铅冶金概论2

铅
1.1 铅冶金发展史略
锭
炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期（公元前7000～5000 年 )。我国在殷代末年纣王时便已会炼铅，古罗马人喜欢用 铅 作水管，而古代的荷兰人，则爱用它作屋顶。
铅以工业规模生产开始于16世纪，1621年在美国米索里开始 开采和冶炼铅矿。
1730年英国德彼郡开创了膛式炉炼铅法；
铅冶金概论
冶金工程学院
二0一0年七月
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章
铅的基本知识 硫化铅氧化的理论基础 铅物料还原过程理论基础 氧化熔炼和还原熔炼实践 粗铅精炼
第一章 铅的基本知识
1.1 铅冶金发展史略 1.2 铅的用途与消费 1.3 铅的生产方法与流程 1.4 国内外铅冶炼的现状 1.5 铅生产的原料
产量
23.0 10.5
10.3 9.8 9.6 8.7 8.3 7.3 7.3 5.5 5.4
1.2 铅的用途与消费
1.2.1 铅的用途
在现代工业所有消耗的有色金属中，铅居第四位，仅次于 铝、铜和锌，成为工业基础的重要金属之一。
铅的用途主要表现在： 铅蓄电池（占世界铅消费60％以上）； 运输行业用铅作轴承合金； 建筑行业中的隔音材料； X射线室的屏蔽材料； 化学和冶金工业中防腐及贮存设备等。
氧化熔炼产生一种必须还原回收铅的高铅渣，用粉煤、 碎焦等代替昂贵的优质冶金焦作还原剂，在充分接触的还 原炉（段）内完成高铅渣的还原过程。
直接熔炼可在一座炉内分设氧化段和还原段来完成整个 冶金过程，也可用两座或多座炉来分别完成，因而出现了 多种不同的直接熔炼方法。
图1-1 QSL法直接炼铅示意图
1.4 国内外铅冶炼现状
氧化矿是次生矿，是原 生矿经风化作用和含有碳酸 盐的地下水作用而成。白铅 矿和铅矾统称为铅的氧化矿。 其贮量比硫化矿少得多，故 其经济价值较小。
方铅矿(PbS)
白铅矿（PbCO3）
1.5.1 铅精矿的化学成分及冶炼工艺对铅精矿质量的要求
铅精矿是由主金属铅(Pb)、硫(S)和伴生元素Zn、Cu、Fe、 As、Sb、Bi、Sn、Au、Ag以及脉石氧化物SiO2、CaO、 MgO、A12O3等组成。为了保证冶金产品质量和获得较高 的生产效率，避免有害杂质的影响，使生产能够顺利进行， 铅冶炼工艺对铅精矿成分有一定要求。 (1)主金属含量不宜过低，通常要求大于40％。含量过低，对 整个铅冶炼工艺来讲，单位物料产出的金属铅量减少，从 而降低了生产效率。
1.3.2 硫化铅精矿直接熔炼
硫化铅精矿不经烧结焙烧直接生产金属铅的冶炼方法称为直 接熔炼。其原则工艺流程如图1-2所示。
直接熔炼采用工业氧气或富氧空气，通过闪速熔炼或熔池熔 炼的强化冶金过程，利用氧化反应放热，或者还燃烧少量燃 料，产出粗铅和富铅渣。由于产生的烟气体积小，烟气SO2 浓度高，适宜于生产硫酸；且精矿和氧化气体在整个反应炉 内能充分混合，强烈反应，冶金炉的单位容积处理精矿能力 大。
1.3 铅的主要生产方法与流程
烧结焙烧-鼓风炉还原熔炼：约占75%。
主
要 铅锌密闭鼓风炉熔炼：约占10%。
生
产 方
直接熔炼法：约占15%。
