[科普中国]-钒铅锌矿

简介

钒铅锌矿是一种富含铅、锌、铜的钒酸盐矿物，成分中少量的砷可以取代钒的位置，少量锰和二价铁可以取代锌或铜的位置。如果锌均被铜所置换，则形成钒铜铅矿（Mottramite，PbCu（VO4）（OH））。

钒铅锌矿常以次生矿物形成于产在铅、锌的矿脉和矿床的氧化带中，且两种矿物常在同一晶体交替生长，使得晶体的颜色或光学性质呈带状变化。还以皮壳、羽毛状集合体和葡萄状块体产出。

钒铅锌矿产于铅锌矿脉及氧化带中。颜色为褐、红、橙、棕等色调并有发黑的深色，透明或半透明，有油脂光泽或玻璃光泽。晶体多为柱状和双锥状，也有板状，晶体集合体有块状、粒状、壳状、钟乳状、纤维状和葡萄状等。1

物理性质**晶体：双锥状、柱状、较少板状集合体型态：**块状、粒状、壳状、钟乳状、纤维状、葡萄状；

**硬度：**3——3.5；

**解理/断口：**无解理；贝壳状或参差状的断口；

**透明度：**透明或半透明；

**光泽：**油脂光泽或玻璃光泽；

**颜色：**褐红、橙、黑褐色；

**条痕：**黄橙色到红棕色；

**比重：**6.2；

**其它：**具脆性。1

化学特性**化学成分：**Pb（Zn, Cu）（VO4）（OH）；

**化学分类：**钒酸盐；

**化学性质：**易溶于酸。1

重要产地（1）美国的亚利桑那州Mammoth mine、新墨西哥州的希尔巴罗

（2）英格兰什罗浦郡首府舒兹伯利的Pim Hill

（3）墨西哥Los Lamentos的Ahumada mine

（4）德国巴登的Niederschletten、Lauterthal和巴伐利亚

（5）意大利的维苏威火山地区

（6）伊朗的Sah Changi mine

（7）纳米比亚的Tsumeb、Uitsub

（8）津巴布韦的Broken Hill mine

（9）刚果的加丹加省(扎伊尔沙巴区)

（10）巴西Minas Gerais的Itaccoambi mine

（11）阿根廷的科尔多瓦。1

野外产状钒铅锌矿为次生成因的一种矿物，常与钒铜铅矿（Mottramite）一起产于铅、锌矿床的氧化带中。而经常共生的矿物还包括钒铅矿（Vanadinite）、磷氯铅矿（Pyromorphite）、方解石、砷铅矿（Mimetite）和白铅矿（Cerussite）等。1

鉴定特征（1）橙色至褐红色条痕；

（2）比重大，达6.2；

（3）摩氏硬度偏低（3——3.5）；

（4）易溶于酸；

（5）在火焰中易熔。1

钒铅锌矿碱性还原熔炼钒铅锌矿是一种富含Pb、Zn的钒酸盐矿物，广泛分布于世界各地，如纳米比亚、赞比亚、南非、中国等。近年来，在我国的贵州省黔西地区发现储量很大的钒铅锌矿，有价金属含量高，具有重大的利用价值。当前国内外传统的钒铅锌矿冶炼方法流程长，操作复杂，均难以高效地综合回收其中的有价金属，而且容易造成资源浪费和环境污染。例如，传统的酸法直接浸出钒铅锌矿，以硫酸作为浸出剂提取其中的 V，往往需消耗大量的酸，同时矿物中其他有价金属及杂质也会被强酸溶解。

鉴于V资源钠化焙烧过程和碱性还原直接熔炼 Pb过程的特点，考虑到钒铅锌矿的资源特性，本文拟利用碱性还原熔炼工艺处理钒铅锌矿（工艺流程图如图所示），即在碱 性介质中，通过控制反应温度和还原气氛，使Pb、Zn还原成金属，Pb沉积在底部，Zn由于在高温下具有较大蒸气压而挥发进入熔炼烟尘中，并最终以ZnO 的形式被捕集回收，而V将转变为可溶性钒酸钠盐，经过浸出后进入到溶液中得以提取，最后经净化除杂后用于生产 V 的冶金产品。本文以钒铅锌精矿为原料，采用碱性还原熔炼工艺进行冶炼研究，重点研究了熔炼温度、添加碱量、碳量等对熔炼过程的影响，以及浸出温度、液固比、浸出时间对碱熔渣浸出过程的影响，以期达到综合利用钒铅锌矿的目的。2