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第一章 铅冶金的一般知识 第一章 铅冶金的一般知识 目的要求目的要求要求同学们掌握铅及铅的主要化合物的知识，掌握铅的主要矿石， 铅冶金的两种主要流程。 重点难点重点难点1、铅的主要矿石； 2、铅冶金的两种主要流程。 1.1铅及其主要化合物的性质 1.1铅及其主要化合物的性质 1.1.1铅的性质1.1.1铅的性质 1.1.1.1 物理性质 金属铅属于等轴晶系，其物理性质方面的特点为硬度小、密度大、熔点低、 沸点高、展性好、延性差、对电与热的传导性能差、高温下容易挥发、在液态 下流动性大。这些性质如表1-1所示 铅的蒸气压与温度的关系如下 1.1.1.2 化学性质 -4-3-2-1 820 960 1130 1.33 101.33 10 1.33 101.33 101.33 13.3 38.5 101.3 6.7 C kPa 6207101290136014151525温度 （ 蒸 气 压 铅在完全干燥的常温空气中或在不含空气的水中，不发生任何化学变化;但 在潮湿和含有CO2的空气中，则失去光泽而变成暗灰色，其表面被PbO2薄膜所覆 盖，此膜慢慢地转变成碱性碳酸铅3PbCO3OH3。 铅在空气中加热熔化时，最初氧化成PbO2，温度升高时则氧化成PbO，继续 加热到330～450℃形成的PbO氧化成Pb2O3，在450～470℃的温度范围内，则形成 Pb3O4（即2PbO PbO2， 俗称铅丹） 。 无论是Pb2O3或Pb3O4在高温下都会离解生成PbO， 因此PbO是高温下惟一稳定的氧化物。 CO2对铅的作用不大；浸没在水中（无空气）的铅很少腐蚀。 铅易溶于硝酸（HNO3）、硼氟酸（HBF4）、硅氟酸（H2SiF6）、醋酸（CH3COOH） 及AgNO3等；盐酸与硫酸仅在常温下与铅的表面起作用而形成几乎是不溶解的 PbCl2和PbSO4的表面膜。可见，工业上常用的“三酸”作为溶剂，都不太适宜用于 湿法炼铅和粗金属铅的水溶液电解精炼，因为尽管硫酸、盐酸价廉易得，但生 1 成的PbSO4、 PbCl2在水溶液中溶解度小；而与硝酸形成的Pb（NO3）2在水溶液中 不太稳定，容易生成挥发性的氧化氮。这就是湿法炼铅工业化规模生产的困难 所在，也是粗铅电解精炼不得不采用较昂贵的H2SiF6作电解质的缘故。 铅是放射性元素铀、锕和钍分裂的最后产物，可吸收放射性线，且具有抵 抗放射性物质透过的性能。 1.1.2 主要铅化合物的性质 1.1.2 主要铅化合物的性质 1．硫化铅 硫化铅（PbS）在自然界呈方铅矿存在，色黑（结晶状态呈灰色），具有金 属光泽。PbS含Pb86.6，密度7.4～7.6g/cm 3，熔点1135℃，熔化后流动性很大， 可透过粘土质材料而不起侵蚀作用，易渗入砖缝。 PbS在600℃时已开始挥发，其蒸气压与温度的关系如下 -4-3-2-1 820 960 1130 1.33 101.33 10 1.33 101.33 101.33 13.3 38.5 101.3 6.7 C kPa 6207101290136014151525温度 （ 蒸 气 压 PbS的离解压很小，1000℃时仅为16.8Pa。但PbS中的Pb可被对硫亲和力大 的金属所置换，如温度高于1000℃时，铁可置换PbS中的Pb（PbSFe FeSPb）。 这就是炼铅常见的“沉淀反应”。 PbS可与FeS、Cu2S等金属硫化物形成锍，CaO、BaO对PbS可起分解作用 （4PbS4CaO4Pb3CaS CaSO4）；在还原气氛下，可发生下列反应 2PbSCaOCCO Pb PbSCaS COCO2。当炉料中存在大量CaS时，会降低铅 的回收率，因为CaS将与PbS形成稳定的PbSCaS。 