第一章、鉛冶金的一般知識(shí)

1、第一章 鉛冶金的一般知識(shí)目的要求：要求同學(xué)們掌握鉛及鉛的主要化合物的知識(shí)，掌握鉛的主要礦石，鉛冶金的兩種主要流程。重點(diǎn)難點(diǎn)：1、鉛的主要礦石； 2、鉛冶金的兩種主要流程。1.1鉛及其主要化合物的性質(zhì)1.1.1鉛的性質(zhì)1.1.1.1 物理性質(zhì)金屬鉛屬于等軸晶系，其物理性質(zhì)方面的特點(diǎn)為硬度小、密度大、熔點(diǎn)低、沸點(diǎn)高、展性好、延性差、對(duì)電與熱的傳導(dǎo)性能差、高溫下容易揮發(fā)、在液態(tài)下流動(dòng)性大。這些性質(zhì)如表1-1所示：鉛的蒸氣壓與溫度的關(guān)系如下：1.1.1.2 化學(xué)性質(zhì)鉛在完全干燥的常溫空氣中或在不含空氣的水中，不發(fā)生任何化學(xué)變化;但在潮濕和含有CO2的空氣中，則失去光澤而變成暗灰色，其表面被PbO2薄膜

2、所覆蓋，此膜慢慢地轉(zhuǎn)變成堿性碳酸鉛3PbCO3·(OH)3。鉛在空氣中加熱熔化時(shí)，最初氧化成PbO2，溫度升高時(shí)則氧化成PbO，繼續(xù)加熱到330450形成的PbO氧化成Pb2O3，在450470的溫度范圍內(nèi)，則形成Pb3O4（即2PbO·PbO2，俗稱(chēng)鉛丹）。無(wú)論是Pb2O3或Pb3O4在高溫下都會(huì)離解生成PbO，因此PbO是高溫下惟一穩(wěn)定的氧化物。CO2對(duì)鉛的作用不大；浸沒(méi)在水中（無(wú)空氣）的鉛很少腐蝕。鉛易溶于硝酸（HNO3）、硼氟酸（HBF4）、硅氟酸（H2SiF6）、醋酸（CH3COOH）及AgNO3等；鹽酸與硫酸僅在常溫下與鉛的表面起作用而形成幾乎是不溶解的PbCl

3、2和PbSO4的表面膜?？梢?jiàn)，工業(yè)上常用的“三酸”作為溶劑，都不太適宜用于濕法煉鉛和粗金屬鉛的水溶液電解精煉，因?yàn)楸M管硫酸、鹽酸價(jià)廉易得，但生成的PbSO4、 PbCl2在水溶液中溶解度??；而與硝酸形成的Pb（NO3）2在水溶液中不太穩(wěn)定，容易生成揮發(fā)性的氧化氮。這就是濕法煉鉛工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的困難所在，也是粗鉛電解精煉不得不采用較昂貴的H2SiF6作電解質(zhì)的緣故。鉛是放射性元素鈾、錒和釷分裂的最后產(chǎn)物，可吸收放射性線，且具有抵抗放射性物質(zhì)透過(guò)的性能。1.1.2 主要鉛化合物的性質(zhì)1硫化鉛硫化鉛（PbS）在自然界呈方鉛礦存在，色黑（結(jié)晶狀態(tài)呈灰色），具有金屬光澤。PbS含Pb86.6%，密度7.

4、47.6g/cm3，熔點(diǎn)1135，熔化后流動(dòng)性很大，可透過(guò)粘土質(zhì)材料而不起侵蝕作用，易滲入磚縫。PbS在600時(shí)已開(kāi)始揮發(fā)，其蒸氣壓與溫度的關(guān)系如下： PbS的離解壓很小，1000時(shí)僅為16.8Pa。但PbS中的Pb可被對(duì)硫親和力大的金屬所置換，如溫度高于1000時(shí)，鐵可置換PbS中的Pb（PbS+Fe= FeS+Pb）。這就是煉鉛常見(jiàn)的“沉淀反應(yīng)”。 PbS可與FeS、Cu2S等金屬硫化物形成锍，CaO、BaO對(duì)PbS可起分解作用（4PbS+4CaO=4Pb+3CaS+ CaSO4）；在還原氣氛下，可發(fā)生下列反應(yīng)：2PbS+CaO+C(CO)= Pb+ PbS·CaS+ CO(CO

