第6章 粗铅精炼
粗铅精炼
被硫化，但是由于硫对铜的亲和力比对铅大，故按式： 被硫化，但是由于硫对铜的亲和力比对铅大，故按式：
＝［Pb］ ［PbS］+2[Cu]＝［ ］+ (Cu2S) ］ ＝［
形成Cu 。 形成 2S。
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—铅冶金—
[ Pb ] • [Cu 2 S ] = K 2 [ PbS ] • [Cu ]
粗铅熔析可使含铜量降至wCu=0.02 粗铅熔析可使含铜量降至 ％～0.03％，比Pb-Cu共晶成分含 ％，比 ％～ ％， 共晶成分含 铜wCu=0.06％还低。 ％还低。
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—铅冶金— （2）加硫法除铜 ） 熔析除铜可将铅含铜降至0.1％左右。如果进行电解精炼， 熔析除铜可将铅含铜降至 ％左右。如果进行电解精炼，熔 析后的粗铅即可铸成阳极。如果继续进行火法精炼， 析后的粗铅即可铸成阳极。如果继续进行火法精炼，熔析除铜后 的粗铅还需采用加硫的方法进一步脱铜，直至铅含铜降至 的粗铅还需采用加硫的方法进一步脱铜， wCu=0.001％～ ％～0.003％。 ％～ ％。 加硫除铜多用硫磺作硫化剂，也可用黄铁矿或高品铅精矿。 加硫除铜多用硫磺作硫化剂，也可用黄铁矿或高品铅精矿。 当用硫磺作硫化剂时，虽然铅首先按式： 当用硫磺作硫化剂时，虽然铅首先按式：
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—铅冶金—
(3) 铜浮渣的处理 所谓“浮渣” 所谓“浮渣”，一般都是指火法精炼过程中浮在熔 金属表面上， 融(主)金属表面上，由精炼过程形成的杂质化合物及机 主 金属表面上 械夹带的主金属液滴(块 所组成的固体物质 所组成的固体物质。 械夹带的主金属液滴 块)所组成的固体物质。 熔析除铜 产出的浮渣一般含Ｃ 产出的浮渣一般含Ｃu 10%-20%，Pb 60%-80%。 ， 。
铅电解精炼的工艺流程
铅电解精炼的工艺流程铅冶金是白银生产的最佳载体:一般铅对金银的捕集回收率都在95%以上，因此金银的回收是与铅的生产状况直接相关的。
现在世界上约有80%的原生粗铅是采用传统的烧结一鼓风炉熔炼工艺方法生产的。
传统法技术成熟，较完善可靠，其不足之处在于脱硫造块的烧结过程中，烧结烟气的S02浓度较低，硫的回收利用尚有一定难度，鼓风炉熔炼需要较昂贵的治金焦炭。
为了解决上述问题，冶金工作者进行了炼铅新工艺的研究。
八十年代以来，相继出现了QSL法、闪速熔炼法、TBRC转炉顶吹法、基夫赛特汉和艾萨熔炼法等新的炼铅方法。
其中，QSL法是德国鲁奇公司七十年代开发的直接炼铅新工艺，加拿大、韩国和我国虽然先后购买了此专利建厂，但生产效果不甚理想;闪速熔炼法尚未实现工业化生产;TBRC法是瑞典波里顿公司所创，但此法作业为间断性的，且炉衬腐蚀严重;基夫赛特法由原苏联有色金属研究院研究成功，现已有多个厂家实现了工业化生产，是一种各项指标先进、技术成熟可靠的炼铅新工艺，但采用该法单位投资大，只有用于较大生产规模的工厂时，才能充分发挥其效益。
艾萨炼铅技术基于由上方插入的赛罗浸没喷枪将氧气喷射入熔体。
产生涡动池，让强烈的氧化反应或者还原反应迅速发生。
在第一段，熔炼炉产出的高铅渣经过流槽送还原炉，氧化脱硫所产的烟气经除尘后送制酸系统。
在第二段还原炉中，所产粗铅和弃渣从排放口连续放出，并在传统的前床中分离，所产烟气进行除尘处理后经烟囱排放。
艾萨法熔炼流程。
该工艺流程先进，对原料适应性广、生产规模可大可小，比较灵活、指标先进、SO2烟气浓度高，可解决生产过程中烟气污染问题;同时冶炼过程得到强化，金银捕集率高，余热利用好，能耗低。
它不仅适应308厂铅银冶炼的改建要求，而且能够对我国的银铅冶金生产和技术进步起到推动作用，故推荐引进艾萨法作为本项目粗铅冶炼生产工艺的第一方案传统的鼓风烧结--鼓风炉法虽然在烟气制酸方面尚有一定困难，但近年来，我国株洲冶炼厂、沈阳冶炼厂、济源治炼厂等大型铅厂的改扩建工程仍然采用此法，是因为它具有建设快、投产、达产快的优点。
有色金属冶炼部分：粗铅精炼
第六章 粗铅精炼1、粗铅精炼方法有 法和 法两种。
目前世界上采用 的厂家较多，我国多采用 。
答案：火法 电解 火法 电解精炼2、火法精炼：火法精炼是利用杂质金属与主金属（铅）在高温熔体中物理性质或化学性质方面的差异，形成与熔融主金属不同的新相（如精炼渣），并将杂质富集其中，从而达到精炼的目的。
3、熔析除铜：根据铜在粗铅中的溶解度随温度下降而减小的原理，当含铜高的铅液冷却时，铜以固溶体的状态析出，由于其密度较铅液小，便以浮渣形式浮在铅液表面而被除去。
4、加硫除铜：根据铜对硫的亲和力比铅大，所以可向铅液中加入硫化剂，硫首先与铅作用生成硫化铅：Pb S PbS +=,由于铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，所以硫化铅中的铅很快被铜置换，生成硫化亚铜：22PbS Cu Pb Cu S +=+。