在铅的熔点附近，PbS不溶于铅中，随着温度的升高，PbS在铅中的溶解度 增加。到1040℃时，PbS与Pb的熔合体分为两层，上层含PbS 89.5,Pb 10.5； 下层含PbS 19.4,Pb 80.6。当冷却时PbS以纯净的结晶体从Pb-PbS熔合体中析 出，这是鼓风炉熔炼中炉结形成的原因之一。 PbS溶解于HNO3入FeCl3的水溶液中，所以HNO3和FeCl3均可用来作为方铅矿的 浸出剂。 PbS几乎不与C和CO发生作用。PbS在空气中加热时生成PbO和PbSO4，其开始 氧化温度为360～380℃。 2．氧化铅 氧化铅（PbO）又名密陀僧，熔点886℃，沸点1472℃，有两种同素异形体 属于正方晶系的红密陀僧和斜方晶系的黄密陀僧。熔化的密陀僧急冷时呈黄色， 缓冷时呈红色，前者在高温下稳定，两者的相变点为450～500℃。 PbO在不同温度下的平衡蒸气压如下 1085 1222 1265 0.1330.6671.337.9913.3 26.7 53.3 101.3 0 C kPa 9431039133014021472温 度 （ 蒸 气 压 2 PbO是强氧化剂，能氧化Te、S、As、Sb、Bi和Zn等。 PbO是两性氧化物，既可与SiO2、Fe2O3结合成硅酸盐或铁酸盐；也可与CaO、 MgO等形成铅酸盐（如PbO2CaOCaPbO3）；还可与Al2O3结合成铝酸盐。PbO对硅 砖和粘土砖的侵蚀作用很强烈。所有的铅酸盐都不稳定，在高温下离解并放出 氧气。 PbO是良好的助熔剂，它可与许多金属氧化物形成易熔的共晶体或化合物。 在PbO过剩情况下，难熔的金属氧化物即使不形成化合物也会变成易熔物。此种 作用在炼铅过程中具有重要意义。 PbO属于难离解的稳定化合物，但容易被C和CO所还原。 3．硫酸铅 硫酸铅（PbSO4）的密度为6.34g/cm 3,熔点为1170℃。 PbSO4是比较稳定的化合物，开始分解的温度为850℃，而激烈分解的温度为 905℃。PbS、ZnS和Cu2S等的存在可促使PbSO4的分解，促使其开始分解温度降低。 例如PbSO4PbS系中，反应开始温度为630℃。PbSO4和PbO均能与PbS发生相互反 应生成金属铅，是硫化铅精矿直接熔炼的反应之一。 4．氯化铅 氯化铅（PbCl2）为白色，其熔点为498℃，沸点为954℃，密度为5.91g/cm 3。 PbCl2在水溶液中的溶解度甚小，25℃时为1.07，100℃时才为3.2。但PbCl2溶 解于碱金属和碱土金属的氯化物（如NaCl等）水溶液中。PbCl2在NaCl水溶液中 的溶解度随温度和NaCl浓度的提高而增大，当有CaCl2存在时，其溶解度更大。 例如，在50℃下NaCl饱和溶液中铅的最大溶解度为42g/L；当有CaCl2存在下NaCl 饱和溶液加热至100℃时，则铅的溶解度可达100～110g/L 。 1 1 1 1. . . .2 2 2 2 铅铅铅铅的的的的生生生生产产产产与与与与消消消消费费费费 根据世界和我国铅冶炼生产及消费情况，世界铅产量近5年间变化相对较 小，而我国铅产量明显增长。世界铅消费量增长缓慢，但我国铅消费量迅速增 长。由于我国的汽车工业快速发展，汽车保有量猛增，蓄电池需求量随之增加。 预计未来几年国内消费量继续保持过去5年的增长速度，价格也将有持续上扬的 趋势。 1.2.1 世界铅产量及消费量1.2.1 世界铅产量及消费量 表1-2 世界铅产量及消费量 （万t） 年 份 年 份 1999 2000 200120022003 2004 2005 铅产量 铅产量 627.9664.9 654.7 665.6676.2 679 740 铅消费量 铅消费量 627.9664.9 654.7 665.6681.3 696 744 表1-3 我国铅产量及消费量 （万 t） 3 年 份 年 份 1999 20002001200220032004 2005 铅产量 铅产量 91.8 110 119.5132.5156.4193.5 239 铅消费量 铅消费量 52.4 65 80.095.0110136 174 我国在国际同行业中的地位显著提高。