鉬酸鉛晶形沉淀條件探討

魏觀春

（金堆城鉬業(yè)股份有限公司,陜西 華縣 714101）

0 前言

金堆城鉬業(yè)股份有限公司鉬爐料產(chǎn)品部生產(chǎn)的焙燒鉬精礦、鉬鐵等鉬系列產(chǎn)品中鉬元素的分析采用鉬酸鉛重量法。在重量法分析中,為了獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果,要求沉淀完全、純凈,而且易于過濾和洗滌。在沉淀生成過程中,如果沉淀條件選擇不當(dāng),就會對沉淀的生成造成影響,這也是引起鉬品位分析結(jié)果產(chǎn)生偏差的一個重要因素。

近幾年,隨著鉬爐料產(chǎn)品部鉬鐵產(chǎn)量的提高,特別是多膛爐項目建成后,焙燒鉬精礦產(chǎn)量的大幅增加,鉬品位分析結(jié)果的準(zhǔn)確度,將直接影響鉬金屬回收率指標(biāo)。因此,結(jié)合鉬爐料產(chǎn)品部化驗室實際,本文著重從醋酸鉛（沉淀劑）的濃度、醋酸鉛的加入速度、溶液的溫度和體積、鉬酸鉛沉淀的陳化時間等 5個因素,對鉬酸鉛晶形沉淀的生成條件進(jìn)行探討。

1 鉬酸鉛沉淀的生成機理

在pH=5.5～7的醋酸 -醋酸銨緩沖液中,鉬（M oO4

2-）與鉛 （Pb2+）生成難溶性鉬酸鉛晶形沉

淀,然后以灼燒后的沉淀重量換算出產(chǎn)品中鉬的含量。

M oO42-+Pb2+→PbM oO4↓

2 試驗

2.1 試驗樣品

1#樣品為焙燒鉬精礦管理樣 （含M o 61.13％）, 2#樣品為鉬鐵標(biāo)樣 （含M o 60.94％）。

2.2 鉬酸鉛晶形沉淀的生成條件

2.2.1 醋酸鉛 （沉淀劑）濃度

表1 醋酸鉛濃度對鉬分析結(jié)果的影響

從表1可以看出,當(dāng)醋酸鉛濃度小于 2.0％時,由于醋酸鉛消耗過多,既不利于實際操作,又浪費成本,還可能會引起鹽效應(yīng)、酸效應(yīng)及絡(luò)合反應(yīng)等副反應(yīng),反而使鉬酸鉛沉淀的溶解度增大,從而造成鉬分析結(jié)果偏低；當(dāng)醋酸鉛濃度大于 3.5％時,容易引起共沉淀現(xiàn)象,使鉬分析結(jié)果偏高；當(dāng)醋酸鉛濃度在2.0％～3.5％之間時,鉬分析結(jié)果偏差最小,消耗的醋酸鉛體積在 30 mL左右,較為合理。因此選擇醋酸鉛濃度為2.0％～3.5％。

2.2.2 醋酸鉛（沉淀劑）的加入速度

當(dāng)醋酸鉛加入過快時,由于來不及擴散,容易形成“局部過濃”現(xiàn)象,生成的鉬酸鉛晶形沉淀顆粒較小,純度差,為了減小“局部過濃”現(xiàn)象,應(yīng)當(dāng)在不斷攪拌下,緩慢地加入醋酸鉛沉淀劑,加入的速度以 3～5滴/s為最佳。

2.2.3 溶液的溫度

一般來說,沉淀的溶解度隨溫度的升高而增大,沉淀吸附雜質(zhì)的量隨溫度升高而減少。在熱溶液中進(jìn)行沉淀,一方面可增大鉬酸鉛沉淀的溶解度,降低溶液的相對過飽和度,以便獲得較多的鉬酸鉛沉淀；另一方面,又能減少雜質(zhì)的吸附量,有利于得到純凈的鉬酸鉛沉淀。此外,升高溶液的溫度,可以增加構(gòu)晶離子的擴散速度,從而加快晶體成長,有利于獲得大的晶粒,通常選擇將溶液加熱至近沸即可。

2.2.4 溶液的體積

沉淀作用應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)稀的溶液中進(jìn)行。因為這樣溶液的相對過飽和度不大,均相成核作用不顯著,容易得到大顆粒的鉬酸鉛晶形沉淀。這樣的沉淀易濾、易洗,同時共沉淀現(xiàn)象也相應(yīng)減少,有利于得到純凈的沉淀。但是不能理解為溶液愈稀愈好,如果溶液過稀,由于鉬酸鉛沉淀溶解而引起的損失可能會超過允許的分析誤差。在實際操作中,考慮到加入的沉淀劑、緩沖液、中和液等的用量,一般保持溶液的體積在 350～400 mL為宜。

2.2.5 陳化時間

沉淀完成后,將初生的沉淀與母液一起放置一段時間,這個過程稱為“陳化”。在陳化過程中,不僅鉬酸鉛小晶粒轉(zhuǎn)化為大晶粒,而且還可以使鉬酸鉛不完整的晶粒轉(zhuǎn)化成較為完整的晶粒,亞穩(wěn)態(tài)的鉬酸鉛沉淀轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定態(tài)的鉬酸鉛沉淀,同時也使鉬酸鉛沉淀變得更加純凈。因此在實際操作過程中,通常對鉬酸鉛沉淀進(jìn)行陳化。

表2 陳化時間對鉬分析結(jié)果的影響

從表 2可以看出,對沉淀不進(jìn)行陳化,鉬的分析結(jié)果嚴(yán)重偏低,甚至超出誤差范圍,造成鉬金屬回收率降低；對沉淀陳化后,并且隨著陳化時間的延長,鉬分析結(jié)果偏差縮小,當(dāng)陳化時間在 30～60 m in之間時,偏差最??；當(dāng)陳化時間大于 90 m in后,如果繼續(xù)增加陳化時間,對鉬的分析結(jié)果沒有明顯影響。這是由于在鉬酸鉛沉淀生成過程中,對溶液進(jìn)行了加熱和不斷地攪拌,增大了離子在溶液中的擴散速度,從而大大縮短了陳化時間?？紤]到日常生產(chǎn)的實際情況,選擇陳化時間為 45 m in左右。

3 結(jié)論

本文對影響鉬酸鉛晶形沉淀生成的 5個因素進(jìn)行了探討,確定了沉淀條件為,醋酸鉛 （沉淀劑）濃度 2.0％～3.5％；醋酸鉛（沉淀劑）應(yīng)在不斷攪拌的情況下,緩慢加入 （3～5滴/s）；沉淀時應(yīng)將溶液加熱至近沸,并保持溶液的體積在 350～400 mL；沉淀完成后,應(yīng)對沉淀進(jìn)行陳化作用 45 m in左右。

結(jié)合鉬爐料產(chǎn)品部化驗室的實際,對影響鉬酸鉛晶形沉淀生成的條件因素進(jìn)行探討,使化驗人員對沉淀條件有了更深層次的理解,在鉬產(chǎn)品的分析化驗工作中,取得了良好的效果,提高了鉬產(chǎn)品分析結(jié)果準(zhǔn)確度,為鉬金屬回收率的準(zhǔn)確計算夯實了基礎(chǔ)。

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