粗铅火法精炼
粗铅火法精炼工业实践
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简述粗铅火法精炼的基本工艺流程
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浅谈粗铅火法精炼过程中杂质控制的生产实践
浅谈粗铅火法精炼过程中杂质控制的生产实践摘要：为了提高粗铅火法精炼的质量，有必要在实际工作中做好其中杂质的控制。
本文在对粗铅火法精炼的具体工艺流程进行分析的基础上，进一步对杂质的具体控制方法进行探究，希望以此使粗铅火法精炼的质量得到有效提升。
关键词：粗铅火法；精炼；杂质控制粗铅火法精炼主要是经粗铅加温熔化，然后通过一些工艺技术方法，比如：加硫除铜、氧化除锡等，进而使铸型得到的阳极板中的杂质含量符合铅电解的标准。
从粗铅火法精炼的质量提升角度来讲，做好粗铅火法精炼过程的杂质控制非常重要，这也是本次论述的重点所在[1]。
首先，需结合实际工程项目，了解粗铅火法精炼涉及的工艺流程；然后结合杂质控制工艺理论，实施有效的杂质控制策略，这样粗铅火法精炼过程中的杂质才能够得到有效控制，进一步为精炼质量的全面提升提供具有价值的参考建议。
一、工程实况及工艺流程分析某工程在精炼作业过程中，采取的具体工艺流程为：“烧结焙烧→鼓风炉还原熔炼→火法初步精炼→电解精炼”。
粗铅年产量为40000吨，电铅年产量为50000吨，通过相应的技术改造及发展，目前粗铅年产量达到65000吨，电铅年产量达到95000吨[2]。
因为自产粗铅难以满足电铅的生产要求，每一年均需要从外进行粗铅的采购。
如此一来，对于粗铅火法精炼而言，成分便不再是单独的鼓风炉还原熔炼所产粗铅，这样使得粗铅火法精炼中控制杂志显得较为困难。
对于粗铅火法精炼来说，其主要是对粗铅进行加温熔化处理，通过熔析除铜、加硫除铜以及氧化除锡等工艺的应用，确保铸型得到的阳极板当中的杂质含量符合铅电解的要求。
在本工程中，使用了5台75吨的熔铅锅，其中作用于火法精炼的有3台，铸型的有2台。
粗铅在通过火法精炼之后，由2台阳极铸型机铸成铅阳极板送往电解。
在粗铅火法精炼期间所生产的浮渣，利用1台浮渣反射炉进行处理，生产得到的粗铅则返回到火法精炼过程中。
为了使粗铅火法精炼的质量得到有效保证，便有必要做好其中杂质的控制工作。
粗铅精炼
粗铅精炼2006-7-15 10:12:16 中国选矿技术网浏览802 次收藏我来说两句熔炼产出的粗铅纯度在96%-99%范围，其余1%-4%为贵金属金银、硒、碲等稀有金属以及铜、镍、硒、锑和铋等杂质。
粗铅中的贵金属的价值有时要超过铅的价值，必须提取出来，而杂质成分对铅的展性和抗蚀性发生有害影响，必须除去。
因此要对粗铅进行精炼。
粗铅精炼有火法精炼和电解精炼两种。
中国和日本的炼铅厂一般采用电解精炼，世界其他国家均采用火法精炼法。
火法精炼设备与工艺简单，建设费用较低，能耗低，生产周期短。
其缺点是过程繁杂，中间产物品种多，均需单独处理，金属回收率较低；电解精炼生产率高，金属直收率高，易于机械化和自动化，可一次产出高纯度精铅。
但建设投资大，生产周期较长。
（一）粗铅火法精炼该法通常由熔析和加硫除铜一氧化精炼除砷锑一加锌提银一氧化或真空除锌一加钙镁除铋等工序组成。
中国西北铅锌冶炼厂等厂采用此法。
1．粗铅熔析和加硫除铜粗铅含铜一般为1.2%-2.0%，采用熔析法降低铅中含铜。
熔析法的基本原理是，粗铅中的铜能与砷、锑生成稳定的难熔的化合物—砷化铜和锑化铜，这些化合物不溶于铅而以固态进入浮渣与铅分离。
熔析法可将粗铅中铜降至0.1％以下。
熔析法所用设备有反射炉和熔析锅，大型炼铅厂多用熔析锅。
熔析锅用铸钢制成，容量30-370t，以重油作燃料。
熔析温度500-600℃，熔析渣浮出铅液面用捞渣器捞出。
为进一步脱铜，熔析处理的铅再进行加硫处理。
该方法是利用铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，生成密度比铅小的Cu2S ,且在320-340℃作业温度下Cu2S不溶于铅的特性，在熔铅中加入硫黄将铜进一步除到0.001％-0.002％。