2005年我国主要有色金属产量占世 界的比例及名次见表。 表 1-4 2005年中国主要有色金属产量占世界比例（万 t） 2000年铅产量超过5万吨的企业有7家， 2005年增加到11家，这11家企业见 表1-5。 2005年世界产量年世界产量估计数估计数2005年中国产量年中国产量 实际数实际数中国占世界比例中国占世界比例 名次 精炼铜 名次 精炼铜铜铜 165026015.72 电解铝电解铝原铝原铝 3170780.624.61 铅铅 757239.131.41 锌锌 1029271.626.31 镍镍 127.39.517.55 锡锡 3512.18341 锑锑 1713.8385.31 镁镁 6545.0872.31 矿山钨矿山钨金属量金属量 4.83.879.21 矿山钼矿山钼金属量金属量 153203 稀土稀土 851 铜材铜材 466.81 铝材铝材 583.72 表1-5 2005年铅产量5万吨以上的生产企业（万 t） 序号 企业名称 产量 序号 企业名称 产量 小计 小计 105.7 1 1 河南豫光金铅集团有限责任公司 23.0 2 2 徐州春兴合金有限公司 10.5 3 3 河南省安阳市豫北金属冶炼厂 10.3 4 4 水口山有色金属有限责任公司 9.8 5 5 湖南株洲冶炼集团有限公司 9.6 6 6 济源市万洋冶炼（集团）有限公司 8.7 7 7 深圳中金岭南有色金属股份有限公司8.3 8 8 云南冶金集团总公司 7.3 9 9 金城江成源冶炼厂 7.3 10 10 济源市金利冶铁有限责任公司 5.5 4 11 11 河池市南方有色冶炼有限责任公司 5.4 1.2.2 国内外铅行业发展现状 1.2.2 国内外铅行业发展现状 1.2.2.1 国外铅行业概况 1. 资源状况 据2006年美国地调局统计，已查明世界的铅资源量为15亿吨，2006年已查 明世界的铅储量为6400万吨，储量基础13000万吨 2.再生铅状况 世界上一些经济比较发达的国家都很重视废铅回收和再生，制定了一系列 鼓励、扶持和强制废铅回收再生的法律法规，因此，再生铅工业发展很快。2002 年世界再生铅生产能力增加到373万吨，这些生产能力大部分布在北美洲（约占 40）、欧洲（约占35）和亚洲（约占18）。西方国家再生铅产量占精铅总产 量的59。美国是世界上最大的再生铅生产国，产量约占西方国家的三分之一。 表1-6 世界上著名的铅资源国家（万 t） 铅储量国家 铅储量国家 铅储量 铅储量 铅储量基础 铅储量基础 澳大利亚 澳大利亚 美国 美国 加拿大 加拿大 秘鲁 秘鲁 南非 南非 墨西哥 墨西哥 原苏联地区 原苏联地区 其它 其它 合计 合计 2000 800 400 200 200 100 900 1800 6400 3400 2000 1300 300 300 200 1200 4300 13000 2006年，世界精炼铅总量为663.4万吨，其中再生铅为249.1万吨，占精铅 总量的37.5。在生产工艺上，发达国家主要采用机械破碎分选，并进行脱硫等 预处理技术，具有代表性的分选系统有两种，意大利Engitec公司开发的CX破碎 分选系统和美国M.A公司开发的M.A破碎分选系统，其工艺是根据废铅蓄电池各 组分的密度与粒度不同，将其分开，分为橡胶、塑料、废酸、铅金属、铅膏等 几大部分，然后再分别回收利用。