濕法煉鋅過程中Mn離子和Cl離子的化學(xué)分析對(duì)鋅片化學(xué)質(zhì)量的影響及對(duì)策

馮華夢(mèng)

（會(huì)理鑫沙鋅業(yè)有限責(zé)任公司，四川會(huì)理　615108）

濕法煉鋅過程中鋅片含鉛主要來源于陽極，主要由于機(jī)械夾雜和化學(xué)電積的結(jié)果。機(jī)械夾雜是陽極泥懸浮被夾雜析出，它與陽極氧化膜的堅(jiān)固性大小有關(guān)，Mn在電解溶液中主要以MnO2形態(tài)存在，它與PbO2共同形成的陽極膜較堅(jiān)固，適量的Mn還能使懸浮的PbO2沉降而不在陰極夾雜析出；化學(xué)電積是電解液中Pb2+在陰極放電析出，Pb2+增多是由于陽極腐蝕溶解所致，促使陽極溶解是由于電解液含Cl過高等因素影響。因此穩(wěn)定電解液中含Mn量和降低電解液含Cl是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)電鋅的必要條件。

1　Mn的準(zhǔn)確測定（亞鐵鹽容量法）

1.1　試劑配制

硫磷混酸（1:1）、二苯胺磺酸（0.05%）、硝酸銀（2%）（硝酸銀10g用水溶解并稀釋至500ml）、硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液（c=1mol/L）；氧化劑：過硫酸銨。

1.2　方法提要

試樣用磷酸分解后，以硝酸銀作催化劑，用過磷酸銨將Mn（Ⅱ）氧化成Mn（Ⅶ），以硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

1.3　分析步驟

移取1ml試液于500ml縮口燒杯中，加水150ml、硫磷混酸10ml、硝酸銀5ml，加熱煮沸，取下稍冷加入過硫酸銨3g，煮沸（無水氣泡發(fā)生），用硫酸亞鐵銨標(biāo)液滴至淡紅色，加二苯胺磺酸鈉4滴，繼續(xù)滴定至淡紅色消失為止。

1.4　注意事項(xiàng)

（1）準(zhǔn)確移取試樣；

（2）加熱煮沸時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格控制，煮沸時(shí)間以出現(xiàn)大氣泡后開始計(jì)算，再保持7分鐘為宜；

（3）若加入5mlAgNO3有白色渾濁，則再補(bǔ)加5mlAgNO3再進(jìn)行下一步；

（4）指示劑不宜加入過早，否則易破壞，必須當(dāng)溶液被滴定至淺紅色加入指示劑。

1.5　測定計(jì)算結(jié)果

式中T——硫酸亞鐵銨標(biāo)液對(duì)Mn的滴定度

V——滴定消耗標(biāo)液體積ml

V0——移取試樣體積ml

1.6　生產(chǎn)實(shí)踐

2015年1-7月份由于原料中鐵含量較低，在浸出過程中錳粉用量較少，加之電解定期處理陽極結(jié)殼帶走系統(tǒng)中的Mn，造成系統(tǒng)溶液中Mn貧化嚴(yán)重，系統(tǒng)溶液中Mn僅有3g/L左右，鋅片含鉛一直維持在0.006%左右，最高時(shí)達(dá)到0.1%，難以生產(chǎn)出0#或1#鋅片，2#鋅片達(dá)到60%以上。后通過浸出每班補(bǔ)加過量錳粉，監(jiān)測溶液中的Mn逐步上升，一個(gè)月之后，溶液中的Mn穩(wěn)定到8g/L左右，析出片含鉛也隨之逐步下降，達(dá)到0.002%～0.004%，并且較為穩(wěn)定，0#或1#鋅片達(dá)到90%以上。

2　Cl的準(zhǔn)確測定（分光光度法）

在測定Cl離子時(shí)，我們使用分光光度計(jì)，此儀器在現(xiàn)代分析中應(yīng)用廣泛，它是加入顯色劑使待測物質(zhì)轉(zhuǎn)化為近紫光和可光光區(qū)有吸收的化合物來進(jìn)行光度測定，是目前應(yīng)用最廣泛的測試手段，在分光光度法中占有重要地位。