2．粗铅氧化精炼此方法的目的是从除过铜的粗铅中进一步除去锡、砷、锑等杂质。
精炼在反射炉中进行，炉温控制在800-900℃，开着炉门靠流入空气自然通风氧化杂质，使锡、砷、锑与铅生成铅盐浮渣，然后用入工捞出。
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。
粗铅火法精炼物料平衡计算
粗铅火法精炼物料平衡计算引言在铅冶炼工艺中，粗铅火法精炼是一种常用的方法。
在精炼的过程中，需要进行物料平衡计算，以确保原料的利用率和产品的质量。
本文将介绍粗铅火法精炼物料平衡计算的方法和步骤。
背景粗铅火法精炼是一种通过高温烧烤的方法将粗铅中的杂质去除，得到较纯净的铅产品。
该方法主要包括三个步骤：干燥、烧结和冶炼。
在每个步骤中，不同的原料和反应产物参与其中，因此需要进行物料平衡计算。
方法进行粗铅火法精炼物料平衡计算的方法如下：1. 确定原料成分首先，需要确定原料的主要成分和含量。
常见的粗铅原料主要包括氧化铅、硫化铅和氧化锌等。
通过化学分析确定原料的成分和含量。
2. 编写物料平衡方程式根据每个步骤中参与的原料和产物，编写物料平衡方程式。
例如，在干燥步骤中，如果使用氧化铅和氧化锌作为原料，生成干燥后的粗铅产品，物料平衡方程式可以表示为：氧化铅 + 氧化锌 = 干燥后的粗铅产品同时，考虑到反应的化学计量比例，需要确定原料和产物的摩尔比例。
3. 考虑反应损失在实际操作中，反应损失是不可避免的。
这些损失可能来自于溶解、汽化和固相反应等。
因此，在物料平衡方程式中，需要考虑这些损失。
4. 解方程组根据编写的物料平衡方程式，可以得到一组方程组。
然后，使用线性代数的解法，如高斯-约当消元法或矩阵运算法，解方程组。
5. 检验平衡解得方程组后，需要检验平衡是否成立。
可以通过计算原料和产物的总量是否相等来进行检验。
如果总量不相等，则需要调整方程式或重新计算。
6. 计算利用率最后，可以根据原料的利用率来评估粗铅火法精炼的效果。
原料的利用率可以通过计算原料转化率来得到。
结论粗铅火法精炼物料平衡计算是确保工艺过程中原料利用率和产品质量的重要步骤。
通过确定原料成分、编写物料平衡方程式、考虑反应损失和解方程组，可以得到准确的物料平衡计算结果。
同时，通过计算原料的利用率，可以评估精炼工艺的效果。
这些计算结果对于铅冶炼工艺的优化和改进具有重要的指导意义。
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。
基夫塞特基础冶炼 11第十一章 粗铅的火法精炼
第十一章粗铅的火法精炼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11-1：表11-1 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。
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。
铅精炼的要求
铅精炼的要求
1、初步火法精炼应符合下列规定：
（1）粗铅(包括残极)熔化、脱铜、阳极浇铸及精铅铸锭宜就近配置；
（2）熔铅锅锅面应设通风罩。
2、电解精炼应符合下列规定：
（1）铅电解车间应位于厂区的下风侧；
（2）电解车间厂房应采用单跨，电解槽宜采用单级循环配置，应视生产规模排成双行或四行；计算厂房跨度时，侧边走道宽度应将吊车吊钩到边槽极板的距离计算在内，中间走道宽不宜小于2.0m；
（3）确定电解槽操作楼层标高时，电解槽下土建梁底至地面的净空高度不宜小于1.8m～1.9m；
（4）电解槽槽面宜高于楼面300mm～400mm；
（5）桥式起重机轨面标高视生产规模宜为9m～12m；
（6）电解液高位槽宜配置在靠近电解槽的副跨或电解槽列的端头，高位槽的出液口至供液溜槽液面的位差不应小于1.5m；