冶炼工艺，主要是回转短窑冶炼，也有采用 鼓风炉与回转窑联合冶炼流程，个别厂家用电炉。 表1-7 2002-2006年再生铅主要产地（万 t） 年份 美国 德国日本 英国 意大 利 法国 加拿 大 墨西 哥 西班 牙 其它亚 洲国家 世界 总量 年份 美国 德国日本 英国 意大 利 法国 加拿 大 墨西 哥 西班 牙 其它亚 洲国家 世界 总量 2006 2005 2004 2003 2002 2006 2005 2004 2003 2002 66.7 63.5 66.7 66.3 65.2 20.4 20.4 20.3 16.4 14.9 18.2 16.8 15.7 15.4 14.7 17.1 16.3 16.4 17.1 17.5 16.0 14.8 14.2 14.6 14.4 15.8 15.4 17.2 15.9 16.2 12.5 11.7 13.6 13.2 11.5 9.0 9.0 8.7 8.7 6.6 6.8 8.6 7.5 9.0 8.6 6.2 6.2 5.3 6.1 6.0 249.1 243.7 246.6 244 233.5 5 1.2.3 我国的铅概况 1.2.3 我国的铅概况 1.2.3.1 资源概况 我国是世界上铅资源比较丰富的国家之一，不仅分布广、类型多，而且资 源前景好，已探明的储量居世界前列。2006年世界已查明的铅储量为6400万吨， 储量基础13000万吨，而我国在历经50年地质勘察，全国累计探明铅储量达4618 万吨，经40多年的开采消耗，目前保有铅储量为3497万吨，居世界第二位。 表1-8 我国各地区铅储量分布（万 t） 保有储量中南 西南 西北 东北 华北 华东 保有储量中南 西南 西北 东北 华北 华东 铅 铅 3497 909.2 804.3 629.5 104.9 384.7 664.4 目前我国铅储量主要集中在大中型矿床中，特大型矿区有广东凡口、云南 兰坪金顶、甘肃西成地区、内蒙古白音诺尔铅矿、江苏南京栖霞山铅矿、浙江 黄岩五部铅矿等等，这些以大中型矿床为中心形成的铅资源集中区，为我国铅 规模化生产，形成铅工业基地奠定了基础。 1.2.3.2 生产状况 据有关统计数据，1999-2005年，我国铅精矿产量基本呈下降趋势，2006年 又回升到1999年同等水平，为71万吨。而精铅产量年均增长9.66，2006年为101 万吨。2006年我国铅精矿生产量居世界第二位，占15.2。 表1-9 我国铅产量、消费量及进出口量（万 t） 项目 项目 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 铅精矿产量 精铅产量 精铅消费量 铅及合金出口量 铅及合金进口量 铅精矿出口 铅精矿进口 铅精矿产量 精铅产量 精铅消费量 铅及合金出口量 铅及合金进口量 铅精矿出口 铅精矿进口 64.3 70.6 46.4 24.6 0.4 0.9 4.2 71.2 70.8 53.0 18.5 0.7 1.5 7.1 58.0 75.7 53.0 23.5 0.9 3.4 23.6 54.9 82.1 52.5 45.0 0.8 2.3 11.0 71.0 101.0 66.3 44.8 0.8 0.3 31.1 自20世纪80年代中期开始，中国铅冶炼能力和生产进入了快速增长时期， 特别是90年代铅冶炼能力的增加，一方面是骨干企业为追求规模经济效益，不 断扩建；另一方面是有原料供应的地区，追求较高的冶炼利润而新建大量的中 小冶炼厂。国家屡次限制的规模标准、技术标准和环保标准得不到有效贯彻， 铅工业表现为整体的持续性简单扩大再生产。2006年我国铅年生产能力为123万 吨，其中大中型企业不足30家，其余大部分为中小企业。 