5、2)。當(dāng)爐料中存在大量CaS時(shí)，會(huì)降低鉛的回收率，因?yàn)镃aS將與PbS形成穩(wěn)定的PbS·CaS。在鉛的熔點(diǎn)附近，PbS不溶于鉛中，隨著溫度的升高，PbS在鉛中的溶解度增加。到1040時(shí)，PbS與Pb的熔合體分為兩層，上層含PbS 89.5%,Pb 10.5%；下層含PbS 19.4%,Pb 80.6%。當(dāng)冷卻時(shí)PbS以純凈的結(jié)晶體從Pb-PbS熔合體中析出，這是鼓風(fēng)爐熔煉中爐結(jié)形成的原因之一。PbS溶解于HNO3入FeCl3的水溶液中，所以HNO3和FeCl3均可用來(lái)作為方鉛礦的浸出劑。PbS幾乎不與C和CO發(fā)生作用。PbS在空氣中加熱時(shí)生成PbO和PbSO4，其開(kāi)始氧化溫度為360

6、380。2氧化鉛氧化鉛（PbO）又名密陀僧，熔點(diǎn)886，沸點(diǎn)1472，有兩種同素異形體：屬于正方晶系的紅密陀僧和斜方晶系的黃密陀僧。熔化的密陀僧急冷時(shí)呈黃色，緩冷時(shí)呈紅色，前者在高溫下穩(wěn)定，兩者的相變點(diǎn)為450500。PbO在不同溫度下的平衡蒸氣壓如下：PbO是強(qiáng)氧化劑，能氧化Te、S、As、Sb、Bi和Zn等。PbO是兩性氧化物，既可與SiO2、Fe2O3結(jié)合成硅酸鹽或鐵酸鹽；也可與CaO、MgO等形成鉛酸鹽（如PbO2+CaO=CaPbO3）；還可與Al2O3結(jié)合成鋁酸鹽。PbO對(duì)硅磚和粘土磚的侵蝕作用很強(qiáng)烈。所有的鉛酸鹽都不穩(wěn)定，在高溫下離解并放出氧氣。PbO是良好的助熔劑，它可與許多金

7、屬氧化物形成易熔的共晶體或化合物。在PbO過(guò)剩情況下，難熔的金屬氧化物即使不形成化合物也會(huì)變成易熔物。此種作用在煉鉛過(guò)程中具有重要意義。PbO屬于難離解的穩(wěn)定化合物，但容易被C和CO所還原。3硫酸鉛硫酸鉛（PbSO4）的密度為6.34g/cm3,熔點(diǎn)為1170。PbSO4是比較穩(wěn)定的化合物，開(kāi)始分解的溫度為850，而激烈分解的溫度為905。PbS、ZnS和Cu2S等的存在可促使PbSO4的分解，促使其開(kāi)始分解溫度降低。例如PbSO4+PbS系中，反應(yīng)開(kāi)始溫度為630。PbSO4和PbO均能與PbS發(fā)生相互反應(yīng)生成金屬鉛，是硫化鉛精礦直接熔煉的反應(yīng)之一。4氯化鉛氯化鉛（PbCl2）為白色，其熔點(diǎn)

8、為498，沸點(diǎn)為954，密度為5.91g/cm3。PbCl2在水溶液中的溶解度甚小，25時(shí)為1.07%，100時(shí)才為3.2%。但PbCl2溶解于堿金屬和堿土金屬的氯化物（如NaCl等）水溶液中。PbCl2在NaCl水溶液中的溶解度隨溫度和NaCl濃度的提高而增大，當(dāng)有CaCl2存在時(shí)，其溶解度更大。例如，在50下NaCl飽和溶液中鉛的最大溶解度為42g/L；當(dāng)有CaCl2存在下NaCl飽和溶液加熱至100時(shí)，則鉛的溶解度可達(dá)100110g/L 。1.2 鉛的生產(chǎn)與消費(fèi)根據(jù)世界和我國(guó)鉛冶煉生產(chǎn)及消費(fèi)情況，世界鉛產(chǎn)量近5年間變化相對(duì)較小，而我國(guó)鉛產(chǎn)量明顯增長(zhǎng)。世界鉛消費(fèi)量增長(zhǎng)緩慢，但我國(guó)鉛消費(fèi)量迅