（7）电解液循环槽和贮槽及其他溶液槽应视需要配置在地下或地面；
（8）阳极泥过滤系统宜配置在副跨二楼平面上；
（9）电解车间全厂房应设置天窗，设置外围结构；电解工序及阳极泥过滤系统的土建结构应做全防腐处理；
（10）整流器室应紧靠电解厂房配置。
铅冶炼中的火法冶炼与电解冶炼
精炼
将粗铅进行精炼处理，去除其中的杂质，得 到纯度较高的精铅。
火法冶炼的特点
01
02
03
生产效率高
火法冶炼具有较高的生产 效率，能够大规模地生产 铅金属。
适用范围广
火法冶炼适用于各种类型 的铅矿石，尤其是低品位 和高难度的矿石。
环境污染大
火法冶炼过程中会产生大 量的废气、废水和废渣， 对环境造成较大的污染。
在资源条件方面，如果铅矿品位较高且矿石中杂质较少，电 解法是更好的选择，因为它可以提供更高纯度的产品。相反 ，如果铅矿品位较低或矿石中杂质较多，火法冶炼可能更适 合，因为它能够更有效地从矿石中提取铅。
根据环保要求选择
火法冶炼过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物， 对环境造成较大的污染。相比之下，电解法在生产过程中 产生的废弃物较少，对环境的影响较小。
03
火法与电解法炼铅的比较
资源利用率比较
火法炼铅
火法炼铅工艺利用了铅锌矿中的有价元素，通过高温熔炼得到粗铅，再经过一 系列的精炼过程得到纯铅。由于火法炼铅过程中无法有效分离锌和铅，因此资 源利用率相对较低。
电解冶炼
电解冶炼工艺通过电解方式将阳极泥中的铅氧化物转化为硫酸铅，再通过还原 熔炼得到纯铅。该工艺能够有效地分离锌和铅，提高了资源利用率。
在能源供应紧张或能源价格较高的地区，电解法则可能成为更经济的选择。此外 ，对于一些可再生能源丰富的地区，如水电丰富的地区，使用电解法进行铅冶炼 可以充分利用可再生能源，降低生产成本。
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环保友好
为降低生产过程中的环境污染，电解法炼铅技术正不断改进，以减 少废水和废气排放，同时加强对有价金属的回收利用。
多元化产品开发
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。
粗铅的火法精炼
粗铅的火法精炼目录目录.................................................................1 摘要.................................................................3 第一章绪论 (5)1.1铅的基本性质 (5)1.1.1物理性质 (5)1.1.2化学性质 (5)1.2主要铅化合物的性质 (6)1.3铅的生产与消费 (7)第二章粗铅的火法精炼 (9)2.1粗铅的定义 (9)2.2粗铅火法精炼和电解精炼的比较 (9)2.3粗铅的火法精炼 (9)2.3.1熔析除铜 (11)2.3.2加硫法除铜 (12)2.3.3除铜工艺过程 (12)2.3.4除砷、锑、锡 (13)2.4氧化精炼和碱性精炼的优缺点比较 (13)2.4.1氧化精炼 (13)2.4.2碱性精炼 ...............................................14 第三章粗铅火法精炼的相关设备.. (15)锅.......................................................15 3.1精炼3.2立模浇铸生产线 (16)第四章结论及展望..................................................18 致谢................................................................20 参考文献 (21)12摘要本论文根据任务书，我参考了云南锡业股份公司铅业分公司粗铅火法精炼车间的数据和大量文献，结合生产实践对粗铅的火法精炼进行论述。