法
湿法炼铅：仍处在试验阶段。
1.3.1 烧结焙烧—鼓风炉还原熔炼
该法属传统炼铅工艺。硫化铅精矿经烧结焙烧后得到 铅烧结块，在鼓风炉中进行还原熔炼，产出粗铅。 ➢ 该方法的优点：工艺稳定、可靠，对原料适应性强， 经济效果尚好。 ➢ 该方法的缺点：烧结烟气SO2浓度低，采用常规制酸 工艺难以实现SO2的充分利用，严重污染了环境。此 外，烧结过程中产生的热量不能得到充分利用，在原 料（制备返粉）多段破碎、筛分时，工艺流程长，物 料量大，扬尘点分散，造成劳动作业条件恶劣。 图1-1为鼓风炉熔炼工艺的原则流程。
直接炼铅的方法主要有闪速熔炼（如基夫赛特法）、熔池 熔炼（如氧气底吹-QSL法、水口山法；富氧顶吹-奥斯麦特 法、艾萨法）等。
直接炼铅工艺的特点：
与传统炼铅法相比，直接熔炼在氧化阶段有许多优点，例 如：精矿不需要烧结，不需要附设多道破碎、筛分的返粉 制备工序，而熔炼设备密封好，铅尘、铅烟外逸得到了很 好的控制；烟气量小，烟气中SO2浓度大大提高；精矿本 身的燃烧价值得到充分利用；生成了熔融的含铅炉渣，适 合于其后的还原阶段处理。
1.5 铅生产的原料
硫化矿(PbS)
氧化矿主要为白铅矿 (PbCO3)和铅矾(PbSO4)
硫化铅矿属原生矿，其分布最 广，是当今炼铅的主要原料。但 是，自然界很少有如此纯净的铅 矿物，绝大多数的铅矿物是与其 他金属矿物共生（最多的是锌， 铅锌矿），而且多半是铅品位不 高。所以，一般需先经选矿得铅 精矿后才进行冶炼。
序号
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11
企业名称
河南豫光金铅集团有限责任公司 徐州春兴合金有限公司
河南省安阳市豫北金属冶炼厂 水口山有色金属有限责任公司
湖南株洲冶炼集团有限公司 济源市万洋冶炼（集团）有限公司 深圳中金岭南有色金属股份有限公司
云南冶金集团总公司 金城江成源冶炼厂
济源市金利冶铁有限责任公司 河池市南方有色冶炼有限责任公司
1.2.2 我国的铅消费结构
我国铅产品消费主要集中在铅酸蓄电池领域，2009年我 国铅酸蓄电池耗铅所占铅消费总量的比例在72％左右，接 下来是氧化铅、铅合金及铅材，所占比例分别是15％和7 ％。
目前，铅酸蓄电池最终消费领域主要集中在三方面：汽车 领域（不包括农用车、军用车等）、电动车领域和铅酸蓄 电池的出口。2008年，上述三方面所占蓄电池耗铅量的比 例分别达到了25％、24％和16％。
国内外铅冶炼均以烧结—鼓风炉传统工艺为主； 传统炼铅工艺方面，国外的装备水平较国内高； 由于国内煤、焦炭单价及劳动力成本较国外低，因此铅的
加工费低于国外； 国外开发的炼铅新工艺推广不快；而我国自行开发的氧气
底吹氧化—鼓风炉还原炼铅新工艺，推广速度很快，已被 豫光、水口山、祥云飞龙、池洲、保定安建等公司采用。 湿法炼铅仍处于试验阶段。
20世纪初，发展为烧结机烧结焙烧—鼓风炉还原熔炼法；
目前正在向艾萨炉炼铅发展。
我国采用烧结—鼓风炉炼铅始于1910年。解放后，相继建成 株洲冶炼厂、白银冶炼厂 、韶关冶炼厂、河南豫光冶炼厂等 诸多炼铅企业，构成了我国当今铅生产领域的主体。
表1-1 2005年我国铅产量5万吨以上的生产企业（万t）