9、速增長(zhǎng)。由于我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)快速發(fā)展，汽車(chē)保有量猛增，蓄電池需求量隨之增加。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)消費(fèi)量繼續(xù)保持過(guò)去5年的增長(zhǎng)速度，價(jià)格也將有持續(xù)上揚(yáng)的趨勢(shì)。1.2.1 世界鉛產(chǎn)量及消費(fèi)量表1-2 世界鉛產(chǎn)量及消費(fèi)量 （萬(wàn)t）年 份1999200020012002200320042005鉛產(chǎn)量627.9664.9654.7665.6676.2679740鉛消費(fèi)量627.9664.9654.7665.6681.3696744表1-3 我國(guó)鉛產(chǎn)量及消費(fèi)量 （萬(wàn) t）年 份1999200020012002200320042005鉛產(chǎn)量91.8110119.5132.5156.4193.5239鉛消費(fèi)量52.

10、46580.095.0110136174我國(guó)在國(guó)際同行業(yè)中的地位顯著提高。2005年我國(guó)主要有色金屬產(chǎn)量占世界的比例及名次見(jiàn)表。 表 1-4 2005年中國(guó)主要有色金屬產(chǎn)量占世界比例（萬(wàn) t）2000年鉛產(chǎn)量超過(guò)5萬(wàn)噸的企業(yè)有7家， 2005年增加到11家，這11家企業(yè)見(jiàn)表1-5。表1-5 2005年鉛產(chǎn)量5萬(wàn)噸以上的生產(chǎn)企業(yè)（萬(wàn) t）序號(hào)企業(yè)名稱(chēng)產(chǎn)量小計(jì)105.71河南豫光金鉛集團(tuán)有限責(zé)任公司23.02徐州春興合金有限公司10.53河南省安陽(yáng)市豫北金屬冶煉廠10.34水口山有色金屬有限責(zé)任公司9.85湖南株洲冶煉集團(tuán)有限公司9.66濟(jì)源市萬(wàn)洋冶煉（集團(tuán)）有限公司8.77深圳中金嶺南有色金屬股

11、份有限公司8.38云南冶金集團(tuán)總公司7.39金城江成源冶煉廠7.310濟(jì)源市金利冶鐵有限責(zé)任公司5.511河池市南方有色冶煉有限責(zé)任公司5.41.2.2 國(guó)內(nèi)外鉛行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.2.1 國(guó)外鉛行業(yè)概況 1. 資源狀況 據(jù)2006年美國(guó)地調(diào)局統(tǒng)計(jì)，已查明世界的鉛資源量為15億噸，2006年已查明世界的鉛儲(chǔ)量為6400萬(wàn)噸，儲(chǔ)量基礎(chǔ)13000萬(wàn)噸 2.再生鉛狀況 世界上一些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家都很重視廢鉛回收和再生，制定了一系列鼓勵(lì)、扶持和強(qiáng)制廢鉛回收再生的法律法規(guī)，因此，再生鉛工業(yè)發(fā)展很快。2002年世界再生鉛生產(chǎn)能力增加到373萬(wàn)噸，這些生產(chǎn)能力大部分布在北美洲（約占40%）、歐洲（約占35

12、%）和亞洲（約占18%）。西方國(guó)家再生鉛產(chǎn)量占精鉛總產(chǎn)量的59%。美國(guó)是世界上最大的再生鉛生產(chǎn)國(guó)，產(chǎn)量約占西方國(guó)家的三分之一。表1-6 世界上著名的鉛資源國(guó)家（萬(wàn) t）鉛儲(chǔ)量國(guó)家鉛儲(chǔ)量鉛儲(chǔ)量基礎(chǔ)澳大利亞美國(guó)加拿大秘魯南非墨西哥原蘇聯(lián)地區(qū)其它合計(jì)20008004002002001009001800640034002000130030030020012004300130002006年，世界精煉鉛總量為663.4萬(wàn)噸，其中再生鉛為249.1萬(wàn)噸，占精鉛總量的37.5%。在生產(chǎn)工藝上，發(fā)達(dá)國(guó)家主要采用機(jī)械破碎分選，并進(jìn)行脫硫等預(yù)處理技術(shù)，具有代表性的分選系統(tǒng)有兩種，意大利Engitec公司開(kāi)發(fā)的CX破

