浸铅液有价元素综合回收实验研究

张玉明，张福元，熊领领

（1.河南中原黄金冶炼厂有限责任公司，河南 三门峡 472000；2.河南省黄金资源综合利用重点实验室）

浸铅液有价元素综合回收实验研究

张玉明1，2，张福元1，2，熊领领1，2

（1.河南中原黄金冶炼厂有限责任公司，河南 三门峡 472000；2.河南省黄金资源综合利用重点实验室）

采用沉淀法对浸铅液中的铅、铜有价元素进行了综合回收。对比研究了不同沉淀剂对铅、铜的沉淀效果，结果表明碳酸钠作为沉淀剂的效果较好。通过单因素实验考察了沉淀过程中温度、溶液pH、时间等因素对沉淀效果的影响，确定了最佳条件：调节溶液pH=6.0、常温反应60min。在此条件下，采用碳酸钠沉淀剂进行沉淀反应，铅、铜沉淀率分别达到了99.99％、97.50％，有效实现了浸铅液中有价元素的分离回收。

浸铅液；沉淀法；铅；铜；综合回收

目前，复杂金精矿较成熟的湿法处理工艺主要采用硫酸化焙烧-酸浸除杂-氰化提金银。其伴生金属元素铅在硫酸化焙烧后在矿物颗粒表面形成一层致密的非可溶性薄膜，从而影响金银的浸出［1］，因此有必要采用预处理的方法将其在氰化提金之前分离回收。常用的湿法提铅方法主要有：盐浸法、碱浸法、电化学浸出法、碳酸氢铵转化-硝酸浸出法等［2-5］。采用湿法工艺浸铅后，浸铅液中含有一定量的可综合回收利用的有价元素［6］。对浸铅液中的金属离子采用特定的工艺方法进行综合回收，不仅符合当前国家的节能减排政策，同时可以减少重金属离子对环境的危害。因此，从浸铅液中综合回收有价元素既具有显著的经济效益又具有重大的环境效益。关于从浸铅液中回收有价元素的研究鲜有报道，笔者针对浸铅液的物性，采用沉淀法从浸铅液中回收有价元素铅与铜。向浸铅液中加入合适的沉淀剂，将Pb2+、Cu2+转化成难溶的碳酸盐沉淀，达到分离回收浸铅液中Pb2+、Cu2+的目的。采用沉淀法处理工艺取得了较好的结果，有效实现了浸铅液中有价元素的综合回收。

1 实验

1.1 实验原料

本研究中所采用的浸铅液多元素分析结果见表1。

表1 浸铅液多元素分析结果mg/L

由表1可知，浸铅液中Pb2+、Cu2+含量较高，具备综合回收价值，杂质铁含量也较高，需与Pb2+、Cu2+进行分离，其他元素均未达到综合利用的含量。

1.2 实验原理

碳酸盐沉淀法基于部分金属碳酸盐在水溶液中溶度积很小，向溶液中加入适量的可溶碳酸盐，并控制适当的条件可使这部分金属离子产生碳酸盐沉淀，从而达到从溶液中分离的目的。本研究通过添加可溶碳酸盐或碳酸氢盐，与重金属离子发生沉淀反应，实现从浸铅液中回收Pb2+、Cu2+的目的。其主要反应如下：

在沉淀工艺中，沉淀剂的选择是影响铅、铜沉淀效果的关键因素。沉淀反应得到铅、铜的沉淀物后，采用沉淀转化法，加入稀硫酸，使碳酸铅转化成硫酸铅沉淀，分离得到硫酸铅粗产品及含铜酸浸液，因此，有效分离回收了浸铅液中的Pb2+、Cu2+。

1.3 实验步骤

准确量取1.0 L浸铅液置于烧杯中，将烧杯放入恒温水浴槽中并开启电磁搅拌，加入沉淀剂，调节溶液pH，反应一定时间后固液分离，滤液定容分析检测，并计算沉淀率。

2 实验结果与讨论

2.1 沉淀剂选择实验结果

实验分别考察了Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3、Na2CO3+NH4HCO3的沉淀效果。控制反应条件：加入沉淀剂，调节溶液pH=5.0，常温下反应45min。采用不同沉淀剂的实验分析结果见表2。

表2 不同沉淀剂的实验分析结果

从表2可以看出，不同的沉淀剂对Pb2+、Cu2+的沉淀效果影响较大，Na2CO3的沉铅、沉铜效果均较好；NaHCO3与NH4HCO3的沉铅效果较好，而沉铜效果较差；而旨在降低沉淀剂成本而加入的组合沉淀剂Na2CO3+NH4HCO3的沉铅、沉铜效果均较差。

2.2 最佳沉淀条件的确定

采用单因素实验法，以沉铅率、沉铜率为主要考察指标，考察沉淀过程中反应温度、溶液pH、反应时间对沉淀效果的影响，从而确定最佳沉淀条件。

2.2.1 反应温度对沉淀效果的影响

控制反应条件：加入一定量的碳酸钠调节溶液pH=5.0，控制反应温度分别为常温、30、40、50、60℃，反应45min，不同反应温度下实验分析结果见表3。

表3 不同反应温度下的实验分析结果

从表3可以看出，温度对沉淀效果的影响较小。随着温度的升高，沉铅率、沉铜率先增大后减小。常温下，沉铅、沉铜效果较好；当温度为50℃时沉铅率、沉铜率有所增大；升高温度至60℃时，沉铅率、沉铜率反而有所下降，这是因为，温度太高致使碳酸盐沉淀的溶解度增大，进而沉淀效果变差。并且随温度的升高，会产生诸多不利影响，如溶液的蒸发量加大，操作环境恶化，能耗增加，生产成本增加等。因此选择适宜的反应温度，在尽可能低的温度下又能达到满意的沉淀效果就显得尤为重要。综合考虑，确定在常温下进行沉淀反应。