生成的2Cu S 在作业温度下不溶于铅，且密度较小，呈固溶体浮在铅液表面形成硫化渣而被除去。
5、加锌除银、加钙镁除铋的原理：在含杂质金属的粗铅中添加第三种甚至更多种金属，它们与杂质金属形成金属间化合物（合金）的亲和力大于铅，这些化合物密度比铅小，且不溶于铅，呈固溶体浮在铅液表面而被除去。
6、粗铅火法精炼初步除铜用 法，深度除铜用 法。
答案：熔析除铜 加硫除铜7、粗铅火法精炼除杂的顺序为先除 ，其方法有和 ，再除砷锑锡，方法有 和 ；接着除银，主要方法有 ，然后除锌，现普遍采用 ；最后除铋，除铋后进行最终精炼，得到精铅。
答案：铜 熔析除铜 加硫除铜 炼化精炼 碱性精炼 加锌 真空蒸馏法8、碱性精炼：所谓碱性精炼是加碱于熔融粗金属中，使氧化后的杂质与碱给合成盐而除去的火法精炼方法。
9、请指出粗铅电解精炼前都有哪些杂质元素，铅阳极中杂质元素在电解过程中的行为？答案：根据金属的标准电位可把铅中的杂质金属分为三类：1）电位比铅负的金属Zn 、Fe 、Cd 、Co 和Ni 等；2）电位比铅正的Sb 、Bi 、As 、Cu 、Ag 、Au 等；3）电位与铅很相近的Sn ；第一类杂质金属由于它们具有比铅高的析出电位，且浓度极小，因此在阴极不致放电析出。
粗铅火法精炼的工艺流程
粗铅火法精炼的工艺流程以粗铅火法精炼的工艺流程为标题，写一篇文章。
粗铅火法精炼是一种常见的铅冶炼工艺，用于提取和精炼铅金属。
下面将介绍粗铅火法精炼的工艺流程。
一、铅矿破碎和磨矿将原料铅矿进行破碎和磨矿处理，将其细化成粉末。
这一步骤旨在增大铅矿的表面积，便于后续的矿石浸取和反应过程。
二、矿石浸取将磨碎后的铅矿与稀硫酸等酸性溶液进行反应浸取。
这一步骤的目的是将铅矿中的铅物质溶解出来，形成铅离子溶液。
三、铅离子还原将铅离子溶液进行还原反应，使铅离子还原为金属铅。
通常采用焙烧法或碳还原法进行。
焙烧法是指将铅离子溶液与还原剂一起加热，使还原剂与铅离子反应生成金属铅。
碳还原法是指将铅离子溶液与炭粉混合后加热，使炭粉与铅离子反应生成金属铅。
四、铅金属精炼经过还原反应后，得到的金属铅中可能还含有杂质。
为了提高铅金属的纯度，需要进行精炼。
精炼通常采用火法精炼或电解精炼。
火法精炼是指将金属铅加热至一定温度，使其中的杂质氧化并形成气体，然后通过冷却和凝固将杂质分离出去。
电解精炼是指将金属铅作为阳极，在电解槽中进行电解，使杂质被电解掉，从而提高铅金属的纯度。
五、铅金属浇铸经过精炼后，得到的铅金属可以进行浇铸成型。
浇铸可以根据需要选择不同的形状和尺寸，用于制造各种铅制品，如铅板、铅管、铅合金等。
六、废渣处理在粗铅火法精炼的过程中，会产生一定的废渣。
这些废渣中可能含有一些有害物质，需要进行安全处理。
废渣处理通常包括固化、中和、焚烧等步骤，以将有害物质固化、中和或破坏，降低对环境的影响。
总结：粗铅火法精炼是一种常见的铅冶炼工艺，通过铅矿破碎和磨矿、矿石浸取、铅离子还原、铅金属精炼、铅金属浇铸和废渣处理等步骤，可以提取和精炼铅金属，并制造各种铅制品。
在整个过程中，需要注意安全环保，对废渣进行正确处理，以减少对环境的污染。
经过粗铅火法精炼，可以获得高纯度的铅金属，为各种应用提供优质的原材料。
粗铅火法精炼
形态存在的镍、钴、铜和铁等几乎全被除去。
部分贵金属进入熔析渣中。
捞出的熔析渣(即浮渣)，含铜10%～28%、铅55%～75%，经过专门处理产出粗铅返回熔铅锅，富集的铜锍送专门回收铜。
熔析操作有加热熔析和冷却熔析两种方法。
前者用于处理含杂质很高的粗铅，将粗铅锭放在反射炉或熔析锅内，在加热升温的过程中，使熔点较低含杂质较少的铅熔析出来，所产的液态粗铅需进一步经冷却熔析脱除杂质;后者是将熔炼炉放出液铅转入熔析设备，然后降温使杂质从液铅中凝析出来。
图2 粗铅的熔析和加硫除铜流程熔析除铜产出的除铜粗铅，要经过加硫除铜作业，进一步降低含铜量。
加硫法除铜在稍高于铅的熔点温度(603～613K)下，把粉状元素硫加入不断用机械搅拌形成的液铅旋涡中，生成难溶于液铅中的Cu2S，达到除铜的目的。
粗铅熔体中铅的浓度远远大于铜的浓度，故加入的元素硫首先与铅作用生成PbS，而PbS在液铅中的溶解度可达0.7%～0.8%。
铜对硫的亲和势大于铅，故在作业温度下PbS又使液铅中的铜硫化;生成的Cu2S，浮于液铅表面而除去：理论上残存在铅中的最小铜量只有百万分之几，实际上达到0.001%～0.002%。
加硫除铜渣，通称硫化浮渣，返回熔析段处理。
除铜过程一般都在半球形的铸钢精炼锅中间断进行。
精炼锅可盛放50～200t液铅，有的超过300t。
澳大利亚皮里港(Port Pirie)铅厂建成了世界上第一座外冷式连续除铜反射炉。
经熔析法除铜的铅含铜从1%降至0.06%～0.1%，然后转入加硫除铜工序处理。
