基于熱力學分析方法研究廢鉛膏含鉛組分的浸出行為

張偉，楊家寬，于魯冀，曾科，喻文昊，高雙全

(1. 鄭州大學 水利與環境學院， 河南 鄭州 450001； 2. 華中科技大學 環境科學與工程學院， 湖北 武漢 430074)

目前，熱力學的相關方法被廣泛應用于金屬浸出等領域，研究浸出相平衡時主要物相存在的條件和狀態，對分析濕法冶金過程中各組分在浸出過程的轉化等具有重要意義.

猶他大學的LI等[1-5]通過電位-pH相圖研究濕法回收金體系中鐵離子、亞銅離子等與硫氰酸根(SCN-)的結合方式和相平衡狀態時的主要物相組成，分析并預測了金屬陽離子在SCN-H2O、Au-SCN-H2O、Ag-SCN-H2O、Cu-SCN-H2O和Fe-SCN-H2O等體系中的行為，結果表明，銀離子和銅離子在適宜的硫氰酸鹽濃度下主要生成不溶性鹽，而在高濃度或低濃度硫氰酸鹽溶液中則可溶，鐵離子則會與硫氰酸鹽形成較多種類的復合物，如Fe(SCN)2+(aq)、Fe(SCN)-、Fe(OH)3、Fe(OH)2等. 通過熱力學計算方法可有效分析金屬物相在某特定溶液中的主要物相組成.

圖1 25 ℃時Pb-Citrate-Sulfate-H2O體系的Eh-pH相圖Fig.1 Eh-pH diagram of the Pb-Citrate-Sulfate-H2O system at 25 ℃

物相組成： 0.12 mol·L-1Pb(II)，0.12 mol·L-1總硫酸根量，1.0 mol·L-1檸檬酸根總量.

Composition： 0.12 mol·L-1Pb(II), 0.12 mol·L-1total sulfates and 1.0 mol·L-1total citrate.

圖2 25 ℃時Pb-Citrate-Sulfate-H2O體系的Fraction分布圖Fig.2 Fraction diagram for the Pb-Citrate-Sulfate-H2O system at 25 ℃

物相組成： 0.12 mol·L-1Pb(II)，0.12 mol·L-1總硫酸根量，1.0 mol·L-1檸檬酸根總量.

Composition: 0.12 mol·L-1Pb(II), 0.12 mol·L-1total sulfates and 1.0 mol·L-1total citrate.

本文首次使用Medusa軟件對廢鉛膏中含鉛組分在檸檬酸-枸櫞酸鈉體系的浸出特性進行分析，研究其在特定pH浸出環境下產物的組成和穩定存在形式.

1 實驗部分

1.1 實驗原料

實驗選用的廢鉛膏取自湖北金洋冶金股份有限公司，廢鉛酸蓄電池經破碎、分選、壓濾、洗滌、烘干、粉碎和過篩后獲得本實驗所需要的原料. 其主要組分為硫酸鉛(PbSO4)、二氧化鉛(PbO2)和氧化鉛(PbO)等，還有少量雜質. 主要含鉛成分及質量分……