2.2.2 溶液pH对沉淀效果的影响

控制反应条件：常温下加入碳酸钠沉淀剂调节溶液pH分别至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5，反应45min，不同pH下实验分析结果如表4所示。

表4 不同pH下实验分析结果

从表4可以看出，pH对沉淀效果的影响比较显著，沉铅率、沉铜率随着pH的升高而增大。当溶液pH=4.5时，沉淀效果较差；pH升高，浸铅液中的CO32-增多，有利于Pb2+、Cu2+的沉淀。当pH提高至6.0时，已有较好的沉淀效果。继续增大pH，沉淀效果几乎保持不变。因此确定最佳反应pH为6.0。

2.2.3 反应时间对沉淀效果的影响

控制反应条件：常温下加入碳酸钠沉淀剂调节溶液pH=6.0，改变反应时间分别为15、30、45、60、75min。不同反应时间下实验分析结果见表5。

表5 不同反应时间下实验分析结果

从表5可以看出，沉淀时间对沉铅效果影响较小，对沉铜效果影响较大。沉铅率、沉铜率随着反应时间的延长而增大。当反应时间为60min时，浸铅液中Pb2+、Cu2+几乎完全沉淀，达到预期效果，继续延长反应时间对提高沉铅率、沉铜率的作用不大。在满足要求的沉淀效果的基础上，反应时间不宜过长。因此，反应时间选取60min即可。

2.3 验证实验

根据各项单因素条件实验结果，选择最佳沉淀反应条件进行验证实验。验证实验条件为：量取4.0 L浸铅液，加入碳酸钠沉淀剂调节溶液pH=6.0，常温下反应60min，进行4次沉淀反应，验证实验分析结果见表6。

表6 验证实验分析结果

从表6可以看出，4次平行实验滤液中Pb2+的含量为微量，沉铅率高达99.99％，平均沉铜率为97.50％。由此可见，Pb2+基本沉淀完全，Cu2+也达到了较好的沉淀效果。因此，采用碳酸钠为沉淀剂，在最佳条件下，有效实现了铅与铜的回收。

3 结论

1）本研究采用沉淀转化法，以铅、铜的沉淀率为考察指标，综合对比分析不同沉淀剂的沉淀效果，确定碳酸钠为合适的沉淀剂。2）通过单因素实验考察并确定了最佳沉淀条件：调节溶液pH=6.0、常温反应60min。此时，溶液中Pb2+、Cu2+基本完全沉淀，沉铅率、沉铜率分别达到99.99％、97.50％。3）采用沉淀法从浸铅液中回收有价元素铅、铜，获得了较好的沉淀效果，达到了综合回收有价元素的目的，为从含铅料液中综合回收铅与铜提供了可靠的工艺参数。

［1］谭希发.某铜金精矿焙烧-酸浸-氰化综合回收金铜工艺研究［J］．矿冶工程，2011（1）：47-50．

［2］杨喜云，龚竹青，李义兵.铅阳极泥湿法提铅工艺浅述［J］．矿冶工程，2002，22（4）：73-75．

［3］张传宝，颜文斌，徐辉，等.难处理铅锌矿酸浸渣回收硫酸铅的工艺研究［J］．应用化工，2012，41（7）：1188-1192．

［4］Godocikova E，Balaz P，Boldizarova E.Structural and temperature sensitivity of the chloride leaching of copper，lead and zinc from a mechanically activated complex sulphide［J］.Hydrometallurgy，2002，65（1）：83-93.

［5］彭国敏，俎小凤，张福元.酸浸渣综合回收浸铅工艺研究［J］．无机盐工业，2012，44（1）：52-54．

［6］薛元昕，薛光．从酸浸渣中综合回收金银铁铅的试验研究［J］．黄金，2011，32（2）：51-52．

联系方式：sanzhfy@163.com

Study on comprehensive recovery of valuableelements in lead leaching solution

Zhang Yuming1，2，Zhang Fuyuan1，2，Xiong Lingling1，2
（1.Henan Zhongyuan Gold SmelterCo.，Ltd.，Sanmenχia 472000，China；
2.Henan Key Laboratory ofComprehensive Utilization ofGold Resources）

Comprehensive recovery of valuable elements lead and copper in the lead leaching solution was made by precipitationmethod.Sedimentation effects of different precipitants on Pb2+and Cu2+were comparatively studied.The results showed that sodium carbonate as a precipitating agent had the best effect；the effects of temperature，pH，and time on the sedimentation effectwere investigated by single factor experiments.The optimum conditionswere as follows：the solution pH was6 and the reaction timewas60min atnormal temperature.Under the optimum conditions，the sedimentation rates of lead and copper reached 99.99％and 97.50％，respectively.Thus，the separation and recovery of valuable elements in the lead leaching solutionwasachieved effectively.

lead leaching solution；precipitationmethod；lead；copper；comprehensive recovery

TQ134.33

A

1006-4990（2014）10-0062-03

2014-04-23

张玉明（1964—），男，中专，高级工程师，研究方向为有色金属冶炼，已发表6篇文章。

张福元