词粗铅熔化渣；锡；锡酸钠；氧化剂；浸出率 中图分类号T F 8 1 4文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 3 O l 一0 0 0 1 0 3 E f f e c t so fO x i d a n t so nT i nE x t r a c t i o nf r o mM e l t e dC r u d eL e a dS l a g W E IY a n s o n g ，H U A N GR o n g H e c h iU n i v e r s i t y ，Y i z h o u5 4 6 3 0 0 ，G u a n g x i ，C h i n a A b s t r a c t T h ee f f e c t so fo x i d a n t s ，i ．e ．p o t a s s i u mp e r m a n g a n a t e ，h y d r o g e np e r o x i d e ，s o d i u mh y p o e h l o r i t e ， a n do x y g e no nt i ne x t r a c t i o nf r o mm e l t e dc r u d el e a dr e s i d u ew i t ha l k a l i n ep r o c e s sw e r ei n v e s t i g a t e d ．T h e r e s u l t ss h o wt h a tt h el e a c h i n gr a t eo ft i nc a nb ei m p r o v e db yt h ea d d i n gO fo x i d a n t s ，i nw h i c hp o t a s s i u m p e r m a n g a n a t ei st h ec r u c i a lf a c t o ri n f l u e n c i n gt h el e a c h i n gr a t ef o l l o w e db yh y d r o g e np e r o x i d ea n ds o d i u m h y p o c h l o r i t e ．B l o w i n go x y g e n a i r h a sn oo b v i o u se f f e c t ．T h eo p t i m u md o s a g eo fo x i d a n t sf o re v e r yk i l o g r a mo fr a wm a t e r i a l si n c l u d e sp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t eo f2 0g ，h y d r o g e np e r o x i d eo f6 0 0m L ，a n ds o d i u m h y p o c h l o r i t eo f4 0 0m L ． K e yw o r d s m e l t e dc r u d el e a ds l a g ；t i n ；s o d i u ms t a n n a t e ；o x i d a n t ；l e a c h i n gr a t e 锡在许多领域特别是电子、材料工业有着广泛 的应用nJ 。我国的锡矿资源储量位于世界第一[ 2 ] ， 锡与锑、钨、稀土并称为中国的四大战略资源L 3 J 。河 池是世界罕见的多金属共生富矿区[ 4 ] 。到2 0 1 0 年 底止，河池市有色金属产业规模以上冶炼加工企业 有3 1 家，年冶炼能力达7 0 万t [ 5 ] 。粗铅熔化渣是铅 冶炼过程中熔化粗铅矿而得到的熔析渣，含铅3 0 ％ ～3 5 ％、锡3 ％～6 ％，企业通常只回收其中的铅，而 对含量较低的锡的回收研究较少[ 6 。7 ] 。本文以广西 河池某厂粗铅熔化渣为原料，先加入固体氢氧化钠 与原料在高温下共熔，然后在不同种类氧化剂存在 的条件下进行浸出，研究碱法回收锡时氧化剂种类 及用量对粗铅熔化渣中锡浸出率的影响规律，探索 强化浸出的手段及效果。 1 试验原料与方法 1 ．1 试验原料及设备 粗铅熔化渣由河池某冶炼厂提供，含铅 3 3 ．6 7 ％、含锡3 ．8 2 ％。盐酸、硫酸、高锰酸钾、次氯 酸钠、过氧化氢、氢氧化钠、碘酸钾、E D T A 溶液等 分析纯试剂。试验设备主要有E L S 电子天平， S S Y 4 型恒温水浴锅，S H Z D 1 1 1 循环水多用真空 收稿日期2 0 1 2 0 7 1 7 基金项目广西教育厅科研项目 2 0 1 0 1 0 L X 4 8 6 ；广西高校重点实验室基金项目 桂教科t 研[ 2 0 1 0 1 6g - 作者简介韦岩松 1 9 6 4 一 ，男，广西环江人，硕士，副教授． 万方数据 2 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 3 年i 期 泵，1 ．5k W 马弗炉等。 1 ．2 试验方法 称取5 份1 0g 原料试样分置于5 个坩埚中，分 别加入2g 氢氧化钠搅拌均匀，置于马弗炉中加热 至6 0 0 ℃，保温6 0m i n ，取出后移至1 5 0m L 烧杯 中，加入6 0m L 蒸馏水，再分别加入不同剂量的高 锰酸钾、过氧化氢、次氯酸钠及使用充氧泵充人不同 时间的空气 氧气 ，并在8 0 ℃恒温水浴中搅拌浸出 6 0r a i n ，反应结束后冷却、过滤，将滤液加热至9 0 ℃，分次加入少量N a S 除杂，至滤液中的铅、铜、铁 等杂质除尽，用氧化还原滴定法检测滤液中锡的含 量凹- 9 ] ，最后计算锡浸出率。 