先从金属铅的性质入手，包括物理性质和化学性质，使我们对铅的各种特性有了更进一步的了解。
进而从粗铅的定义开始介绍，对粗铅的火法精炼和湿法精炼进行比较阐明观点，对现有的粗铅火法精炼的原理和各种除杂工艺进行详细阐述，粗铅的熔析除铜、加硫除铜;除砷锑锡等杂质;以及粗铅氧化精炼和碱性精炼的具体内容和比较等。
粗铅火法精炼物料平衡计算
粗铅火法精炼是一种重要的铅冶炼工艺，其基本原理是在高温下将含铅的原料与氧化剂反应，使铅的氧化物转化为气态，进而分离出纯铅。
这一过程中，需要考虑物料平衡，以确保反应的稳定性与高效性。
物料平衡的核心是控制原料和产物的质量流量平衡，以确保反应过程中物料的连续性和稳定性。
在粗铅火法精炼中，主要涉及到以下物料：
1.粗铅：粗铅是精炼过程的原料，其含铅量通常为60%~80%左右。
粗铅的质量流量应该与氧化剂的质量流量相匹配，以确保反应的充分性和高效性。
2.氧化剂：氧化剂是精炼过程中的关键材料，其作用是将铅氧化为气态，从而提高铅的纯度。
常用的氧化剂包括氧气、空气和氧化铅等。
氧化剂的质量流量应该与粗铅的质量流
量相匹配，以确保反应的充分性和高效性。
3.熔剂：熔剂是精炼过程中的辅助材料，其
作用是调节反应温度和粘度，促进反应的进行。
常用的熔剂包括氧化钠、氧化钙和氧化
铝等。
熔剂的质量流量应该根据反应需要进
行调节，以确保反应的稳定性和高效性。
4.产物：产物是精炼过程中的目标产物，其
质量流量应该与原料的质量流量相匹配，以
确保物料平衡。
产物主要包括纯铅和反应废气，其中反应废气中含有氧化铅和氧化铅的气态产物。
在粗铅火法精炼过程中，物料平衡的计算和控制是十分重要的，需要根据具体反应条件和原料质量进行合理的调节和优化，以确保反应的稳定性和高效性。
同时，需要注意控制反应废气的排放，以保护环境和避免资源浪费。
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。
粗铅火法精炼物料平衡计算
粗铅火法精炼物料平衡计算简介粗铅火法炼炉是一种常见的冶炼工艺，用于将含有铅的矿石转化为纯铅。
在该工艺中，铅矿石被加热熔化，然后通过一系列的反应和分离步骤，最终得到纯铅。
在进行粗铅火法精炼过程中，物料平衡计算是非常重要的，可以帮助我们确定原料的投入量和产出情况，同时也能够评估炼炉的效率和性能。
粗铅火法精炼过程粗铅火法精炼通常包括以下几个步骤：1.预处理：原料铅矿石先经过破碎和磨矿等步骤，以便提高其反应效率和分离性能。
2.熔炼：铅矿石与焦炭等还原剂一起在高温下加热，矿石中的铅被转化为液态的金属铅，而其他杂质则被转化为气体或残渣。
3.分离：在经过熔炼后，矿渣和液态铅分离。
矿渣中的杂质被去除，并进行进一步处理以回收可能有价值的金属。
4.精炼：在一些情况下，仍然需要经过精炼步骤，以进一步净化铅，并满足所需的纯度标准。
物料平衡计算物料平衡计算可以帮助我们确定原料的投入量和产出情况，从而评估炼炉的效率和性能。
在粗铅火法精炼过程中，我们可以根据以下几个方面进行物料平衡计算：原料投入首先，我们需要确定原料的投入量。
通常，原料包括铅矿石、还原剂（如焦炭）和其他辅助材料。
原料的投入量可以根据炉的规格和处理能力来确定。
反应和转化在熔炼过程中，铅矿石与还原剂发生反应，产生液态的铅和其他气体或残渣。
反应和转化的平衡可以根据矿石和还原剂的化学成分以及反应条件来确定。
根据化学反应方程式和物质的量关系，可以计算出产生的铅、气体和残渣的量。
矿渣处理粗铅熔炼后，会得到含有杂质的矿渣。
矿渣中的杂质可以通过进一步处理来提取有价值的金属。
矿渣处理的平衡可以根据矿渣的化学成分和处理方法来确定，从而计算出回收的金属量。
精炼过程如果需要进一步提高铅的纯度，还需要进行精炼过程。
在精炼过程中，可以通过加入精炼剂来进一步去除杂质。
精炼过程的平衡可以根据精炼剂的化学成分和使用量来确定。
产出结果根据以上的计算结果，我们可以得到铅的产出量，以及燃料和辅助材料的损耗情况。
铅冶炼工艺及用能特点