沈阳冶炼厂于1974年建成了中国第一座内冷式连续除铜炉，除铜铅含铜0.04%～0.08%，满足电解精炼含铜要求，不经加硫除铜而浇铸成阳极。
粗铅连续除铜是应用熔析法除铜的原理，作业多在反射炉内进行。
过程中，铅熔池自上而下形成一定的温度梯度，铜及其化合物从熔池较冷的底层析出，与加入炉内的铁屑和苏打作用造渣而被除去。
连续脱铜能简化流程、节约燃料、提高劳动生产率，便于机械化，改善劳动条件。
粗铅初步火法精炼
一、概述
—铅冶金—
视处理方法和原料的不同，生产的粗铅都含有一定量的杂质，一
般杂质含量为2% ～ 4%，少数也有低于2%或高于5%的，粗铅成分下表。
3
—铅冶金—
粗铅中含的杂质有Cu、Fe、Ni、Co、Zn、As、Sb、Sn、Au、Ag、 S、Se、Te、Bi等。杂质含量主要取决于铅精矿的成分，冶炼方法也影响杂 质含量。
—铅冶金—
二、铅电解精炼时杂质的行为
在粗铅阳极中，通常含有金、银、铜、锑、 砷、锡、铋等杂质，杂质在阳极中除以单质存 在外，还以固溶体、金属间化合物、氧化物、 硫化物等形态存在。阳极中的杂质在电解过程 中的行为是很复杂的，按其标准电位可将阳极 中的杂质分为三类：
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—铅冶金— 根据金属的标准电位可把铅中的杂质金属分为三类：
Pbs(FeS)+2Cu=Cu2S+Pb(Fe) 因此，上部铅液的温度要求较高又要有足够的硫化剂，使上浮的铜 不断被硫化，从而又促使底部的铜上浮。随着这两个过程的进行，底 部铅中的铜就越来越少。除硫化剂外，配料时还配入铁屑、苏打。铁 屑与硫化铅发生沉淀反应而降低冰铜中的含铅量，苏打在过程中进行 如下反应： 4PbS+4Na2CO3=4Pb+3Na2S+Na2SO4+4CO2 从而降低了冰铜的熔点及含铅量。其余部分则形成砷酸盐，锑酸盐 及锡酸盐进入炉渣。 粗铅脱铜程度取决于熔池底层的温度，铅在熔池的停留时间和粗铅 中的砷锑含量等因素。产出的冰铜和炉渣从熔池上部放出，脱铜后的 铅液从底部虹吸放出。
a、熔析作业温度通常在340℃以上，铜在铅液中 的溶解度大于0.06%；
b、含铜熔析渣的上浮取决于铅液的粘度，铅液 温度降低则粘度增大，铜渣细粒不易上浮。
铅、铋精炼
粗铅火法精炼(fire refining of crude lead)分段脱除熔融粗铅中的杂质，产出精铅的过程，为火法炼铅流程的重要组成部分。
铅熔炼产出的粗铅，除含有铜、镍、钴、铋、锡、砷、锑、锌、硫等杂质外，还有金、银等贵金属和硒、碲等稀有金属，杂质总量约为1％～4％。
因此，精炼的目的不仅要脱除对铅性质有不良影响的杂质，使精铅符合用户的要求，而且还要综合回收粗铅中的有价金属。
粗铅精炼有火法精炼和电解精炼(见铅电解精炼)两种方法。
中国、加拿大和日本等国的炼铅厂，一般采用粗铅火法精炼脱铜后再进行电解精炼的工艺流程，世界其他国家都采用火法精炼流程。
火法精炼流程所产的精铅约占精铅总量的80％。
与电解精炼相比，火法精炼的主要优点是设备及工艺操作简单，基建投资省；可处理成分复杂的粗铅，产出不同品级的精铅；生产周期短，能耗少。
但火法精炼过程繁杂，产出一系列的副产品，每种副产品都需要单独处理，增加了处理费用，降低了综合回收率。
无论是采用火法精炼或电解精炼，都可获得纯度达99．99％的精铅。
火法精炼由除铜，除砷、锑、锡，加锌脱银，除锌，除铋和除钙镁等作业组成，工艺流程如图1所示。
除铜从粗铅中分离铜的过程。
不论是火法精炼还是电解精炼，粗铅除铜都是精炼的第一道作业。
粗铅除铜的方法有熔析法和加硫法两种方法，大多数工厂都采用先熔析、后加硫的两段除铜方法(图2)。
熔析法除铜基于铜在液态铅中的溶解度随温度降低而减少的原理。
在降低液铅温度时，铜不断析出。
当温度降至1225K以下时，析出的不是纯铜，而是含铅3％～5％的固溶体，以固态浮在液铅上面。
当温度降至铅的熔点(599K)附近时，铅和铜形成共晶，共晶含铜0.06％，这是熔析法除铜的理论极限值。
但实际上粗铅中含有砷、锑，它们与铜形成难溶的砷化铜和锑化铜，进入固体渣浮在铅液面上。
因此，熔析法除铜实际上可将粗铅中的铜除至0.02％～0.03％。
在熔析除铜过程中，以硫化物形态存在的铁、铜和铅及以砷、锑化物形态存在的镍、钴、铜和铁等几乎全被除去。
粗铅火法精炼
粗铅火法精炼(fire refining of crude lead)分段脱除熔融粗铅中的杂质，产出精铅的过程，为火法炼铅流程的重要组成部分。
铅熔炼产出的粗铅，除含有铜、镍、钴、铋、锡、砷、锑、锌、硫等杂质外，还有金、银等贵金属和硒、碲等稀有金属，杂质总量约为1％～4％。
因此，精炼的目的不仅要脱除对铅性质有不良影响的杂质，使精铅符合用户的要求，而且还要综合回收粗铅中的有价金属。
粗铅精炼有火法精炼和电解精炼(见铅电解精炼)两种方法。
中国、加拿大和日本等国的炼铅厂，一般采用粗铅火法精炼脱铜后再进行电解精炼的工艺流程，世界其他国家都采用火法精炼流程。
