本文以软锰矿为氧化剂原料,采用两矿法浸出方铅矿精矿并制备电极活性物质硫酸铅,同时得到四氧化三锰。 文中对方铅矿和软锰矿中铅和锰的浸出、浸出液的净化、硫酸铅的制备以及四氧化三锰的制备进行了试验研究;采用电化学测试、配位计算、X—射线衍射、扫描电镜以及电子能谱等方法探讨了其中的反应机理。 研究主要包括以下几方面的内容: 对影响方铅矿中铅浸出率、方铅矿和软锰矿反应速率的因素进行了试验探索,得到了最优化的方案;电化学测试、配位计算以及微观检测表明:方铅矿—软锰矿两矿法工艺中,反应生成的S⁰膜及不溶于水的氯化铅膜层,阻碍方铅矿和软锰矿的氧化还原反应的继续进行。由此提出在反应开始时加入配位体及反应过程中分两次加入盐酸的工艺,克服了上述问题。 在除铁工艺中,采用针铁矿法进行铁的脱除。由试验确定了除铁效果最优的溶液pH值;从热力学计算了溶液pH值对溶液中铁、铅、锰、锌离子浓度的影响;计算结果与试验得出的结论基本一致。 通过试验考察了稀释对溶液中铅、锰分离的影响;配位计算表明:在不同温度和配位体浓度条件下,溶液中的铅以不同的配合物形态溶于溶液;[Cl^-]=1mol/L是氯化铅从配位溶液中析出的最佳值。经过除铁和铅锰分离后的溶液采用常压硫化法脱除其中的重金属离子。通过试验研究了硫化工艺条件对重金属离子脱除率的影响并找到最优化条件;热力学分析表明:在一定的溶液pH值条件下,溶液中硫化剂的浓度是影响重金属离子脱除率的关键。 研究了合成条件对硫酸铅产品纯度和粒度的影响。试验表明反应时间、溶液的pH值是产品纯度和粒度的关键;通过XRD和SEM对产品进行了定性及形貌的表征。试验得到的硫酸铅产品纯度达到了99.83%,平均粒径为250nm。 由净化后的溶液制备四氧化三锰,采用空气氧化法工艺。采用单因素法和正交试验法对制备工艺条件进行了研究,确定了最优试验因素搭配方案;从热力学计算并绘制了60℃时的Mn-O-H₂O系E-pH图,探讨了四氧化三锰相稳定存在