铅冶炼工艺及用能特点（一）生产工艺流程目前国内外通用的炼铅工艺可分为粗炼和精炼，其中粗炼分为火法和湿法。
火法炼铅概况为传统炼铅法与直接炼铅法两大类，而直接炼铅法可简单分为闪速熔炼和熔池熔炼两种。
具体分类见图1-1（铅冶炼工艺）和图1-2（火法炼铅工艺）。
图17铅冶炼工艺U 卡尔多炉法寓吹熔炼法图1-2火法炼铅工艺珏夫赛特法SKS 法戴:萨炉炼铅法谿池熔炼 富施顶吹熔炼法 1Y 炼铅法奥斯麦特法铅冶炼工艺烧结一鼓风炉还原法闪速烯炼奥托昆普法QS1法僚］依底吹熔燎法1.传统炼铅法传统炼铅法即烧结一鼓风炉还原熔炼工艺，其主要设备为烧结机和鼓风炉，分两段分别完成氧化和还原过程，该工艺本身存在一些缺陷：烧结过程中SO2浓度偏低，烟气SO2转换率只能达90%左右，SCh利用率低；烧结过程产生的反应热不能有效回收利用，鼓风炉熔炼时需消耗大量冶金焦，能耗较高；烧结烟气中浓度低，不能有效夹带粉尘量大，烧结返料约80%,烧结成本高；鼓风炉烟气SO2回收，环保压力大；工作、卫生及操作环境差，难以实现清洁生产，对职工健康危害大。
由于该工艺较为成熟，且投资小，目前在国外铅生产仍占有重要作用，而国内该工艺己经列入《产业结构调整指导目录（2011年版）》淘汰类，属于淘汰类工艺。
2.直接炼铅法直接炼铅法分为闪速熔炼和熔池熔炼：闪速熔炼的典型代表有基夫赛特法、奥托昆普法；溶池熔炼的典型代表有QS1法、水口山法（SKS）.艾萨炉、卡尔多法等。
（1）基夫赛特法的关键设备为基夫赛特炉，主要由反应塔、电热还原区、铜水套和包括余热锅炉在内的直升烟道组成，该法在反应塔内完成氧化过程和80%左右的还原过程，在电热还原区完成20%左右还原过程。
该炼铅方法有以下特点：原料适应性强，对原料品位没有过多要求，可处理铅精矿、多金属金矿、锌渣、铅烟尘和二次铅物料等；炉子运行稳定、连续，炉体寿命长，维修费用低，作业率可高达95%以上；主金属回收率高，铅回收率98%,金银回收率99%,锌回收率60%以上；工作环境卫生条件好，烟尘率低，炉体密闭，烟尘烟气逸散少，工艺环保性好；烟气中S02浓度高，制酸成本低；自动化程度高，工人劳动强度低，所需员工数量少。
铅火法精炼工艺流程
铅火法精炼工艺流程引言铅火法精炼是一种常用的铅精炼工艺，主要用于从含铅原料中提取出纯净的铅金属。
该工艺流程包括矿石预处理、浸出、电解、蒸馏和精炼等步骤。
本文将详细描述铅火法精炼的工艺流程及其各个步骤。
工艺流程1. 矿石预处理将含有铅的矿石经过选别和破碎等预处理工序，使其达到适合进一步处理的状态。
这些预处理操作包括： - 选别：将原料中的杂质和非铅成分进行分离，通常采用重力选别或浮选等方法。
- 破碎：将原料矿石通过机械设备进行粉碎，以增加表面积，便于后续的浸出过程。
2. 浸出浸出是将含有铅的原料与酸性溶液接触，使得铅离子溶解到溶液中。
这个步骤通常包括以下几个阶段： - 研磨：将经过破碎的矿石进一步细磨，以增加浸出的效率。
- 浸出槽：将研磨后的矿石与酸性溶液在浸出槽中进行反应。
常用的酸性溶液包括硫酸、盐酸等。
- 过滤：将浸出后的溶液与固体残渣进行分离，通常采用压滤或真空过滤等方法。
3. 电解电解是将铅离子从浸出溶液中还原出铅金属的过程。
具体步骤如下： - 净化：将浸出溶液中的杂质去除，以减少对电解质和阴极产生不良影响。
常用的净化方法包括气泡浮选、沉淀和过滤等。
- 电解槽：将经过净化的溶液放入电解槽中，使其成为电解质，并设置阳极和阴极。
- 电流通入：通过外部电源使阳极和阴极之间产生电流，铅离子在阴极上还原成铅金属，并在阳极上发生氧化反应。
4. 蒸馏蒸馏是为了进一步提纯铅金属，去除残留的杂质和其他有害成分。
具体步骤如下：- 粗蒸馏：将电解得到的铅金属进行粗蒸馏，常用的蒸馏方法包括真空蒸馏和气体推动蒸馏等。
- 中间处理：将粗蒸馏产生的副产物进行处理，以回收其中的有价值的金属或化合物。
- 精细蒸馏：将经过粗蒸馏后的铅金属再次进行精细蒸馏，以提高其纯度。
5. 精炼精炼是为了进一步提高铅金属的纯度和质量，并去除残留的杂质。