13、碎分選系統(tǒng)和美國(guó)M.A公司開(kāi)發(fā)的M.A破碎分選系統(tǒng)，其工藝是根據(jù)廢鉛蓄電池各組分的密度與粒度不同，將其分開(kāi)，分為橡膠、塑料、廢酸、鉛金屬、鉛膏等幾大部分，然后再分別回收利用。冶煉工藝，主要是回轉(zhuǎn)短窯冶煉，也有采用鼓風(fēng)爐與回轉(zhuǎn)窯聯(lián)合冶煉流程，個(gè)別廠家用電爐。 表1-7 2002-2006年再生鉛主要產(chǎn)地（萬(wàn) t）年份美國(guó)德國(guó)日本英國(guó)意大利法國(guó)加拿大墨西哥西班牙其它亞洲國(guó)家世界總量2006200520042003200266.763.566.766.365.220.420.420.316.414.918.216.815.715.414.717.116.316.417.117.516.014.814

14、.214.614.415.815.417.215.916.212.511.713.613.211.59.09.08.78.76.66.88.67.59.08.66.26.25.36.16.0249.1243.7246.6244233.51.2.3 我國(guó)的鉛概況1.2.3.1 資源概況我國(guó)是世界上鉛資源比較豐富的國(guó)家之一，不僅分布廣、類(lèi)型多，而且資源前景好，已探明的儲(chǔ)量居世界前列。2006年世界已查明的鉛儲(chǔ)量為6400萬(wàn)噸，儲(chǔ)量基礎(chǔ)13000萬(wàn)噸，而我國(guó)在歷經(jīng)50年地質(zhì)勘察，全國(guó)累計(jì)探明鉛儲(chǔ)量達(dá)4618萬(wàn)噸，經(jīng)40多年的開(kāi)采消耗，目前保有鉛儲(chǔ)量為3497萬(wàn)噸，居世界第二位。 表1-8 我國(guó)各地區(qū)

15、鉛儲(chǔ)量分布（萬(wàn) t）保有儲(chǔ)量中南西南西北東北華北華東鉛3497909.2804.3629.5104.9384.7664.4目前我國(guó)鉛儲(chǔ)量主要集中在大中型礦床中，特大型礦區(qū)有廣東凡口、云南蘭坪金頂、甘肅西成地區(qū)、內(nèi)蒙古白音諾爾鉛礦、江蘇南京棲霞山鉛礦、浙江黃巖五部鉛礦等等，這些以大中型礦床為中心形成的鉛資源集中區(qū)，為我國(guó)鉛規(guī)?；a(chǎn)，形成鉛工業(yè)基地奠定了基礎(chǔ)。1.2.3.2 生產(chǎn)狀況據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，1999-2005年，我國(guó)鉛精礦產(chǎn)量基本呈下降趨勢(shì)，2006年又回升到1999年同等水平，為71萬(wàn)噸。而精鉛產(chǎn)量年均增長(zhǎng)9.66%，2006年為101萬(wàn)噸。2006年我國(guó)鉛精礦生產(chǎn)量居世界第二位，占1

16、5.2%。表1-9 我國(guó)鉛產(chǎn)量、消費(fèi)量及進(jìn)出口量（萬(wàn) t）項(xiàng)目2002年2003年2004年2005年2006年鉛精礦產(chǎn)量精鉛產(chǎn)量精鉛消費(fèi)量鉛及合金出口量鉛及合金進(jìn)口量鉛精礦出口鉛精礦進(jìn)口64.370.646.424.60.40.94.271.270.853.018.50.71.57.158.075.753.023.50.93.423.654.982.152.545.00.82.311.071.0101.066.344.80.80.331.1自20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，中國(guó)鉛冶煉能力和生產(chǎn)進(jìn)入了快速增長(zhǎng)時(shí)期，特別是90年代鉛冶煉能力的增加，一方面是骨干企業(yè)為追求規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，不斷擴(kuò)建；另一方面