2.1　試劑配制

Fe(NO3)3溶液（硝酸鐵150g、濃硝酸280ml煮開定容至500ml）、硫氰酸汞乙醇溶液（用前必須過濾）。

2.2　操作步驟

分取試液1ml（若試樣含氯高須定容分取）于25ml比色管中，加水5ml，搖勻，加Fe(NO3)3溶液4ml，飽和Hg(CN)2溶液5ml定容至25ml，搖勻，放置5分鐘后，用1cm比色皿，于460nm處測其消光值。

2.3　注意事項(xiàng)

所用器皿不能與鹽酸接觸，若出現(xiàn)污染用硝酸（1:1）洗滌再用蒸餾水沖洗。

2.4　測定計(jì)算結(jié)果

式中K——于標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得值

A——消光值

V取——移取試樣體積

2.5　生產(chǎn)實(shí)踐

2016年開始公司為提高鋅回收率，降低采購成本，從1月份開始將鑄錠后的氧化鋅浮渣直接返回浸出使用，由于在鑄錠過程中為減小氧化，加入了一定量的氯化銨添加劑，因此鋅浮渣當(dāng)中殘留的Cl較高，達(dá)到2g/L左右，造成系統(tǒng)溶液中Cl不斷上升，至5月份系統(tǒng)溶液中的Cl最高達(dá)到1g/L以上，平均在0.9g/L左右，電解陽極腐蝕溶解情況嚴(yán)重，陽極使用周期縮短，鋅片含鉛不斷上升，最高時(shí)鋅片含鉛達(dá)到0.01%以上，個(gè)別達(dá)到0.02%，全部產(chǎn)出2#鋅片，給鑄錠和銷售造成了很大困難。6月份開始單獨(dú)安排將鋅浮渣先進(jìn)行高溫堿洗，將浮渣中的Cl除到0.4g/L左右，再返回浸出使用，并且嚴(yán)格控制進(jìn)入系統(tǒng)的水的含Cl量。經(jīng)過近兩個(gè)月時(shí)間，系統(tǒng)溶液中的Cl逐步下降到0.4g/L左右，電解析出鋅片含鉛下降到0.002%左右，最低時(shí)僅有0.0009%，產(chǎn)出0#或1#片達(dá)到95%，最高時(shí)達(dá)到100%。所以分析化驗(yàn)Cl離子為生產(chǎn)控制和生產(chǎn)管理提供了重要的數(shù)據(jù)。

3　結(jié)果及討論

在生產(chǎn)過程中將溶液中的Mn和Cl作為每周定期監(jiān)測的重點(diǎn)元素，在分析Mn、Cl離子時(shí)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)操作，及時(shí)報(bào)出相關(guān)數(shù)據(jù)以配合生產(chǎn)中使用。出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)查找此兩種元素出現(xiàn)變化的原因，從生產(chǎn)操作中及時(shí)解決和處理，維持系統(tǒng)中穩(wěn)定的Mn和較低的Cl是能否產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋅錠的兩個(gè)關(guān)鍵因素。

4　結(jié)論

（1）定期監(jiān)測系統(tǒng)溶液中的Mn，維持系統(tǒng)溶液中Mn含量在8g/L左右，能堅(jiān)固陽極表面，減小陽極腐蝕，降低陰極析出片含鉛，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋅片的重要條件。

（2）盡量減少系統(tǒng)溶液中Cl的進(jìn)入，加強(qiáng)監(jiān)測，將溶液中Cl控制在0.4g/L以下，減小Cl對(duì)電解陽極的腐蝕，也是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋅片的重要條件。

（3）在分析化驗(yàn)中嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，分析中出現(xiàn)異常要及時(shí)查找原因并解決，在分析中掌握質(zhì)量動(dòng)態(tài)，及時(shí)提供準(zhǔn)確可靠的檢查結(jié)果，為生產(chǎn)控制和生產(chǎn)管理提供準(zhǔn)確的依據(jù)，以保證和滿足生產(chǎn)需要。

參考文獻(xiàn):

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