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本研究工作通过湿法浸出铅锑氧化渣来回收其中的铅锑,在浸出工艺中引入超声波来强化浸出过程,对锑的浸出进行了动力学研究,初步探讨了超声波强化浸出的作用机理。在常规水解—中和法制三氧化二锑的中和过程中,引入超声波得到了立方晶型三氧化二锑。浸出液通过PbCl<,2>转化PbCO<,3>、PbCO<,3>高温分解工艺制备了超细β-PbO和Pb<,3>O<,4>。采用真空碳热还原法进一步回收了浸出渣中的锑铅。
研究主要取得以下成果:
(1)通过采用单因素条件实验确定常规浸出最佳工艺条件。并对铅锑氧化渣中锑的浸出进行了动力学研究,确定了HCl-NaCl浸出铅锑氧化渣过程的符合液—固多相反应的收缩未反应核模型。通过超声波来强化浸出过程,发现超声波的引入能够强化浸出过程,大大提高Sb、Pb浸出速率。并研究了超声场下锑的浸出动力学,了解了超声波强化浸出的途径。
(2)铅锑氧化渣浸出液经处理后水解,在常规水解—中和法制备Sb<,2>O<,3>中和过程中,引入超声波制备了超细立方晶型Sb<,2>O<,3>。通过XRD、SEM和激光粒度仪对样品晶型、形貌和粒度进行表征。结果表明,在中和过程中引入超声波制得的Sb<,2>O<,3>为立方晶型,超声10 min时,Sb<,2>O<,3>的平均粒径为0.792μm,其分散性较好。该方法为湿法制备超细立方晶型Sb<,2>O<,3>提供了一种新的手段。
(3)用Na<,2>CO<,3>作转化剂,对浸出液冷却结晶、精制后的PbCl<,2>进行了转化PbCO<,3>研究。借助XRD和SEM分别对产品的晶型、形貌和粒径大小进行了表征。研究表明,前驱物PbCO<,3>在450℃和640℃高温分解3 h可分别得到超细β-PbO和Pb<,3>O<,4>。
(4)采用真空碳热还原方法进一步回收了浸出渣中的锑铅等有价金属。研究了还原温度、还原剂量、残压和还原时间等条件对Sb的挥发率以及对Sb和Pb直收率的影响。该工艺简单、无污染、成本低、效果好,可使Sb和Pb基本得到分离和回收。