17、是有原料供應(yīng)的地區(qū)，追求較高的冶煉利潤(rùn)而新建大量的中小冶煉廠。國(guó)家屢次限制的規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)得不到有效貫徹，鉛工業(yè)表現(xiàn)為整體的持續(xù)性簡(jiǎn)單擴(kuò)大再生產(chǎn)。2006年我國(guó)鉛年生產(chǎn)能力為123萬(wàn)噸，其中大中型企業(yè)不足30家，其余大部分為中小企業(yè)。表-10 2006年我國(guó)鉛生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)能力企業(yè)名稱(chēng)生產(chǎn)能力/萬(wàn)噸河南豫光金鉛公司株洲冶煉廠水口山礦物局漢江冶煉廠豫北有色冶煉廠云南新立公司會(huì)澤鉛鋅礦白銀有色金屬公司昆明冶煉廠3010841082551.2.4 我國(guó)的鉛消費(fèi)結(jié)構(gòu)從鉛的消費(fèi)結(jié)構(gòu)看，鉛酸蓄電池是鉛的主要消費(fèi)領(lǐng)域。我國(guó)目前的鉛酸蓄電池廠家有1000多家，生產(chǎn)能力由1990年的580萬(wàn)kwh

18、增加到1998年的1530萬(wàn)kwh。鉛酸蓄電池生產(chǎn)能力的大幅增加，帶動(dòng)了鉛的消費(fèi)。1990年以來(lái)，我國(guó)汽車(chē)保有量年均增幅11.47%，摩托車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量的增長(zhǎng)對(duì)鉛消費(fèi)起到了拉動(dòng)作用。但是鉛的消費(fèi)中，其深加工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的力度不夠，產(chǎn)品還比較單一，雖然氧化鉛的消費(fèi)率達(dá)到10%，但主要是因?yàn)閲?guó)外氧化鉛生產(chǎn)受環(huán)保要求較高、生產(chǎn)逐漸萎縮引起的，其深加工產(chǎn)品，如海底電纜和高壓充電電纜護(hù)套以及埋置核廢料用鉛材等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)幾乎還是空白。1.2.5 再生鉛狀況我國(guó)再生鉛工業(yè)進(jìn)步于20世紀(jì)50年代，由于沒(méi)引起有關(guān)部門(mén)的足夠重視，產(chǎn)量一直在千噸位徘徊，直到1990年才達(dá)到2.82萬(wàn)噸，近十年來(lái)，再生鉛工業(yè)取得了一

19、定的進(jìn)展，已初步形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，1999年產(chǎn)量達(dá)到9.5萬(wàn)噸，是快速發(fā)展的標(biāo)志，2006年達(dá)30萬(wàn)噸左右，是1990年的10.6倍，再生鉛年產(chǎn)量占精鉛總量的29%，但從總體水平來(lái)看，再生鉛企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、能耗高、污染重、工藝技術(shù)落后，綜合回收利用率低，而且我國(guó)立法滯后，低水平重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重。 目前我國(guó)大小再生鉛企業(yè)近300家，2萬(wàn)噸以上的企業(yè)只有徐洲春興集團(tuán)和湖北金洋冶金股份有限公司等屈指可數(shù)的幾個(gè)企業(yè)，工藝上中國(guó)只有少數(shù)幾家采用預(yù)處理分選的再生鉛新工藝技術(shù)，其余均采用未經(jīng)預(yù)處理分選冶煉工藝，使用傳統(tǒng)的反射爐，少數(shù)幾家采用水套爐、鼓風(fēng)爐和沖天爐等熔煉工藝。 整個(gè)回收技術(shù)與環(huán)保水平如下：1.

20、回收率低下。金屬回收率一般為80-85%；2. 綜合利用水平低。廢蓄電池由于沒(méi)用采用預(yù)處理分選技術(shù)，板柵金屬和鉛膏混煉，合金中的銻、廢蓄電池塑料沒(méi)有得到合理利用；3. 能耗高。國(guó)內(nèi)噸鉛能耗一般水平為400-500kg，高的可達(dá)600kg，國(guó)外一般水平是150-200kg；4. 環(huán)保設(shè)施差。80%小型企業(yè)沒(méi)有收塵設(shè)施，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。5. 生產(chǎn)規(guī)模小。生產(chǎn)能力千噸以上的不多，而國(guó)外最低在萬(wàn)噸以上，有的甚至達(dá)到10萬(wàn)噸級(jí)。綜上，我國(guó)再生鉛產(chǎn)業(yè)技術(shù)僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)60年代水平。 1.2.6 鉛工業(yè)存在的問(wèn)題（1）生產(chǎn)規(guī)模??；（2）技術(shù)裝備落后、污染嚴(yán)重；（3）單位產(chǎn)品的資源和能源消耗指標(biāo)居高