表-10 2006年我国铅生产企业的生产能力 企业名称 生产能力/万吨 企业名称 生产能力/万吨 6 河南豫光金铅公司 株洲冶炼厂 水口山矿物局 汉江冶炼厂 豫北有色冶炼厂 云南新立公司 会泽铅锌矿 白银有色金属公司 昆明冶炼厂 河南豫光金铅公司 株洲冶炼厂 水口山矿物局 汉江冶炼厂 豫北有色冶炼厂 云南新立公司 会泽铅锌矿 白银有色金属公司 昆明冶炼厂 30 10 8 4 10 8 2 5 5 1.2.4 我国的铅消费结构 1.2.4 我国的铅消费结构 从铅的消费结构看，铅酸蓄电池是铅的主要消费领域。我国目前的铅酸蓄 电池厂家有1000多家，生产能力由1990年的580万kwh增加到1998年的1530万 kwh。铅酸蓄电池生产能力的大幅增加，带动了铅的消费。 1990年以来，我国汽车保有量年均增幅11.47，摩托车、电动自行车产销 量的增长对铅消费起到了拉动作用。 但是铅的消费中，其深加工产品开发的力度不够，产品还比较单一，虽然 氧化铅的消费率达到10，但主要是因为国外氧化铅生产受环保要求较高、生产 逐渐萎缩引起的，其深加工产品，如海底电缆和高压充电电缆护套以及埋置核 废料用铅材等产品开发几乎还是空白。 1.2.5 再生铅状况 1.2.5 再生铅状况 我国再生铅工业进步于20世纪50年代，由于没引起有关部门的足够重视， 产量一直在千吨位徘徊，直到1990年才达到2.82万吨，近十年来，再生铅工业 取得了一定的进展，已初步形成独立的产业，1999年产量达到9.5万吨，是快速 发展的标志，2006年达30万吨左右，是1990年的10.6倍，再生铅年产量占精铅 总量的29，但从总体水平来看，再生铅企业数量多、规模小、能耗高、污染重、 工艺技术落后，综合回收利用率低，而且我国立法滞后，低水平重复建设严重。 目前我国大小再生铅企业近300家，2万吨以上的企业只有徐洲春兴集团和 湖北金洋冶金股份有限公司等屈指可数的几个企业，工艺上中国只有少数几家 采用预处理分选的再生铅新工艺技术，其余均采用未经预处理分选冶炼工艺， 使用传统的反射炉，少数几家采用水套炉、鼓风炉和冲天炉等熔炼工艺。 整个回收技术与环保水平如下 1. 回收率低下。金属回收率一般为80-85； 2. 综合利用水平低。废蓄电池由于没用采用预处理分选技术，板栅金属和 铅膏混炼，合金中的锑、废蓄电池塑料没有得到合理利用； 3. 能耗高。国内吨铅能耗一般水平为400-500kg，高的可达600kg，国外一 般水平是150-200kg； 4. 环保设施差。80小型企业没有收尘设施，对环境污染严重。 7 5. 生产规模小。生产能力千吨以上的不多，而国外最低在万吨以上，有的 甚至达到10万吨级。 综上，我国再生铅产业技术仅相当于发达国家20世纪60年代水平。 1.2.6 铅工业存在的问题 1.2.6 铅工业存在的问题 （1）生产规模小； （2）技术装备落后、污染严重； （3）单位产品的资源和能源消耗指标居高不下； （4）技术经济指标呈下滑状态； （5）后备资源不足； （6）再生产金属综合利用率低 （7）发展深加工品种及产品延伸亟待加强。 国内外铅冶炼技术发展方向 国内外铅冶炼技术现状 目前，粗铅的生产工艺仍采用火法，湿法炼铅仍处于试验阶段。传统的烧 结焙烧鼓风炉还原炼铅工艺仍占主导地位，据统计，大约有80的铅是通过这 种工艺生产出来的。20世纪70年代末80年代初发展起来的直接炼铅法如基夫塞 特法、QSL法及卡尔多炉法没有得到迅速推广应用。 与传统炼铅法相比直接炼铅法特点 优点生产环节少，能耗低，环保效果好 缺点投资庞大。 未来的铅冶炼企业一定会朝着高冶炼强度、全自动化、高密封、生产连续 化的方向发展。另外，湿法炼铅也将有所进展。 