湿法炼锌过程中Mn离子和Cl离子的化学分析对锌片化学质量的影响及对策

冯华梦

（会理鑫沙锌业有限责任公司，四川会理　615108）

湿法炼锌过程中锌片含铅主要来源于阳极，主要由于机械夹杂和化学电积的结果。机械夹杂是阳极泥悬浮被夹杂析出，它与阳极氧化膜的坚固性大小有关，Mn在电解溶液中主要以MnO2形态存在，它与PbO2共同形成的阳极膜较坚固，适量的Mn还能使悬浮的PbO2沉降而不在阴极夹杂析出；化学电积是电解液中Pb2+在阴极放电析出，Pb2+增多是由于阳极腐蚀溶解所致，促使阳极溶解是由于电解液含Cl过高等因素影响。因此稳定电解液中含Mn量和降低电解液含Cl是生产优质电锌的必要条件。

1　Mn的准确测定（亚铁盐容量法）

1.1　试剂配制

硫磷混酸（1:1）、二苯胺磺酸（0.05%）、硝酸银（2%）（硝酸银10g用水溶解并稀释至500ml）、硫酸亚铁铵标准溶液（c=1mol/L）；氧化剂：过硫酸铵。

1.2　方法提要

试样用磷酸分解后，以硝酸银作催化剂，用过磷酸铵将Mn（Ⅱ）氧化成Mn（Ⅶ），以硫酸亚铁铵标准溶液滴定。

1.3　分析步骤

移取1ml试液于500ml缩口烧杯中，加水150ml、硫磷混酸10ml、硝酸银5ml，加热煮沸，取下稍冷加入过硫酸铵3g，煮沸（无水气泡发生），用硫酸亚铁铵标液滴至淡红色，加二苯胺磺酸钠4滴，继续滴定至淡红色消失为止。

1.4　注意事项

（1）准确移取试样；

（2）加热煮沸时间应严格控制，煮沸时间以出现大气泡后开始计算，再保持7分钟为宜；

（3）若加入5mlAgNO3有白色浑浊，则再补加5mlAgNO3再进行下一步；

（4）指示剂不宜加入过早，否则易破坏，必须当溶液被滴定至浅红色加入指示剂。

1.5　测定计算结果

式中T——硫酸亚铁铵标液对Mn的滴定度

V——滴定消耗标液体积ml

V0——移取试样体积ml

1.6　生产实践

2015年1-7月份由于原料中铁含量较低，在浸出过程中锰粉用量较少，加之电解定期处理阳极结壳带走系统中的Mn，造成系统溶液中Mn贫化严重，系统溶液中Mn仅有3g/L左右，锌片含铅一直维持在0.006%左右，最高时达到0.1%，难以生产出0#或1#锌片，2#锌片达到60%以上。后通过浸出每班补加过量锰粉，监测溶液中的Mn逐步上升，一个月之后，溶液中的Mn稳定到8g/L左右，析出片含铅也随之逐步下降，达到0.002%～0.004%，并且较为稳定，0#或1#锌片达到90%以上。

2　Cl的准确测定（分光光度法）

在测定Cl离子时，我们使用分光光度计，此仪器在现代分析中应用广泛，它是加入显色剂使待测物质转化为近紫光和可光光区有吸收的化合物来进行光度测定，是目前应用最广泛的测试手段，在分光光度法中占有重要地位。

2.1　试剂配制

Fe(NO3)3溶液（硝酸铁150g、浓硝酸280ml煮开定容至500ml）、硫氰酸汞乙醇溶液（用前必须过滤）。

2.2　操作步骤

分取试液1ml（若试样含氯高须定容分取）于25ml比色管中，加水5ml，摇匀，加Fe(NO3)3溶液4ml，饱和Hg(CN)2溶液5ml定容至25ml，摇匀，放置5分钟后，用1cm比色皿，于460nm处测其消光值。

2.3　注意事项

所用器皿不能与盐酸接触，若出现污染用硝酸（1:1）洗涤再用蒸馏水冲洗。

2.4　测定计算结果

式中K——于标准曲线上查得值

A——消光值

V取——移取试样体积

2.5　生产实践

2016年开始公司为提高锌回收率，降低采购成本，从1月份开始将铸锭后的氧化锌浮渣直接返回浸出使用，由于在铸锭过程中为减小氧化，加入了一定量的氯化铵添加剂，因此锌浮渣当中残留的Cl较高，达到2g/L左右，造成系统溶液中Cl不断上升，至5月份系统溶液中的Cl最高达到1g/L以上，平均在0.9g/L左右，电解阳极腐蚀溶解情况严重，阳极使用周期缩短，锌片含铅不断上升，最高时锌片含铅达到0.01%以上，个别达到0.02%，全部产出2#锌片，给铸锭和销售造成了很大困难。6月份开始单独安排将锌浮渣先进行高温碱洗，将浮渣中的Cl除到0.4g/L左右，再返回浸出使用，并且严格控制进入系统的水的含Cl量。经过近两个月时间，系统溶液中的Cl逐步下降到0.4g/L左右，电解析出锌片含铅下降到0.002%左右，最低时仅有0.0009%，产出0#或1#片达到95%，最高时达到100%。所以分析化验Cl离子为生产控制和生产管理提供了重要的数据。

3　结果及讨论

在生产过程中将溶液中的Mn和Cl作为每周定期监测的重点元素，在分析Mn、Cl离子时严格按照国家标准操作，及时报出相关数据以配合生产中使用。出现异常时及时查找此两种元素出现变化的原因，从生产操作中及时解决和处理，维持系统中稳定的Mn和较低的Cl是能否产出优质锌锭的两个关键因素。

4　结论

（1）定期监测系统溶液中的Mn，维持系统溶液中Mn含量在8g/L左右，能坚固阳极表面，减小阳极腐蚀，降低阴极析出片含铅，是生产优质锌片的重要条件。

（2）尽量减少系统溶液中Cl的进入，加强监测，将溶液中Cl控制在0.4g/L以下，减小Cl对电解阳极的腐蚀，也是生产优质锌片的重要条件。

（3）在分析化验中严格按照操作规程操作，分析中出现异常要及时查找原因并解决，在分析中掌握质量动态，及时提供准确可靠的检查结果，为生产控制和生产管理提供准确的依据，以保证和满足生产需要。

参考文献:

［1］孙倬.有色冶炼设计手册［M］.北京冶金工业出版社,1995.

［2］刘珍.化验员读本上、下册.北京化学工业出版社［M］.2003,12.

［3］柯以侃.化验员基本操作与实验技术［M］.北京化学工业出版社,2008,7.