21、不下；（4）技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)呈下滑狀態(tài)；（5）后備資源不足；（6）再生產(chǎn)金屬綜合利用率低（7）發(fā)展深加工品種及產(chǎn)品延伸亟待加強(qiáng)。國(guó)內(nèi)外鉛冶煉技術(shù)發(fā)展方向國(guó)內(nèi)外鉛冶煉技術(shù)現(xiàn)狀目前，粗鉛的生產(chǎn)工藝仍采用火法，濕法煉鉛仍處于試驗(yàn)階段。傳統(tǒng)的燒結(jié)焙燒鼓風(fēng)爐還原煉鉛工藝仍占主導(dǎo)地位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約有80%的鉛是通過(guò)這種工藝生產(chǎn)出來(lái)的。20世紀(jì)70年代末80年代初發(fā)展起來(lái)的直接煉鉛法如基夫塞特法、QSL法及卡爾多爐法沒(méi)有得到迅速推廣應(yīng)用。與傳統(tǒng)煉鉛法相比直接煉鉛法特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，能耗低，環(huán)保效果好缺點(diǎn)：投資龐大。未來(lái)的鉛冶煉企業(yè)一定會(huì)朝著高冶煉強(qiáng)度、全自動(dòng)化、高密封、生產(chǎn)連續(xù)化的方向發(fā)展。另外，濕法煉鉛也

22、將有所進(jìn)展。1.3鉛冶金的原料1.3.1 礦物原料1.3.1.1 主要的鉛礦物、礦石及精礦鉛礦石是由含鉛礦物、共生礦物和脈石所組成，它是煉鉛的主要原料。鉛礦石分為硫化礦和氧化兩大類(lèi)。分布最廣的是硫化礦（方鉛礦PbS），屬原生礦，也是煉鉛的主要礦石，多與輝銀礦（Ag2S）、閃鋅礦（ZnS）共生。含銀高者稱(chēng)銀鉛礦，含鋅高者稱(chēng)鉛鋅礦。此外，共生礦物還有黃鐵礦FeS2、黃銅礦CuFeS2、輝鉍礦Bi2S3和其他硫化礦物。脈石成分有石灰石、石英石、重晶石等。礦石中還含有Sb、Cd、Au及少量In、Tl、Te等元素。氧化鉛礦主要由白鉛礦（PbCO3）和鉛礬（PbSO4）組成，屬次生礦，它是原生礦受風(fēng)華作用

23、或含有碳酸鹽的地下水的作用而逐漸產(chǎn)生的，常見(jiàn)出在鉛礦床的上層，或與硫化礦共存而形成復(fù)合礦。鉛在氧化礦床中的儲(chǔ)量比在硫化礦床中少得多，故對(duì)煉鉛工業(yè)來(lái)說(shuō)，氧化礦意義較小，鉛冶金的主要原料來(lái)源于硫化礦。礦石一般含鉛不高，現(xiàn)代開(kāi)采的礦石含鉛一般為3%9%，最低含鉛量在0.4%1.5%，必須進(jìn)行選礦富集，得到適合冶煉要求的鉛精礦。表1-11所列為一些鉛精礦的成分實(shí)例。表1-11 鉛精礦成分（%）實(shí)例礦例PbZnFeCuSbAsSMgOSiO2CaOAg(g/t)Au(g/t)國(guó)內(nèi)精礦66.04.960.70.10.0516.50.11.50.59003.559.25.749.030.040.480.08

24、19.20.471.551.13547605.168.670.50.4620.21.470.469260.78463.0811.11.60.2217.64.50.4880010國(guó)外精礦76.83.11.990.030.214.10.27574.21.330.40.12150.511.7504.040.470.030.00415.713.52.31.3.1.2 鉛精礦的化學(xué)成分及冶煉工藝對(duì)鉛精礦質(zhì)量的要求鉛精礦是由主金屬鉛（Pb）、硫（S）和伴生元素Zn、Cu、Fe、As、Sb、Bi、Sn、Au、Ag以及脈石氧化物SiO2、CaO、MgO、Al2O3等組成。為了保證冶金產(chǎn)品質(zhì)量和獲得較高的生產(chǎn)效