具体步骤如下：- 精炼炉：将经过精细蒸馏后的铅金属放入精炼炉中进行加热。
常用的精炼炉包括反射式电弧炉、感应熔炼炉等。
粗铅火法精炼工艺流程
粗铅火法精炼工艺流程
1.原料准备：将粗铅料经过矿石选矿、破碎等工艺，得到符合要求的
粗铅矿石。
2.熔炼：将粗铅矿石投入到熔炉中，加入一定比例的焙烧矿石（如铅矿）和辅助熔剂（如焦炭），并且加热至高温。
在熔炼过程中，杂质如硫、锑等被氧化生成气体，升腾至熔炉上部，而铅则沉淀在底部。
3.分离和除杂：通过熔炼后的铅浆进一步处理，包括分离和除杂工艺。
首先，将铅浆放入沉降池，让铅沉淀，沉淀后的铅浆称为阳极泥。
其次，
将阳极泥进行干燥和破碎，得到粉末状的阳极泥。
然后，通过浸出工艺，
将阳极泥浸入含硫酸溶液中，硫酸与杂质发生反应生成不溶于溶液的硫酸
盐沉淀。
最后，通过过滤、洗涤和干燥等工艺，得到除杂后的纯净阳极泥。
4.精炼：将纯净阳极泥与碳料（如焦炭）混合，加入电解槽中进行精炼。
电解槽中的阳极为纯净阳极泥和焦炭混合物，阴极为铅板。
通过电流
的作用，阳极上的铅氧化成溶于溶液中的铅离子，然后在电解槽底部的铅
铁板上还原成固态铅，同时有机杂质也被氧化或还原，从而得到纯净的铅。
5.铸锭和精炼再次：精炼后的铅液经过过滤、除杂等工艺，得到纯净
的铅液。
然后，将铅液倒入铸锭模具中，冷却凝固形成铅锭。
铅锭具有高
纯度和规整的形状，并可用于不同领域的应用。
以上就是粗铅火法精炼工艺流程的一般步骤。
需要注意的是，具体每
个工艺环节的操作和工艺参数会因生产工艺、设备和原料的不同而有所差异。
因此，在实际生产过程中，需要根据实际情况进行调整和优化。
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2 - 2e = H2O + 1/2O2
SiF62- - 2e = SiF6 由于OH-和SiF62-在阳极的电极电位比铅正，所在阳极上只有铅的溶
解。
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2、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、
是除铜，也有工厂还除锡，得到的是初步除铜（锡）
粗铅，被浇铸成阳极板送去电解。初步火法精炼产出 的粗铅一般含98 ～ 98.5%Pb、1.5% ～ 2.0%的杂质。
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由于铅的电化当量比 较大，标准电极电位又较 负，给粗铅电解精炼创造
了有利的条件。
电解精炼是利用阳极 中不同元素的阳极溶解或 在阴极析出难易程度的差 异来提纯金属的，其基本
铅阳极（已除C u 、Sn) 高位槽 带阳极泥残极
循环电解液 残极洗槽 净残极 反射炉 阳极泥浆 沉淀槽
分酸槽
阴极洗液
精炼渣 放射炉 铸锭 电铅 新硅氟酸 加胶 集液槽
重铸阳极
洗液 脱铅槽
硫酸
阳极泥 搅拌槽 离心过滤机
再生酸 贮液槽
PbSO4 送熔炼厂
阳极泥 专门处理 电解液
滤液
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。 铅电解精炼的 一般工艺流程如图 所示：
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（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 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。 当用硫磺作硫化剂时，虽然铅首先按式：
2 [Pb] +S2= 2[PbS]
被硫化，但是由于硫对铜的亲和力比对铅大，故按式：
［PbS］+2[Cu]＝［Pb］+ (Cu2S)
形成Cu2S。
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除 铜 工