火法精炼流程所产的精铅约占精铅总量的80％。
与电解精炼相比，火法精炼的主要优点是设备及工艺操作简单，基建投资省；可处理成分复杂的粗铅，产出不同品级的精铅；生产周期短，能耗少。
但火法精炼过程繁杂，产出一系列的副产品，每种副产品都需要单独处理，增加了处理费用，降低了综合回收率。
无论是采用火法精炼或电解精炼，都可获得纯度达99．99％的精铅。
火法精炼由除铜，除砷、锑、锡，加锌脱银，除锌，除铋和除钙镁等作业组成，工艺流程如图1所示。
除铜从粗铅中分离铜的过程。
不论是火法精炼还是电解精炼，粗铅除铜都是精炼的第一道作业。
粗铅除铜的方法有熔析法和加硫法两种方法，大多数工厂都采用先熔析、后加硫的两段除铜方法(图2)。
熔析法除铜基于铜在液态铅中的溶解度随温度降低而减少的原理。
在降低液铅温度时，铜不断析出。
当温度降至1225K以下时，析出的不是纯铜，而是含铅3％～5％的固溶体，以固态浮在液铅上面。
当温度降至铅的熔点(599K)附近时，铅和铜形成共晶，共晶含铜0.06％，这是熔析法除铜的理论极限值。
但实际上粗铅中含有砷、锑，它们与铜形成难溶的砷化铜和锑化铜，进入固体渣浮在铅液面上。
因此，熔析法除铜实际上可将粗铅中的铜除至0.02％～0.03％。
在熔析除铜过程中，以硫化物形态存在的铁、铜和铅及以砷、锑化物形态存在的镍、钴、铜和铁等几乎全被除去。
粗铅初步火法精炼 ppt课件
粗铅的冶炼方式介绍
—铅冶金—
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粗铅精炼的方法有两类，第一类为火法精炼，第二类为先用火法除去铜
与锡后，再铸成阳极板进行电解精炼。目前世界上火法精炼的生产能力约占 80%。采用电解精炼的国家主要有中国、日本、加拿大等国。我国大多数企 业粗铅的处理均采用电解法精炼。火法精炼是利用杂质金属与主金属（铅） 在高温熔体中物理性质或化学性质方面的差异，形成与熔融主金属不同的新 相（如精炼渣），并将杂质富集于其中，从而达到精炼的目的。
铅冶金就是利用煤气用富氧燃烧在高温下利用无烟煤把金属铅锑从它们的氧化物还原出来其脉石成分与添加的熔剂na2co3造渣从而与还原出来的金属铅锑等分离产出的冰铜中有部分元素以氧化物和硫化物形态存在在高温下配入还原剂熔剂使其中的部分氧化物被还原成金属fe与加入的熔剂组成二元系的渣fe被除去
—铅冶金—
粗铅的火法精炼
a、熔析作业温度通常在340℃以上，铜在铅液中 的溶解度大于0.06%；
b、含铜熔析渣的上浮取决于铅液的粘度，铅液 温度降低则粘度增大，铜渣细粒不易上浮。
在熔析过程中，几乎所有的铁、硫（呈铁、铜及 铅的硫化物形态）以及难熔的镍、钴、铜、铁的砷化 物及锑化物都被除去；同时贵金属的一部分也进入熔 析渣。
而发生以下反应：
[PbS]+2[Cu]=[Pb]+Cu2S Cu2S比铅的比重小，且在作业温度下不溶于铅水，因此，形成的固体硫化渣 浮在铅液面上。最后铅液中残留的铜一般为0.001～0.002%。 加硫除铜的硫化剂一般采用硫磺。加入量按形成Cu2S时所需的硫计算，并过 量20-30%。加硫作业温度对除铜程度有重大影响，铅液温度越低，除铜进行 得越完全，一般工厂都是在330-340℃范围内。加完硫磺后， 应迅速将铅液温 度升至450-480℃，大约搅拌40分钟以后，待硫磺渣变得疏松，呈棕黑色时， 表示反应到达终点，则停止搅拌进行捞渣，此种浮渣由于含铜低，只约2-3%， 而铅高达95%，因此返回熔析过程。加硫除铜后铅含铜可降至0.001-0.002%， 送去下一步电解精炼。
粗铅初步火法精炼
真空除锌
冷凝锌
除锌铅
除铋
除铋铅
铋渣
最终Байду номын сангаас炼
最终精炼渣 精铅
阴极始极片
铅阳极（已除C u 、Sn)
电解槽
高位槽
清水 阴极析出铅
带阳极泥残极
循环电解液 阴极洗槽
残极洗槽
阴极 阴极洗液
脱锡
净残极
反射炉
分酸槽
阳极泥浆 沉淀槽
精炼渣 放射炉
铸锭
重铸阳极 洗液
硫酸 阳极泥
电铅
脱铅槽
搅拌槽
新硅氟酸
再生酸
PbSO4 送熔炼厂
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一、概述
视处理方法和原料的不同，生产的粗铅都含有一定量的杂质，一 般杂质含量为2% ～ 4%，少数也有低于2%或高于5%的，粗铅成分下表。
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粗铅中含的杂质有Cu、Fe、Ni、Co、Zn、As、Sb、Sn、Au、Ag、 S、Se、Te、Bi等。杂质含量主要取决于铅精矿的成分，冶炼方法也影响杂 质含量。
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根据金属的标准电位可把铅中的杂质金属分为三类：
（1）电位比铅负的 金属Zn、Fe、Cd、
Co和Ni等
（2）电位比铅正的 Sb、Bi、As、Cu、
