尽管像基夫赛特法和 QSL 法这样一些现代火法炼铅过程中产出高 SO浓度的烟气可以用于制酸，但是，制酸尾气和含铅逸出物的污染也难以根除。此外，火法炼铅不适合处理低品位矿和复杂矿。随着炼铅工业的发展，高品位和易处理铅矿越来越少，低品位和复杂铅矿会逐渐增多。因此，近年来冶金工作者开展了大量湿法炼铅的试验研究工作。湿法炼铅过程不产生SO气体，含铅烟尘和挥发物逸出极少，对低品位和复杂矿处理的适应性也较强。随着地球环境保护政策和工业卫生规范要求日趋严格，湿法炼铅的试验研究工作越来越受到重视。根据近年来的资料报道，试验研究所采用的湿法炼铅方法多种多样。基于Pb-S-H，O系热力学分析，铅矿湿法处理归纳为3个途径：①硫化铅矿直接还原成金属铅;②硫化铅矿的非氧化浸出;③硫化铅矿的氧化浸出。
湿法炼铅早期研究的对象为难选矿物及不适宜火法处理的成分复杂的低品位铅矿和含铅物料，如浮选中矿、含铅灰渣、烟尘与废料以及氧化铅锌矿等。近年来对硫化铅矿也进行了大量的湿法冶炼的试验。湿法炼铅概括起来大致可分为下列四类方法：①氯化浸出法;②碱浸出法;③胺浸出法;④含胺硫酸盐浸出。其中较为成功的有美国矿务局进行的方铅矿三氯化铁浸出——融盐电解制取金属铅的试验;Forward等进行的在有机胺体系中对方铅矿加压氧化成硫酸铅，然后通入二氧化碳气体，沉淀出碳酸铅，再用低温熔炼，把碳酸铅还原成金属铅的试验;Bratt等开展了用高浓度氨-硫酸铵溶液浸出氧化铅和硫酸铅，再用沉淀、溶解、电解等过程生产金属铅的试验。中国科学院过程工程研究所陆克源等在20世纪80年代成功研究了碳酸化转化炼铅工艺。
虽然火法炼铅存在着众所周知的污染弊端，但多年来铅的湿法冶金技术因过程复杂、介质腐蚀性强、生产成本高等原因，一直没能取得重大进展，尚未有实现工业化的报道。主要有以下几方面原因：①铅是低附加值的贱金属，一直到2000年前后，铅的价格还在4000元/吨左右徘徊;②铅精矿至精铅，焦炭价格
700元/t时，火法炼铅加工费约900元，而湿法炼铅的费用则较高，无经济优势;③湿法炼铅工艺本身存在局限：包括浸出介质选择、氧化剂、规模化，伴生有价金属及贵金属的综合回收等;④精矿中硫的利用和用途。因此，针对高品位铅稽矿的处理，湿法炼铅没有优势。但针对交通不便的偏远中小矿区的低品位复杂铅精矿的处理，湿法炼铅具有一定的经济和环保优势。作为一种预处理手段，铅混法冶金有其存在的合理性。
(1)矿浆电解法
矿浆电解法是近30多年来发展的一种湿法冶金新技术，其将湿法冶金通常包含的浸出、溶液净化、电积三个工序合而为一，利用电积过程的阳极氧化反应来浸出矿石，使通常电积过程阳极反应的大量能耗转变为金属的有效浸出，同时槽电压降低，电解电能下降，整个流程大为简化。
云南元阳含铅复杂金精矿的矿浆电解就是一个极好的铅的预处理技术示范：元阳金矿地处偏远山区，交通极其不便;生产规模小，金精矿年产量仅有3000 t;精矿成分复杂，除金外还伴生有铅(约10%)、铜(约5%)、锌(约2%)，传统工艺处理非常困难。根据元阳金矿的物料性质、地理位置和环保要求，北京矿冶研究总院提出了矿浆电解脱铅—氰化浸金—浮选铜精矿的全湿法流程，2000年项目建成投产，取得了金属回收率Au>99%、Ag>99%、Pb96%、Cu 90%的结果。
针对目前工业使用的矿浆电解槽电极面积偏小，物料处理能力偏低、大规模应用受限的情况，北京矿冶研究总院又开发出了栅型网状电极矿浆电解槽，电极面积由20m²提高至120m²，可通过的电流由3000A提高至15000A，物料处理能力提高为之前的6倍。该矿浆电解槽已在高砷含锑金精矿的处理中实现了工业化，2014—2015年分别在湖南和缅甸建成了工业生产厂。
(2)FLUBOR湿法工艺
澳大利亚康派斯公司开发出的一种新型的湿法炼铅技术包括铅精砂浸出、电解、工艺蒸汽洗涤、氟硼酸的制备、阳极电解后溶液的净化及铅火法精炼。铅精砂浸出工序：以贫化后含氟硼酸铁的阳极电解液作为浸出液，浸出反应式为：PbS+2Fe(BFa)—→Pb(BFa)+2Fe(BF)+S↓。当80℃时进行二次浸出，反应时间约为4h，液固比为(12~14)：1，浸出率大于94.7%。
电解和阴极铅的剥离工序：电解槽由放置于塑料纤维袋的不锈钢阴极种板和阳极组成，阴极种板由316不锈钢材料组成，厚度为3mm。阳极由石墨制成。电解的槽电压为3V，电流密度为0.3kA/m²，电解操作温度保持在45~50℃。每个电极下有空气起泡装置以提高电解效率。添加剂使用骨胶溶液，富铅浸出液净化后加入电解槽的阴极室中。铅贫化后的电解液通过隔离膜进入阳极室，低Pb²