艺
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氧化精炼虽然设备简单，操作容易，投资少； 但其缺点是铅的损失大，直接回收率低，作业时间长，
劳动条件差，燃料消耗高，精炼后残锑高，故很少采
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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。
见Cu-Pb二元系相图
粗铅熔析可使含铜量降至wCu=0.02 ％～0.03％，比Pb-Cu共晶成分含 铜wCu=0.06％还低。
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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三、粗铅的电解精炼
1、概述
铅的电解精炼是以阴极铅铸成的薄极片作
阴极，以经过简单火法精炼的粗铅作阳极，装
入硅氟酸和硅氟酸铅水溶液组成的电解液内进
行电解的过程。 粗铅预先进行简单火法精炼的目的，是除 去电解时不能除去的杂质和对电解过程有害的 杂质，并调整保留一定数量的砷锑。
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我国炼铅厂的粗铅精炼大都采用粗铅火法精炼(除 铜)－电解精炼的联合工艺流程。它的火法精炼部分只
软铅 除银 除银铅 银锌壳
中间产品处理量大。
当前，世界上粗铅火法精 炼的生产能力约占总精炼能力的 70％，而电解精炼多在我国、 日本和加拿大等国采用。
粗铅火法精炼的 典型流程
真空除锌 冷凝锌 除锌铅 除铋 除铋铅 最终精炼 最终精炼渣 精铅 铋渣
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阴极始极片 电解槽 清水 阴极析出铅 阴极洗槽 阴极 脱锡
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硝石分解析出的O2 （实际上是以活性大的原子氧[O]释出） 使杂质氧化并形成相应的钠盐，如砷酸钠、锡酸钠和锑酸钠， 故其反应式分别为：
2As+4NaOH+2NaNO3==2Na3AsO4+N2↑+2H2O
2Sn+6NaOH+4NaNO3==5Na2SnO3+N2↑+3H2O 2Sb+4NaOH+2NaNO3==2Na3SbO4+N2↑+2H2O 一些铅也被氧化生成铅酸钠（Na2PbO2)，但其中的Pb最后 又会被Sn、Sb、As置换出来： 5Pb+2NaNO3==Na2O+5PbO+N2 ↑ PbO+Na2O== Na2PbO2
粗铅碱性精炼的实质是使粗铅中杂质氧化并与碱造渣而
与铅分离，但该过程可以在比氧化精炼较低温度（400～ 450℃）下进行，且氧化剂主要不是空气而是硝石（NaNO3）
其原理是利用杂质元素As、Sb、Sn对氧的亲和力大
于主金属铅，从而优先将As、Sb、Sn氧化为高价氧化物，然 后它们再与NaOH形成相应的钠盐从而与铅分离，其反应速度 快，进行得完全， As、Sb、Sn等杂质在铅中的残留量都比 较低。 往粗铅中加入硝石后，硝酸钠熔于熔体中，在450℃ 的高温下分解析出O2： 2NaNO3==Na2O+N2↑+2.5O2 ↑
Sn+2Na2PbO2+H2O==Na2SnO3+2NaOH+2Pb
2As+5Na2PbO2+2H2O ==2Na3AsO4+4NaOH+5Pb 2Sb+5Na2PbO2+2H2O ==2Na3SbO4+4NaOH+5Pb
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由于上述反应，最终进入碱性精炼渣中的铅较 少。此外过程中还要加入食盐，虽然它不起化学反应， 但是提高了NaOH对杂质盐的吸收能力，所以能降低 炉渣的熔点和粘度，减少NaNO3的消耗。每除去 1kgSn、As、Sb消耗的各种试剂量列于下表。