Ag、Au等
（3）电位与铅很 相近的Sn
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由于它们具有比铅高的 析出电位，电解时同铅 一道从阳极溶解，但含 量较少，且极易除去。
由于它们具有比铅更低 的析出电位，电解时一 般不溶解，而留于阳极
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第二类杂质在电解熔炼过程中基本上不溶解， 从而在阳极表面上形成阳极泥层。
当阳极泥散落或脱落，这些杂质将被带入电 解液中，并随着电解液流动而被粘附在和夹杂于 阴极析出铅中，对阴极质量影响很大。尤其是铜、 锑、银和铋显著。下面分别叙述：
粗铅初步火法精炼
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—铅冶金—
粗铅火法精炼的目的视采用精炼流程不同而异。全 火法精炼的目的是除去铜、锡、砷、锑、银、锌、铋等 杂质，将粗铅提纯，生产出合格的精铅产品。
对于电解精炼而言，确切地讲，它所采用的火法精 炼只是初步火法精炼，其基本任务是将粗铅中的杂质铜、 锡除至一定程度，并调整锑量，浇铸成化学质量和物理 规格均满足电解要求的阳极板；
反射炉
分酸槽
阳极泥浆 沉淀槽
精炼渣 放射炉
铸锭
重铸阳极 洗液
硫酸 阳极泥
电铅
脱铅槽
搅拌槽
新硅氟酸
再生酸
PbSO4 送熔炼厂
离心过滤机
加胶
贮液槽 集液槽
阳极泥 专门处理
电解液
滤液
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—铅冶金—
铅的电解精炼 技术在我国、日本 和加拿大等国家广 泛应用。优点:产 品质量高,生产过 程稳定,操作条件 好。缺点:生产周 期长,占用资金大, 投资大,生产成本 略高。
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—铅冶金—
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—铅冶金—
除 铜 工 艺
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加硫除铜原理
—铅冶金—
粗铅经熔析脱铜后，一般含铜仍在0.1%左右， 不能满足电解要求，需再进行 加硫除铜。在熔融粗铅中加入元素硫时，首先形成PbS，其反应如下：
2[Pb]+ 2S=2[PbS] 由于铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，所以硫化铅中的铅被铜置换，继
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—铅冶金—
在一定意义上说，连续脱铜过程就是把浮渣反射炉处 理铜质浮渣的过程于粗铅熔析除铜过程有机的结合起来， 连续脱铜就是把浮渣反射炉置于除铜锅上的联合设备， 在这里不断地实现铜的析出和硫化，使其形成冰铜，消 除了中间产物—浮渣。
粗铅精炼安全操作规程
粗铅精炼安全操作规程
1、全体当班人员都要穿戴好劳保用品，特别要戴好安全帽。
2、粗铅和残极装锅应严实，架搁搅拌机时，要放平稳后方可启用。
续锅时，人员与锅台应保持一段安全距离。
（人员暂时站到操作平台下面）
3、烧火工在加煤时应先停风机，后开炉门，以防回火烫伤。
4、严禁空锅或冷却水时烧火。
5、喷水降温时，水应呈扇形均匀洒在铅液面上，待水分完全蒸发后，方可搅动铅液。
6、加硫除铜时，应将硫磺粉从搅拌漩涡锅慢慢加入，剩余硫磺应放在安全位置，并挂上“防火”标志。
7、在锅上从事捞渣时，一定要站稳。
8、捞渣、浇铸阳极板前，应将勺、浇具等工具进行预热后，方可进行捞渣或浇铸阳极板。
9、浇出阳极板码垛时，要码稳靠齐。
10、吊锅内铅时，锅内必须用3-4根直径10mm以上圆钢才能起吊。
6 粗铅的精炼
情景六粗铅的精炼6.1 概述粗铅中一般含有1-4%的杂质成份，如金、银、铜、铋、砷、铁、锡、锑、硫等，见表6.1：表6.1 粗铅的化学成份粗铅需经过精炼才能广泛使用。
精炼目的：一是除去杂质。
由于铅含有上述杂质，影响了铅的性质，使铅的硬度增加，韧性降低，对某些试剂的抗蚀性能减弱，使之不适于工业应用。
用这样的粗铅去制造铅白、铅丹时，也不能得到纯净的产品，因而降低了铅的使用价值。
所以，要通过精炼，提高铅的纯度。
二是回收贵金属，尤其是银。
粗铅中所含贵金属价值有时会超过铅的价值，在电解过程中金银等贵金属富集于阳极泥中。
粗铅精炼的方法有两类，第一类为火法精炼，第二类为先用火法除去铜与锡后，再铸成阳极板进行电解精炼。
目前世界上火法精炼的生产能力约占80%。
采用电解精炼的国家主要有中国、日本、加拿大等国。
我国大多数企业粗铅的处理均采用电解法精炼。
火法精炼的优点是设备简单、投资少、占地面积小。
含铋和贵金属少的粗铅易于采用火法精炼。