1.3铅冶金的原料 1.3铅冶金的原料 1.3.1 矿物原料 1.3.1 矿物原料 1.3.1.1 主要的铅矿物、矿石及精矿 铅矿石是由含铅矿物、共生矿物和脉石所组成，它是炼铅的主要原料。铅 矿石分为硫化矿和氧化两大类。分布最广的是硫化矿（方铅矿PbS），属原生矿， 也是炼铅的主要矿石，多与辉银矿（Ag2S）、闪锌矿（ZnS）共生。含银高者称 银铅矿，含锌高者称铅锌矿。此外，共生矿物还有黄铁矿FeS2、黄铜矿CuFeS2、 辉铋矿Bi2S3和其他硫化矿物。脉石成分有石灰石、石英石、重晶石等。矿石中 还含有Sb、Cd、Au及少量In、Tl、Te等元素。 氧化铅矿主要由白铅矿（PbCO3）和铅矾（PbSO4）组成，属次生矿，它是原 生矿受风华作用或含有碳酸盐的地下水的作用而逐渐产生的，常见出在铅矿床 的上层，或与硫化矿共存而形成复合矿。铅在氧化矿床中的储量比在硫化矿床 中少得多，故对炼铅工业来说，氧化矿意义较小，铅冶金的主要原料来源于硫 化矿。 矿石一般含铅不高，现代开采的矿石含铅一般为3～9，最低含铅量在 8 0.4～1.5，必须进行选矿富集，得到适合冶炼要求的铅精矿。表1-11所列为 一些铅精矿的成分实例。 表1-11 铅精矿成分（）实例 矿例 Pb ZnFe CuSb AsSMgOSiO2CaO Agg/t Aug/t矿例 Pb ZnFe CuSb AsSMgOSiO2CaO Agg/t Aug/t Ⅰ Ⅰ 66.0 4.96 0.70.1 0.05 16.50.1 1.5 0.5 900 3.5 Ⅱ Ⅱ 59.2 5.74 9.03 0.04 0.48 0.08 19.2 0.471.551.13 547 Ⅲ Ⅲ 60 5.16 8.67 0.50.46 20.2 1.470.46 926 0.78 国 内 精 矿 Ⅳ 国 内 精 矿 Ⅳ 46 3.08 11.1 1.6 0.22 17.6 4.5 0.48 800 10 Ⅰ Ⅰ 76.8 3.1 1.99 0.03 0.2 14.10.2 75 Ⅱ Ⅱ 74.2 1.33 0.4 0.12150.5 1 1.7 国 外 精 矿 Ⅲ 国 外 精 矿 Ⅲ 50 4.04 0.47 0.03 0.00415.7 13.52.3 1.3.1.2 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、Al2O3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，通常要求小于40。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。 （2）杂质铜含量不宜过高，通常要求小于1.5。铜过高，烧结块中铜储量 会相应升高，在鼓风炉还原熔炼过程中，所产生的锍量增加一则使溶于锍中 的主金属铅损失增加，二则易洗刷鼓风炉水套，缩短了大套使用寿命，并易造 成冲炮等安全事故。另外，含铜太高，也易赞成粗铅和电铅中铜含量超标。 （3）锌的硫化物和氧化物均是熔点高、粘度大，特别是硫化锌。如含锌过 高，则在熔炼时，这些锌的化合物进入熔渣和铅锍，会使它们熔点升高，粘度 增大，密度差变小，分离困难。甚至因饱和在铅锍和熔渣之间析出形成横隔膜， 严惩影响鼓风炉炉矿，妨碍熔体分离，故锌含量不宜过高，一般要小于5。 （4）砷、锑等杂质含量也有严格的要求，通常要求AsSb小于1.2,如过高， 则经配料烧结后，在鼓风炉中形成黄渣的量会增加，而且金属铅的流失量会相 应增大，更是会赞成粗铅、阳极铅含砷、锑过高；此外在电解精炼过程中，使 铅溶解速度高精尖慢，并且阳极泥难以洗刷干净。这样既影响电流效率，又影 响生产效率。 另外，MgO、Al2O3等杂质会影响鼓风炉渣型，故一般要求MgO2, Al2O34。 我国铅精矿的等级标准（YS/T391-1997）见表1-12。 