1
铅的主要化学性质
在空气中铅表面会生成碱式碳酸铅，这些化合物阻止 了铅的进一步氧化。铅是两性金属，可形成各种铅酸盐。 铅能与H2SO4和HCl作用在表面形成几乎不溶的PbS04和 低温下不溶的PbCl2，防止铅继续被腐蚀。二价铅的标准 电极电位为-0.128，电化当量为3.8657克／(安培·小时)。
铅的 性质 用途 生产工艺流程
0
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
（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，且在火法精炼过程中
很易除去，所以一般情况下不会在电解液中积
累到有害的程度。第二类杂质在电解熔炼过程
3
铅需要经过精炼才能被广泛地使用。 精炼的目的一是除去杂质；二是回收贵金属，尤其是银。 我国现行的精铅国家标准：GB/T469-1995:
表5-2 GB/T469-1995铅锭化学成分标准
4
粗铅精炼有火法和电解两种方法。 粗铅精炼的原料有三类： 第一类是铅熔炼或铅锌冶炼产出的粗铅，
俗称矿产粗铅（简称矿铅）；
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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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
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。
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 泥中。 Sn与SiF62－生成SnSiF6， Sn，但并不完全溶解， 部分留在阳极泥中。
原理是以电化学基础理论
为依据。粗铅电解的电化 学体系如图所示。
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1、电极反应过程
铅电解精炼时属于下列的电化学系统： Pb(纯)|PbSiF6，H2SiF6，H2O|Pb(含杂质)
从电化系统分析，阴极上放电反应可能有：
Pb2+ + 2e = Pb 2H+ + 2e = H2 但因氢比铅的放电电位要负得多，故在正常情况下只Pb2+放电，而无 H+放电。 在阳极上可能进行下列三个反应： Pb – 2e = Pb2+
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。
2
铅的用途
铅的主要用途是制造铅酸蓄电池，随着汽车工业的发展，用于 蓄电池的铅比重不断增长。目前世界汽车拥有量为6.5亿，而蓄 电池的寿命一般只有3～4年，因此每年都要更换大量电池。而从 发展来看拥有世界四分之一人口的中国，汽车拥有量只及世界平 均水平的6％，还有印度等人口众多的其他发展中国家，汽车工 业也在不断发展，因此可以肯定地说，在今后相当长的时间内， 蓄电池用铅仍将是铅的最主要的用途。随着技术的发展，人们还 不断地开发铅的新用途。如制造设备用和事故用电电源的大型蓄 电池，美国加利福尼亚一座40兆瓦容量的大电池装置，约耗用 2000吨铅；用于核废料堆存的防护外壳；一种对传统的蒸汽透 平发电的替代方案——液态金属电磁流体动力学装置(即LMMJD) 正在以色列研制，其工作原理为液体金属通过强磁场而产生电流， 一座1.1兆瓦的试验装置约需200吨金属铅作为流体；此外纯铅 可吸收地震时释放的大部分震动能量，所以铅被用于建筑物上作 防地震的减震器，也显示出良好的前景。在最近日本的一次地震 中，这种减震器经受了检验。 1995年全球铅的消费比例为：蓄电池69.7％，电缆护套2.5％， 轧制材和挤压材6.5％，弹药、军火2.7％，合金2.8％，染料和 其他化合物10.9％，其他4.9％。