火法精炼的缺点是：铅直收率低、劳动条件差、工序繁杂，中间产品处理量大。
电解精炼的优点是能使铋及贵金属富集于阳极泥中，有利于综合回收，因此金属回收率高、劳动条件好，并产出纯度很高的精铅。
其缺点是基建投资大，且电解精炼仍需要火法精炼除去铜锡等杂质6.2 粗铅的火法精炼粗铅火法精炼的工艺流程—0.8%锑，此时要对阳极板含锑进行调整。
粗铅的火法精炼工艺流程如图6.1：粗铅火法精炼工艺流程图银锌壳含铋浮渣精铅粗铅除铜精炼.1 除铜精炼的一般原理A、熔析除铜基本原理：熔析除铜的基本原理是基于铜在铅液中的溶解度随着温度的下降而减少，当含铜高的铅液冷却时，铜便成固体结晶析出，由于其比重较铅小(约为9)，因而浮至铅液表面，以铜浮渣的形式除去。
又铜在铅液中的溶解度随着温度的变化而变动，温度下降时，液体合金中的含铜量相应地减少，当温度降至共晶点(326℃)时，铜在铅中的含量为0.06%，这是熔析除铜的理论极限。
粗铅的火法精炼技术
粗铅的火法精炼11.1 概述生产的粗铅中一般含有1-4%的杂质成份，如金、银、铜、铋、砷、铁、锡、锑、硫等，见表1-1：粗铅需经过精炼才能广泛使用。
精炼目的：一是除去杂质。
由于铅含有上述杂质，影响了铅的性质，使铅的硬度增加，韧性降低，对某些试剂的抗蚀性能减弱，使之不适于工业应用。
用这样的粗铅去制造铅白、铅丹时，也不能得到纯净的产品，因而降低了铅的使用价值。
所以，要通过精炼，提高铅的纯度。
二是回收贵金属，尤其是银。
粗铅中所含贵金属价值有时会超过铅的价值，在电解过程中金银等贵金属富集于阳极泥中。
粗铅精炼的方法有两类，第一类为火法精炼，第二类为先用火法除去铜与锡后，再铸成阳极板进行电解精炼。
目前世界上火法精炼的生产能力约占80%。
采用电解精炼的国家主要有中国、日本、加拿大等国。
我国大多数企业粗铅的处理均采用电解法精炼。
粗铅火法精炼的优点是设备简单、投资少、生产周期短、占地面积小、生产成本较低。
含铋和贵金属少的粗铅易于采用火法精炼。
火法精炼的缺点是：铅直收率低、劳动条件差、工序繁杂，中间产品处理量大。
电解精炼的优点是能使铋及贵金属富集于阳极泥中，有利于综合回收，因此金属回收率高、劳动条件好，并产出纯度很高的精铅。
其缺点是基建投资大，且电解精炼仍需要火法精炼除去铜锡等杂质。
我分厂采用的火法精炼只是初步精炼，其任务是将粗铅中的铜和砷、锑、锡除至一定程度，并调整锑含量，浇注成化学质量和物理规格均满足要求的阳极板，为电解精炼做好准备。
11.2 粗铅火法精炼的工艺流程和基本原理11.2.1 粗铅火法精炼的工艺流程基夫赛特炉产出的粗铅经排铅口排出，以熔融状态加入连续脱铜炉进行脱铜，脱铜后粗铅含铜0.07～0.08%，然后加入熔铅锅进一步脱铜精炼，除去粗铅中对电解有害的铜、锡等杂质，调整锑含量，达到符合电解精炼要求的合格粗铅。
工艺流程图见图11-1图11-1 粗铅火法精炼的工艺流程图\11.2.2 火法精炼的基本原理11.2.2.1 熔析除铜熔析除铜的基本原理是基于铜在铅液中的溶解度随着温度的下降而减少，当含铜高的铅液冷却时，铜便成固体结晶析出，由于其比重较铅小(约为9)，因而浮至铅液表面，以铜浮渣的形式除去。
粗铅火法精炼
（2）电位比铅正的 Sb、Bi、As、Cu、 Ag、Au等
（3）电位与铅很 相近的Sn
第一类杂质金属能与铅一道从阳极溶 解进入电解液，由于其析出电位较铅负，故在
正常情况下不会在阴极上放电析出。由于这些
杂质在粗铅中含量很小，且在火法解液中积
累到有害的程度。第二类杂质在电解熔炼过程
用。 碱性精炼的主要优点是作业可在较低温度下进 行，金属损失小，燃料消耗少，操作条件好，终点产 品含砷、锑、锡比较低，试剂NaOH和NaCl可部分再 生；缺点是过程所产生的各种碱渣处理比较麻烦，试 剂消耗大。目前大多数精炼厂采用碱性精炼除砷、锑、 锡。
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碱性精炼
广而言之，所谓碱性精炼是加碱于熔融粗金属中，使氧 化后的杂质与碱结合成盐而除去的火法精炼方法。
中基本上不溶解，从而在阳极表面上形成阳极
泥层。
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铅的性质
铅是最软的重金属，也是比重较大的金属之一，延展性良好，易与其他金属形 成合金。铅最大的特性是能吸收有效射线，如X射线和γ射线等。常见的化合价 +2、+4。
铅的主要物理性质
密度(20℃) 11.68 g／cm3 熔点 327.4 ℃ 沸点 1750 ℃ 平均比热(0℃ ～100℃) 129.8 J／(kg· K) 熔化热 4.98 kJ／mol 汽化热 178.8 kJ／mol 热导率(0℃～100℃) 34.9 W／(m· K) 电阻率(20 ℃) 20.6 μΩ· cm
6
粗铅的火法精炼
除铜
粗铅精炼除铜有熔析和加硫两种方法：初步脱铜用熔析法，深度脱
铜用加硫法。
（1）熔析法除铜
