粗铅火法初步精炼工艺的研究

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１电解精炼阳极板的化学成分确定
表２电解精炼过程中杂质的行为
杂质类别第一类元素种类、、ｄＣｏＮｉＣＦＺｎ、ｅｕＣ电解时的存在形式随铅一起以离子形式进入电解液对电解的具体影响粗铅中含量极小，不会在电解液中造成有害聚集。火法初步精炼过程中易除去，不会在电解液中造成有害聚集。超过铜－铅的共晶成份０．将显著地使阳极泥变得坚硬和致密，０６％，阻碍铅的正常溶解，并且使槽电压升高而引起Ｃｕ等各种杂质的溶解和沉积。虽然不致防碍铅的溶解和扩散，但会使泥层难于刷下，Ｓｂ含量＞１．２％时，以固态形式、Ｓｂ、ＢｉｓＡ留在阳极泥中而＜０．会使阳极泥层易散碎和脱落，贵金属损失，电解液浑浊，３％时，阳极泥粘附或夹杂于阴极析出铅中，析出铅质量难以保证。任何条件都不会以离子状态进入溶液。Ｂｉ在电解时，阳极中Ｓｓ在电解时含量超过０．３５％阳极泥显著地变硬，ｂ＋Ａｓ的含量，Ａ、ＡＡｕｇ第三类部分溶解，在阴极析出。部分与ｎＳ其它杂质形成金属间化合物。电解液中的酸和铅下降。不大于０．５％可以确保阳极泥不掉落。Ｓｂ＋Ａｓ大于１％，绝大部分留在阳极泥中，以机械夹带的形式进入析出铅。仅有３阳极含Ｓｎ在０．４％～０．６％时，０％～４０％的锡在阴极析出。阳极含锡小于０．０１％可获得合格的析出铅。
牌号ｂＰＡｇＣｕＢｉＡｓ
能使粗铅中铋、金、银等贵金属得到充分的综合富集和回收，并且金属回收率和直产率较高、环境影响较小等特点，被我国大多数企业所采用。电解精炼是将粗铅制成阳极板后，通电形成纯净的铅电解液，富集在始极片上，形成析出铅，再进行铸锭。但由于火法冶炼的粗铅含杂质较高，不能满足电解精炼阳极板的要求，因此，必须在电解精炼前，对粗铅进行火法初步精炼，脱除和调整杂质含量，使其达到电解精炼要求，确保生产出国家１＃标准铅。铅锭的化学成分（国家标准）如表１。
表３阳极板的化学成分（％）
阳极板含量ｂＰ８＞９Ｃｕ０６＜０．Ｓｂ０．５～０．８Ｓｎ０１＜０．
度的下降而减少，因此，当将含铜高的铅液冷却时，
［］铜便以固熔体结晶形式析出，ｕ－Ｐｂ相图３见图Ｃ
以铜浮渣１。由于其比重较铅小因而浮于铅液表面，的形态除去。当温度降到铅的熔点附近时，理论上可将铅中的铜降到０．０６％。但熔析作业温度通常都在３３０～３４０℃ ，溶解在铅液中的铜量高于铜渣细粒．０６％。而且铅水温度降低则粘度变大，０不易汇聚上浮，含铜熔析渣很难达到与铅水完全分离的程度。
ＳｂＳｎＺｎＦｅＣｄ－－Ｎｉ－－总和０．００６
［１］杂质的含量不大于）表１铅锭的化学成分（ｂ的含量不小于，％Ｐ
ｂ９９．９９４９９．９９４０００８００１１＃Ｐ０．０．２＃Ｐｂ９９．９９０９９．９９０００１５００１０．０．３＃Ｐｂ９９．９８５９９．９８５００２５００１０．０．
第二类
０１４－０６－１６２＊收稿日期：，作者简介：男，高级工程师，程永强（主要从事有色金属冶炼技术管理工作。９７２—）１
４２
有色矿冶第３０卷
、影响铅锭化学质量的主要有Ａ由表１看出，ｇ、、、、而造成铅ｕ、ＢｉＡｓＳｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＦｅＣｄＮｉ等元素，Ｃ锭杂质超标根本原因是由于析出铅杂质偏高。为了保证析出铅化学成分合格，首要条件就是将制成阳、、极板的粗铅中Ｃｕ、ＢｉＡｓＳｂ等各个杂质元素成分控制在合理范围内，即通过火法初步精炼的工艺选择和控制，使得阳极板完全满足电解精炼的要求。阳极板中的杂质在电解精炼过程中行为如表２。国内某厂的粗铅主要来自于铅锌密闭鼓风炉系统，粗铅的成分品位较高，含Ｐｂ大约在９３％～，，、ｓＢｉ等杂质较少，９５％含Ｃｕ约１～２％其他的Ａ对析出铅质量影响较小。根据表２所示，杂质在电解过程中行为和对电解的具体影响，控制好阳极板、才能有效保证析出铅的化中Ｐｂ、Ｃｕ、ＳｂＳｎ的含量，学质量，进而保证铅锭的化学质量。国内某厂铅电解过程中，对阳极板的成分要求见表３。
４］：铅分离。反应见公式［
２粗铅火法初步精炼原理
目前生产中粗铅的火法初步精炼主要有氧化除锡、熔析除铜、加硫除铜等过程，其原理如下：（）氧化除锡１粗铅含锡较高时，需要进行除锡操作。氧化除锡有吹风法和加氧化铅法。吹风法除锡：捞完渣后，盖上锅罩，打开压缩空气，将风管插入铅水中，风管插入深度为铅水深的三分之二左右，然后视铅水被鼓动的程度来调节风压，一般当风压在１可看见铅水冒白烟即表示００～２００ｋＰａ之间时，吹风终了
［２］