25、率，避免有害雜質(zhì)的影響，使生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行，鉛冶煉工藝對(duì)鉛精礦成分有一定要求。（1）主金屬含量不宜過(guò)低，通常要求小于40%。過(guò)低，對(duì)整個(gè)鉛冶煉工藝來(lái)講，單位物料產(chǎn)出的金屬鉛量減少，從而降低了生產(chǎn)效率。（2）雜質(zhì)銅含量不宜過(guò)高，通常要求小于1.5%。銅過(guò)高，燒結(jié)塊中銅儲(chǔ)量會(huì)相應(yīng)升高，在鼓風(fēng)爐還原熔煉過(guò)程中，所產(chǎn)生的锍量增加：一則使溶于锍中的主金屬鉛損失增加，二則易洗刷鼓風(fēng)爐水套，縮短了大套使用壽命，并易造成沖炮等安全事故。另外，含銅太高，也易贊成粗鉛和電鉛中銅含量超標(biāo)。（3）鋅的硫化物和氧化物均是熔點(diǎn)高、粘度大，特別是硫化鋅。如含鋅過(guò)高，則在熔煉時(shí)，這些鋅的化合物進(jìn)入熔渣和鉛锍，會(huì)使它們?nèi)埸c(diǎn)升高

26、，粘度增大，密度差變小，分離困難。甚至因飽和在鉛锍和熔渣之間析出形成橫隔膜，嚴(yán)懲影響鼓風(fēng)爐爐礦，妨礙熔體分離，故鋅含量不宜過(guò)高，一般要小于5%。（4）砷、銻等雜質(zhì)含量也有嚴(yán)格的要求，通常要求As+Sb小于1.2%,如過(guò)高，則經(jīng)配料燒結(jié)后，在鼓風(fēng)爐中形成黃渣的量會(huì)增加，而且金屬鉛的流失量會(huì)相應(yīng)增大，更是會(huì)贊成粗鉛、陽(yáng)極鉛含砷、銻過(guò)高；此外在電解精煉過(guò)程中，使鉛溶解速度高精尖慢，并且陽(yáng)極泥難以洗刷干凈。這樣既影響電流效率，又影響生產(chǎn)效率。另外，MgO、Al2O3等雜質(zhì)會(huì)影響鼓風(fēng)爐渣型，故一般要求MgO<2%, Al2O3<4%。我國(guó)鉛精礦的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（YS/T391-1997）見(jiàn)表1-1

27、2。對(duì)于冶煉工藝的選擇，除了考察鉛精礦化學(xué)成分外，還應(yīng)當(dāng)注意鉛精礦的某些物理和熱化學(xué)方面的特點(diǎn)。例如，鉛精礦的粒度約有90%小于0.1mm，堆密度約為2.5t/m3。送到冶煉廠的浮選精礦一般含水5%15%。硫化鉛精礦具有較大的發(fā)熱值。例如，1kg含70.0% Pb、2.0% Zn、4.5% Fe、14.4% S的硫化鉛精礦經(jīng)過(guò)氧化、還原產(chǎn)出金屬鉛、爐渣和SO2氣體，可以放出1.19MJ的熱量。可見(jiàn)，精礦粒度小，比表面積大，化學(xué)活性高，硫化物氧化發(fā)熱值大，精礦本身就是一種“燃料”，這些都是硫化鉛精礦采用直接熔煉的優(yōu)勢(shì)所在。表1-12 我國(guó)鉛精礦等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)品級(jí)鉛（%）不小于雜質(zhì)（%）不大于CuZnA

28、sMgOAl2O3一級(jí)品701.550.324二級(jí)品651.550.3524三級(jí)品601.550.424四級(jí)品552.060.524五級(jí)品502.07-24六級(jí)品452.58-24七級(jí)品403.09-241.3.2 再生鉛原料從廢舊金屬和工業(yè)金屬?gòu)U料中提取的金屬稱(chēng)為再生金屬，或稱(chēng)二次金屬。可用來(lái)生產(chǎn)再生鉛的原料很廣泛，如回收的廢蓄電池殘片及填料，蓄電池廠及煉鉛廠所產(chǎn)的鉛浮渣，二次金屬回收廠和有色金屬生產(chǎn)廠所產(chǎn)的含鉛爐渣，二次金屬回收和貴金屬冶煉廠所產(chǎn)含鉛的煙塵，濕法冶金所產(chǎn)的浸出鉛渣，鉛熔煉所產(chǎn)的鉛锍，鉛消費(fèi)部門(mén)的各種廢料等，其中以廢蓄電池的回收量最大。再生鉛原料一般由Pb、Sb、Sn、Cu、