熔析除铜的原理是: 基于在低温下铜 及其某些（As、Sb、 Sn、S等）化合物在铅 水中的溶解度变小。
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如是电解精炼，阳极板要含 0.3—0.8%锑，此时要对阳极板含锑进行调整。粗铅的火法精
炼工艺流程如图 6-1：
粗铅
粗铅火法精炼工艺流程图
除铜
铜浮渣
已除铜的铅
精炼除砷锑锡
精炼渣
软化铅
加锌除银
银锌壳
除银的铅
精炼除锌
精炼渣
初步精炼的铅
除铋
含铋浮渣
精铅
图 6-1
6.2.2 粗铅除铜精炼
6.2.2.1 除铜精炼的一般原理
2
A、熔析除铜 基本原理：熔析除铜的基本原理是基于铜在铅液中的溶解度随着温度的下降而减少， 当含铜高的铅液冷却时，铜便成固体结晶析出，由于其比重较铅小(约为 9)，因而浮至铅 液表面，以铜浮渣的形式除去。又铜在铅液中的溶解度随着温度的变化而变动，温度下 降时，液体合金中的含铜量相应地减少，当温度降至共晶点(326℃)时， 铜在铅中的含 量为 0.06%，这是熔析除铜的理论极限。 当粗铅中含砷锑较高时，由于铜对砷、锑的亲合力大，能生成难溶于铅的砷化铜和 锑化铜，而与铜浮渣一道浮于铅液表面而与铅分离。实践证明，含砷、锑高的粗铅，经 熔析除铜后，其含铜量可降至 0.02～0.03%。粗铅中含砷、锑低时，用熔析除铜很难使铅 液含铜降至 0.06%。这是因为： a、熔析作业温度通常在 340℃以上，铜在铅液中的溶解度大于 0.06%； b、含铜熔析渣的上浮取决于铅液的粘度，铅液温度降低则粘度增大，铜渣细粒不易 上浮。 在熔析过程中，几乎所有的铁、硫（呈铁、铜及铅的硫化物形态）以及难熔的镍、 钴、铜、铁的砷化物及锑化物都被除去；同时贵金属的一部分也进入熔析渣。 熔析操作有两种方法：1.加热熔析法；2.冷却熔析法。二者熔析原理是相同的，前 者是将粗铅锭在反射炉或熔析锅内用低温熔化，使铅与杂质分离；后者是将鼓风炉放出 的铅水铅泵汲送到熔析设备，然后降低温度使杂质从铅水中分凝出来。 B、加硫除铜 理论基础：粗铅经熔析脱铜后，一般含铜仍超过 0.04%， 不能满足电解要求，需再 进行加硫除铜。在熔融粗铅中加入元素硫时，首先形成 PbS，其反应如下：
---
粗铅需经过精炼才能广泛使用。精炼目的：一是除去杂质。由于铅含有上述杂质， 影响了铅的性质，使铅的硬度增加，韧性降低，对某些试剂的抗蚀性能减弱，使之不适 于工业应用。用这样的粗铅去制造铅白、铅丹时，也不能得到纯净的产品，因而降低了 铅的使用价值。所以，要通过精炼，提高铅的纯度。二是回收贵金属，尤其是银。粗铅 中所含贵金属价值有时会超过铅的价值，在电解过程中金银等贵金属富集于阳极泥中。
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进行捞渣，此种浮渣由于含铜低，只约 2-3%，而铅高达 95%，因此返回熔析过程。加硫
除铜后铅含铜可降至 0.001-0.002%，送去下一步电解精炼。
6.2.2.2 除铜精炼的工艺流程及精炼锅
除铜工艺流程如图 6-2
反射炉
粗铅
杂铅
↓
熔化
↓
压渣
↓
浮渣
捞渣
↓
铅液续锅降温
↓
浮渣
铅液加水降温
↓
稀渣
捞渣
↓
加硫除铜
↓
硫化渣
捞渣
↓
合格铅液
粗铅 水
硫磺
图 6-2
6.2.2.3 连续除铜及其设备 粗铅的连续脱铜是应用熔析除铜的原理。作业多在反射炉内进行，此时，脱铜炉要 有足够深的熔池和其他降温设施，以造成铅熔池自上而下有一定的温度梯度，铜及其化 合物从熔池较冷的底层析出，上浮至高温的上层，被铅液中所含的硫化铅或特意加入的 硫化剂（铅精矿或黄铁矿）所硫化，形成冰铜，其反应式如下：
该厂连续脱铜炉原设计是在距炉底 500mm 的水平面设有一排冷却水管，对炉底铅液 进行强制冷却，现已被拆除而改建为一个较深的反射炉。炉内分为：进料区、熔炼区和 贮存区。其面积分别为：4.2m2、12.5 m2、5.2 m2。加料区为浅熔池，其深为 1.25m，与 熔炼区无明显界限；熔炼区和贮存区为深熔池，其深为 1.9m，中间以 560mm 厚的拆墙隔 开，下部连通。脱铜后的铅液从贮存区尾部虹吸放出。
脱铜铅含铜：0.06-0.08% 脱铜率： 91.8-93% 铅直收率： 98.2% 冰铜率（含渣）：3-6% 处理量：200-250t/昼夜
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渣含铅：2-4% 铜铅比（冰铜）：3.5～5:1 重油消耗：20kg/tPb 国外某厂采用面积为 10.4 平方米，通常深度为 1. 42m 的反射炉，一次连续脱铜可 使粗铅铜由 1%降至 0.06%。 该厂炉子为外冷式，产出的冰铜为：Cu 50%、Pb 30%、S 15% （包括加硫除铜的浮渣返回反射炉）；产出的炉渣（加石英砂造渣）为：Cu 4.5%、SiO2 10%、 Fe 4.5%。 该厂的粗铅采用火法精炼，所以在连续脱铜后再进行加硫除铜。 连续脱铜具有的优点是： a、简化了流程，能在一个炉子内完成多种任务; b、充分利用铅液的潜热，节约燃料； c、减轻劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率，降低了生成成本； d、便于实践机械化和自动化。 但目前存在的主要问题是容易长炉结，处理炉结比较麻烦，同时其技术经济指标也 不够先进。