2 结果与分析 2 ．1 空白试验 按试验方法进行空白试验，经检测，空白组中锡 浸出率为5 1 ．5 4 ％。 2 ．2 高锰酸钾用量对锡浸出率的影响 在其他条件不变的情况下分别加入不同量的高 锰酸钾作为氧化剂进行浸出试验，结果如图1 所示。 图1高锰酸钾用量对锡浸出率的影响 F i g ．1 E f f e c to fd o s a g eo fp o t a s s i u m p e r m a n g a n a t eo nt i nl e a c h i n gr a t e 由图1 可知，锡浸出率随高锰酸钾用量的增加 而增加。当高锰酸钾用量小于0 ．2g 时，锡浸出率 随高锰酸钾用量的增加而迅速增大，效果显著，而当 高锰酸钾用量大于0 ．2g 后，锡浸出率上升趋势曲 线趋于平缓。这是由于高锰酸钾具有很强的氧化能 力，能迅速提高浸出反应速率。在碱性条件下，高锰 酸钾过量将会使反应中生成的二价锰离子可能与过 量的高锰酸钾发生归一反应，生成副产物二氧化锰 沉淀，包裹于矿物表面，阻碍氧化反应进一步进行。 2 ．3 双氧水用量对锡浸出率的影响 保持其他条件不变，分别加入不同用量的双氧 。 水进行浸出试验，结果见如图2 。 誉 、 姗 丑 烈 臻 双氧水用量／m L 图2 双氧水用量对锡浸出率的影响 F i g ．2 E f f e c to fd o s a g eo fh y d r o g e np e r o x i d e o nt i nl e a c h i n gr a t e 图2 表明，锡浸出率随双氧水用量的增加而增 加。当双氧水用量大于6m L 后，锡浸出率上升的 幅度变小。这是由于双氧水的活性成分是过氧羟基 离子一O O H ，H O O H 可在O H 或0 一O 键处发生均裂，产生过氧羟基离子一O O H 或羟基 自由基O H ，从而具备强氧化能力。随着双氧水 加入量增多，产生的活性自由基增加，氧化能力增 强，反应速度加快，故锡浸出率持续上升，但是当双 氧水增加到一定量时，活性自由基在反应体系中已 达到饱和状态，且过量的双氧水会很快分解为氧气 逸出，故反应速度不会再大幅增加。 2 ．4 次氯酸钠用量对锡浸出率的影响 次氯酸钠用量对锡浸出率的影响见图3 。 零 、 褥 稿 鲻 窿 次象酸钠片j 量／m L 图3 次氯酸钠用量对锡浸出率的影响 F i g ．3 E f f e c to fd o s a g eo fs o d i u m h y p o c h l o r i t eo nt i nl e a c h i n gr a t e 次氯酸钠用量对锡浸出率的影响趋势与双氧水 相似，当次氯酸钠用量大于4g 后，锡浸出率变化曲 线趋于平缓。其原因是，次氯酸钠在水中以H C l O 万方数据 2 0 1 3 年1 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 3 ’ 和C 1 0 两种形态存在，H C l 0 极不稳定，容易分解 出具有很强氧化能力的新生态氧，使氧化反应速率 加快。当次氯酸钠用量到达一定数值时，可浸出物 料的氧化反应已基本完成，故锡浸出率无法进一步 提高。 2 ．5 氧气通入量对锡浸出率的影响 使用充氧泵分别通人不同时间的空气，得到空 气 氧气 通人量对锡浸出率的影响结果见图4 。 空气通入时I 目／m i n 图4空气通入量对锡浸出率的影响 F i g ．4 E f f e c to ft h ea m o u n to fa i ro n t i nl e a c h i n gr a t e 图4 显示，在其他条件不变时，随着通氧量的增 加锡浸出率缓慢提高。充气泵通氧虽然对锡浸出率 有提高作用，但幅度很小。这是由于空气中气态氧 的氧化能力相对较弱，氧气在溶液中的溶解度较小， 具有氧化活性的溶解氧浓度很低。 3结论 1 加入氧化剂可以明显提高粗铅熔化渣中锡的 浸出率。 2 高锰酸钾对锡浸出率的影响最为明显，双氧 水与次氯酸钠的影响相差不大，鼓风通氧对浸出率 虽有影响，但影响程度微弱。 3 在本试验条件下，用碱法从粗铅熔化渣中提 取锡时每千克原料较适宜的氧化剂用量分别为高 锰酸钾2 0g 、双氧水6 0 0m L 、次氯酸钠4 0 0m L 。 参考文献 [ 1 ] 兰兴华．锡的生产和应用[ J ] ．世界有色金属，2 0 0 5 ， 7 7 0 7 2 ． [ 2 ] 国土资源部信息中心．世界矿产资源年评 2 0 0 6 2 0 0 7 [ M ] ．北京地质出版社，2 0 0 8 ． [ 3 ] 国土资源部矿产开发管理司．中国矿产资源主要矿种 开发利用水平与政策建议[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 0 2 ． [ 4 ] 战踢国．河池市有色金属产业协调发展问题探讨[ J ] ． 资源产业，2 0 0 5 ，7 6 1 8 2 0 ． [ 5 ] 冉俊铭，黄潮，易健宏，等．河池有色金属产业发展对策 探讨[ J ] ．湖南有色金属，2 0 0 7 ，2 3 2 7 2 7 5 ． [ 6 ] 孔霞，李沪萍，罗康碧，等．锡废料综合利用的研究进展 [ J ] ．化工科技，2 0 1 1 ，1 9 2 5 9 6 3 ． [ 7 ] 杨钢，王吉坤．富铅渣鼓风炉还原炼铅研究[ J ] ．云南 冶金，2 0 0 4 ，3 3 6 6 4 6 5 ． [ 8 ] 吴正芬．粗铅综合利用提取锡生产锡酸钠[ J ] ．有色冶 炼，1 9 8 5 5 5 3 5 6 ． [ 9 ] 罗新辉，谭丽霞，谭菲．锡酸钠中锡的测定方法[ J ] ． P l a t i n ga n dF i n i s h i n g ，2 0 0 4 ，2 6 2 3 6 3 7 ． 万方数据