29、Bi等元素組成，其中鉛含量通常大于80%。部分再生鉛原料化學(xué)成分見(jiàn)表1-13。表1-13 再生鉛原料的化學(xué)成分（%）再生鉛原料名稱(chēng)PbSbSnCuBi廢蓄電池極板8594260.030.50.030.3<0.1壓管鉛板（管）>990.50.010.03<0.1-鉛銻合金8592380.11.00.10.80.20.5電纜鉛皮96990.110.60.40.80.0180.31-印刷合金98990.050.240.050.020.020.13-再生鉛原料具有物理形態(tài)和化學(xué)成分變化大的特點(diǎn)，從這類(lèi)原料中提鉛應(yīng)根據(jù)具體的原料對(duì)象同的處理方法，總的原則是：同一組別的金屬及合金廢料因化

30、學(xué)成分一致或接近一致，可采取直接重熔、然后精煉的方法。這是一種成本最低、經(jīng)濟(jì)效益最好的利用方法。但大多數(shù)再生鉛原料是混雜型的，不可能直接重熔處理，但可以通過(guò)一定的預(yù)處理后（如拆解、破碎、分選等），將其中化學(xué)組成一致或接近一致的某一部分或某幾部分彼此分離開(kāi)來(lái)，再對(duì)分離后的各個(gè)組分分別按火法、濕法或濕法-火法聯(lián)合流程處理。再生鉛工業(yè)是我國(guó)在重視環(huán)境保護(hù)和充分利用金屬再生資源的情況下逐步發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)業(yè)，據(jù)近幾年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鉛生產(chǎn)中再生鉛已占總產(chǎn)量的30%。隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)、通訊和化工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)鉛的需求不斷增加。目前蓄電池消耗的鉛約占鉛總產(chǎn)量的75%，又因?yàn)樾铍姵叵牧康脑龃蠖鴮?dǎo)致廢蓄電池的增多，

31、使再生鉛工業(yè)有了更多的原料來(lái)源。根據(jù)世界金屬統(tǒng)計(jì)局公布的資料，世界總鉛產(chǎn)量的40%是由再生鉛生產(chǎn)獲得的，廢蓄電池則占再生鉛生產(chǎn)原料的90%?；厥赵偕U可節(jié)約能源，再生鉛能耗僅為原生鉛的25.1%31.4%，從鉛廢料中直接回收的再生鉛，不需要像生產(chǎn)原生鉛那樣經(jīng)過(guò)采礦、選礦等工序，故生產(chǎn)成本低。據(jù)測(cè)算，再生鉛生產(chǎn)成本比原生鉛低38%?；厥赵偕U資源有利于環(huán)境保護(hù)，鉛是有害于環(huán)境和人體健康的金屬，各種鉛廢料 若不加以合理回收，都將成為環(huán)境的污染源，尤其是廢蓄電池，只有充分回收利用，才能避免其中的鉛膏和硫酸污染環(huán)境。為了保護(hù)環(huán)境和保證鉛工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，必須充分利用二次資源，使鉛金屬進(jìn)入生產(chǎn)-消費(fèi)-再生產(chǎn)的良性循環(huán)。1.4 鉛冶金方法近10年世界鉛礦產(chǎn)量（指鉛精礦含鉛量）在300×104t/a左右徘徊，生產(chǎn)比較平衡，沒(méi)有大的起落。這就意味著目前世界原生鉛（從礦石中提取的鉛，又稱(chēng)礦產(chǎn)鉛）的產(chǎn)量每年波動(dòng)不大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上的礦產(chǎn)鉛約75%是采用燒結(jié)焙澆鼓風(fēng)爐熔煉流程生產(chǎn)的，約10%是用鉛鋅密閉鼓風(fēng)爐生產(chǎn)的，約15%是用直接熔煉的方法生產(chǎn)的。1.4.1 燒結(jié)焙燒鼓風(fēng)爐還原熔煉該法屬傳統(tǒng)煉鉛工藝。硫化鉛精礦經(jīng)燒結(jié)焙燒后得到鉛燒結(jié)塊，在鼓風(fēng)爐中進(jìn)行還原熔煉，產(chǎn)出粗鉛。圖1-1為鼓風(fēng)爐熔煉工藝的原則流程。用鉛鋅鼓風(fēng)爐煉鋅的同時(shí)產(chǎn)出粗鉛也是采用燒結(jié)焙燒（密閉）鼓風(fēng)爐熔煉方法生產(chǎn)，其煉鉛