2Pb+O2=2PbO PbO+Sn=Pb+SnO 也有的锡直接被空气中的氧所氧化： 2Sn+O2=2SnO SnO 在 540℃以上分解为锡与 SnO2(二氧化锡)，故在较高温度下可能发生的反应是：
Sn+2PbO=2Pb+SnO2
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SnO2 与 PbO 形成锡酸铅： 3PbO+2SnO2=3PbO·2SnO2 氧化精炼一般是在自然通风的条件下进行，只在熔池表面进行；杂质须扩散至熔池 表面，方能与空气中的氧气与氧化铅接触，因此，氧化速度很小。如果进行搅拌或鼓入 压缩空气，则可大大地提高反应速度。提高铅液温度，也可以加速杂质的氧化。铅水温 度越高，则氧化铅在铅水中分布越均匀，其作用越大。 氧化精炼的优点是：设备简单，操作容易，浮渣处理简单，投资较少。缺点是：浮 渣率高，铅的直收率低，操作温度高，劳动条件差，操作周期长。 碱性精炼的实质与氧化精炼一样，使杂质氧化并造渣，而与铅水分离。所不同的是 在 420-450℃下， 使铅水连续地通过盛有氢氧化钠及氯化钠混合熔体的反应缸，所用的 氧化剂不是空气中的氧，而是不断地加入反应缸内的硝酸钠。杂质氧化后，与碱结合成 盐而与铅分离。 锡氧化时所起的反应： 5Sn+6NaOH+4NaNO3=5Na2SnO3+2N2+3H2O 2Sn+3NaOH+NaNO3=2Na2SnO3+NH3 其中前者占主要地位。 有资料介绍，1kg 杂质锡消耗 1.92kgNaOH，0.59kg 硝酸钠和 0.52kg 的 NaCl。 碱性精炼的优点是：杂质除去率高，在较低温度下操作，劳动条件较好，贵金属不 入渣中，反应剂氢氧化钠可再生利用。缺点是：处理浮渣和再生氢氧化钠的过程复杂， 所需设备多，劳动条件差。 6.2.3.2 碱性精炼设备 碱性精炼如图 6-3 所示。（课本 P118）它是底部带有阀门的圆筒型反应缸，其内有搅 拌器，上部有硝石给料器。铅水在精炼锅内加热至 420℃-450℃之后，将精炼装置移至锅 上，装入 NaOH 和 NaCl，开动铅泵和加入硝酸钠的园盘给料器。此时铅水不断循环，杂质 被氧化为钠盐并溶于 NaOH 和 NaCl 熔体内而与铅分离。反应结束，关上反应缸底部的阀 门，并继续向反应缸中注入铅水开始新的作业。由于过程反应是放热的，所以过程进行 后即不用加热。 6.2.3.3 碱性精炼的操作条件 经过电解产出的阴极铅含铅一般在 99.9920%以上，但还含有微量的 As、Sb、Sn 等杂 质及一些胶质物，需在铸锭之前再次精炼除去，使其符合国标的要求。表 6. 2 为某厂阴
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从而降低了冰铜的熔点及含铅量。其余部分则形成砷酸盐，锑酸盐及锡酸盐进入炉 渣。
粗铅脱铜程度取决于熔池底层的温度，铅在熔池的停留时间和粗铅中的砷锑含量等 因素。产出的冰铜和炉渣从熔池上部放出，脱铜后的铅液从底部虹吸放出。
在一定意义上说，连续脱铜过程就是把浮渣反射炉处理铜质浮渣的过程于粗铅熔析 除铜过程有机的结合起来，连续脱铜就是把浮渣反射炉置于除铜锅上的联合设备，在这 里不断地实现铜的析出和硫化，使其形成冰铜，消除了中间产物——浮渣。我国某厂反 射炉连续脱铜的实例如下：
2[Pb]+ 2S=2[PbS] 继而发生以下反应： [PbS]+2[Cu]=[Pb]+Cu2S Cu2S 比铅的比重小，且在作业温度下不溶于铅水，因此，形成的固体硫化渣浮在铅 液面上。最后铅液中残留的铜一般为 0.001～0.002%。 加硫除铜的硫化剂一般采用硫磺。加入量按形成 Cu2S 时所需的硫计算，并过量 20-30%。加硫作业温度对除铜程度有重大影响，铅液温度越低，除铜进行得越完全，一 般工厂都是在 330-340℃范围内。加完硫磺后， 应迅速将铅液温度升至 450-480℃，大 约搅拌 40 分钟以后，待硫磺渣变得疏松，呈棕黑色时，表示反应到达终点，则停止搅拌
粗铅精炼的方法有两类，第一类为火法精炼，第二类为先用火法除去铜与锡后，再 铸成阳极板进行电解精炼。目前世界上火法精炼的生产能力约占 80%。采用电解精炼的国 家主要有中国、日本、加拿大等国。我国大多数企业粗铅的处理均采用电解法精炼。
火法精炼的优点是设备简单、投资少、占地面积小。含铋和贵金属少的粗铅易于采 用火法精炼。火法精炼的缺点是：铅直收率低、劳动条件差、工序繁杂，中间产品处理 量大。