9 对于冶炼工艺的选择，除了考察铅精矿化学成分外，还应当注意铅精矿的 某些物理和热化学方面的特点。例如，铅精矿的粒度约有90小于0.1mm，堆密 度约为2.5t/m 3。送到冶炼厂的浮选精矿一般含水5～15。硫化铅精矿具有较大 的发热值。例如，1kg含70.0 Pb、2.0 Zn、4.5 Fe、14.4 S的硫化铅精矿 经过氧化、还原产出金属铅、炉渣和SO2气体，可以放出1.19MJ的热量。可见， 精矿粒度小，比表面积大，化学活性高，硫化物氧化发热值大，精矿本身就是 一种“燃料”，这些都是硫化铅精矿采用直接熔炼的优势所在。 表1-12 我国铅精矿等级标准 杂质（）不大于 杂质（）不大于 品级 铅（） 不小于 Cu Zn As MgO Al 品级 铅（） 不小于 Cu Zn As MgO Al2 2O O3 3 一级品 一级品 70 1.5 5 0.3 2 4 二级品 二级品 65 1.5 5 0.35 2 4 三级品 三级品 60 1.5 5 0.4 2 4 四级品 四级品 55 2.0 6 0.5 2 4 五级品 五级品 50 2.0 7 - 2 4 六级品 六级品 45 2.5 8 - 2 4 七级品 七级品 40 3.0 9 - 2 4 1.3.2 再生铅原料 1.3.2 再生铅原料 从废旧金属和工业金属废料中提取的金属称为再生金属，或称二次金属。 可用来生产再生铅的原料很广泛，如回收的废蓄电池残片及填料，蓄电池厂及 炼铅厂所产的铅浮渣，二次金属回收厂和有色金属生产厂所产的含铅炉渣，二 次金属回收和贵金属冶炼厂所产含铅的烟尘，湿法冶金所产的浸出铅渣，铅熔 炼所产的铅锍，铅消费部门的各种废料等，其中以废蓄电池的回收量最大。 再生铅原料一般由Pb、Sb、Sn、Cu、Bi等元素组成，其中铅含量通常大于 80。部分再生铅原料化学成分见表1-13。 表1-13 再生铅原料的化学成分（） 再生铅原料名称Pb Sb Sn Cu Bi 再生铅原料名称Pb Sb Sn Cu Bi 废蓄电池极板 废蓄电池极板 85～94 2～6 0.03～0.5 0.03～0.3 99 0.5 0.01～0.0399.99Pb） 含尘烟气 脱硫后排放 收尘 烟气 烟尘 含锌炉渣 烟化 弃渣 粗ZnO （送炼锌厂） 1-1 图图硫化铅精矿烧结焙烧硫化铅精矿烧结焙烧鼓风炉熔炼鼓风炉熔炼生生产产工艺工艺流程流程 12 烟尘硫化铅精矿 氧化炉熔炼（段） 一次粗铅 高铅渣 含尘烟气 铅渣还原炉（段） 干燥/制粒 送去生产硫酸 SO2烟气 烟尘 炉渣 （废弃或送烟化 沪回收 ZnO） 含尘烟气 脱硫后排放 收尘 烟气 烟尘 二次粗铅 少量熔剂 氧气/空气 粉煤/碎焦，氧气/空气 精炼 图图 1-2 硫化铅精硫化铅精矿直接矿直接熔炼生产工艺流程熔炼生产工艺流程 任何一种炼铅方法都是从使硫化铅精矿中的硫被氧化除掉开始的。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，写成氧化熔炼，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；由于精矿和氧化气体 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。 不管是闪速熔炼（如基夫赛特法）还是熔池熔炼（如氧气底吹QSL法、 水口山法；富氧顶吹奥斯麦特法、艾萨法）,与传统炼铅法相比，直接熔炼 在氧化阶段有许多优点，例如不用烧结客，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。 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。 13