高Fe³+的阳极液收集后返回浸出工序。
工艺蒸汽洗涤：浸出反应器为负压操作，浸出工序产生的含HBF。的蒸汽，经过洗气系统回收的HBFa溶液作为车间的补充配料。该洗气系统是用来处理各个工序产生的污染废气。
阳极电解后溶液的净化：当比铅贱的杂质积累到一定程度时，就会在阴极上析出从而阻碍铅的进一步析出，需净化处理。采用硫化沉铅，产出的PbS滤饼返回浸出反应器，蒸发脱水后的余液加入HSO(98%)净化除杂。由于Fe、Zn、Cd等硫酸盐溶解度低而沉淀。硫酸盐浆状物采用重力分离，净化的溶液返回浸出反应器。
铅火法精炼：采用碱性火法精炼产出99.99%的精炼铅。
FLUBOR工艺的优点：①氟硼酸铁溶液浸出方铅矿可产生非常稳定的可溶铅盐，并且对铅伴生的有价金属具有选择性;②电解可以在高电流强度下运行仍保持很高的析出效率，并产出高质量的阴极铅;③电解后的氟硼酸溶液可以直接返回浸出工序循环使用。
(3)浸出—电解法
浸出——电解法炼铅是铅精矿经浸出和熔盐电解产出金属铅的过程，包括铅精矿用盐类或碱溶液的浸出和熔盐电解两个主要过程。浸出所用的浸出剂有氯盐溶液和碱溶液。如用三氯化铁(FeCly)溶液浸出硫化铅精矿，用氯化钠或NaCl-CaCl，水溶液浸出含有PbSO的物料，用氢氧化钠溶液浸出氧化铅锌矿等。
湿法炼铅研究的最多又比较成功的是用FeCl溶液浸出硫化铅精矿。利用三价铁作为氧化剂，多采用FeCl。浸出铅精矿得到PbCl和单质硫，PbCl熔盐电解得到电铅。用FeCl溶液浸出硫化铅精矿的总反应为：
PbS+2FeClPbCl+2FeCl,+S
试验表明，在368K下浸出15min，铅的浸出率达到99%。硫以元素硫的形式进入浸出渣中，然后从渣中回收。由于PbCl，在水中的溶解度很小，所以在浸出过程中，一般是采用FeCl+HCl或FeCl+NaCl的混合溶液作浸出剂。FeCl。实质上起氧化剂作用，使精矿中的硫氧化为元素硫。浸出的矿浆经液固分离后得到的PbCl，溶液，经冷却便结晶出PbCl晶体。PbCl晶体在378K干燥后，便可送去电解。当处理的精矿含有铜、铋、砷、锑、锌等伴生元素时，得到的PbCl，溶液要在冷却结晶前分离除去。
该方案曾有较深入的研究，用FeCl溶液在(95±5)℃，pH=0~1，液固比6：1条件下浸出15~20min，铅浸出率99%。采用有机脱硫剂对浸出渣进行脱硫，脱硫率可达98%。浸出液中的FeCl2分离后在常压下采用富氧催化氧化，再生FeCl，可循环使用。此法尚处在中试阶段。除FeCl外，还可采用硅氟酸铁、硫134 / 有色冶金与环境保护酸铁作为浸出剂。
熔盐电解所用的电解质体系是二元或三元的氯盐体系。除了PbCl之外，还加入KCl、NaCl或LiCl等，以降低熔盐的熔点及提高电解质的导电性。在电解温度723~773K、电流密度4000~10000 A/m²和槽电压2.5V的条件下，电流效率可达95%左右。只要获得比较纯的PbCl是晶体，就可以产出杂质含量少于0.01%的电铅。产出1t电铅的电耗为1000~1300kW·h。
(4)碱浸法
碱浸法有碳酸铵转化法和浓碱浸出法。前者是在碱性介质中采用(NHz)。CO，溶液浸出方铅矿，在常压和50~60℃下通入空气，可一步转化成碳酸铅和元素硫。在(NHz)。CO%为3mol/L的溶液中反应2~5h，PbS转化率达90%以上，元素硫生成率为80%以上。该法的小试和扩大试验比较成功，其工业化应用有待进一步研究。
(5)固相转化法
固相转化法工艺思路新颖，采用铅精矿固相转化—浮选—氯化铅隔膜电解产出海绵铅。该流程适合于处理以铅为主而含硅低得多金属硫化物精矿，且无需对溶液进行净化。用FeCl-NaCl溶液使精矿中PbS转化为PbCl，然后用浮选的方法，分选出含有其他金属硫化物的硫精砂和氯化铅。据报道，浮选铅直收率为96%，回收率为99.71%，电解回收率为99.3%，电流效率为93%，直流电耗为937kW·h/t Pb，碱耗为20.72kg/t Pb，盐酸耗为99.25kg/t Pb，技术上可行。经济上能否于与火法相比，还需要进一步研究。
2877
0 
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
中冶有色技术平台