Ｃｕ＋Ｓ＝ＣｕＳＰｂ＋Ｓ＝ＰｂＳＳＰｂＳ＋２Ｃｕ＝Ｐｂ＋Ｃｕ２
（）３（）４（）５
。反应见公式：（）１
ｎ＋ＯｎＯＳ２＝Ｓ２加氧化铅法除锡：
３粗铅火法初步精炼工艺
国内某厂铅电解系统有５台７５ｔ的熔铅锅，其中４台用于火法初步精炼，１台用于阳极板铸型。自产粗铅或外购粗杂铅对空锅进行紧密装锅，然后用煤气升温熔化。铅液温度升到５５０～６００℃ 、６００４０℃ 、６４０～６８０℃ 分别进行压渣。用捞渣盘将浮～６渣捞干净，开始第一次续锅，并捞净续锅渣。控制吊入搅拌机进行搅拌，使铅液温度在５００～５５０℃ ，铅液形成漩涡。向漩涡处加入析出铅熔化铸锭时产，生成的氧化出的氧化铅渣，继续搅拌３０～４０ｍｉｎ
第３０卷第５期２０１４年１０月
有 பைடு நூலகம் 矿冶
ＮＯＮ－ＦＥＲＲＯＵＳＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．３０． №５Ｏｃｔｏｂｅｒ２１４０
）文章编号：１００７－９６７Ｘ（２０１４０５－４１－０４
００．００４０００５００８０００５０００４０００５０．０．０．０．０．
０．０１００００５０００８０００５０００４００１００００２０００２０１００．０．０．０．０．０．０．０．００．０１５０００５００８０００５０００４００１００００２０００５０６００．０．０．０．０．０．０．０．
图１Ｃｕ－Ｐｂ相图
（）加硫除铜３在生产中，由于各种因素的影响，熔析除铜后的铅液中，还含有０．１％左右的铜。为了满足阳极板的需要，就要加硫除铜，将铅液中的铜降到０．０６％以下。加硫除铜在稍高于铅的熔点温度下（３０～３进行。加硫除铜时，由于铅液中铅的浓度大３４０℃ ）大超过铜的浓度，故加入的Ｓ首先与Ｐｂ发生作用生成ＰｂＳ，ＰｂＳ在该温度下溶于铅达０．７％～。，由于对的亲合力大于铅故生成的０．８％ｕＳＣ生成Ｃ比Ｓ。ＣｂＳ很快与铜作用，ｕｕ２Ｓ不熔于铅，Ｐ２重又较铅小，因而浮于铅液表面形成Ｃｕ２Ｓ浮渣与
熔析除铜的基本原理是铜在铅中溶解度随着温
粗铅火法初步精炼工艺的研究第５期程永强等：
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锡浮于铅液表面，呈稀渣状被捞去。铅液含锡小于加残极续锅并进行降温。为０１％。稀渣捞净后，０．了加快操作的速度和熔析除铜的效果，进行３～４次喷水降温，使铅液的温度降到３３０～３４０℃ 。凝固部分用吊锅盖的方式吊出。通过以上操作，铅液中含铜一般在０．１％左右，仍然不能满足工艺要求，这就需要进行加硫除铜。使锅内铅液加硫之前，先用搅拌机搅拌２～３ｍｉｎ，温度均匀，然后将称量好的硫磺粉用铁铲慢慢地加入铅液漩涡中。然后，将铅液温度升至４５０～，，、，搅拌待硫磺渣变得疏松呈棕黑色时停止４８０℃ 搅拌进行捞渣，除铜铅液含铜小于０．０６％。再根据化验的结果，经过计算，将加精锑或铅锑合金按照计将铅液算结果，将锑的含量调整到０．５％～０．８％，温度控制到４送去电解００～４２０℃ 即可铸成阳极板，精炼。具体的工艺流程图见图２。
粗铅火法初步精炼工艺的研究
程永强１，马春来２，杨洪光１，魏洪洁１
＊
（）中冶葫芦岛有色金属集团有限公司，渤海船舶职业技术学院，辽宁葫芦岛１辽宁葫芦岛１１．２５００３；２．２５００３
分析了现有精炼过程采用的加硫除铜工艺摘要：主要论述了粗铅火法精炼的原理和生产工艺，存在硫磺消耗多、操作环境恶劣、环境污染严重等弊端，并借鉴国内生产厂家的成功生产、实践，分析了低温除铜、适量提高粗铅中ＡｓＳｂ含量除铜和加铅精矿除铜等几种工艺方法相比加硫除铜工艺的优越性，提出了粗铅火法初步精炼的改进方向。关键词：火法初步精炼；原理；工艺条件电解精炼；中图分类号：Ｆ８０３．１文献标识码：ＡＴ
０前言
粗铅由于含有铜、砷、锑、锡、铋等杂质，不能直接作为成品应用，只有经过精炼后，降低铅锭中的杂质成分，才能得以广泛应用。粗铅精炼的方法有两类，第一类为火法精炼，火法精炼虽然有设备简单、投资少见效快、生产成本较低等优点，但也存在着劳动条件差、中间产品多、铅直产率低等诸多缺点，因此在我国的铅冶炼行业中并没有被广泛应用。相反，第二类电解精炼，由于其
捞完浮渣后进行第一次续锅，然后再次捞渣，保持铅液温度在５用００～５５０℃ 。架好并开动搅拌机，铁铲慢慢地加入氧化铅，进行搅拌脱锡。由于锡对氧的亲和力大于铅对氧的亲和力，因此，用氧化铅作氧化剂，将其加入到铅液中，氧化铅便与锡反应生成不溶于铅的氧化锡。反应见公式：ＰｂＯ＋Ｓｎ＝２Ｐｂ＋ＳｎＯ２２（）熔析除铜２（）２