《铅冶金》课程标准

铅冶炼中、高级工培训资料1铅冶金的一般知识1．1铅的性质1.1..1物理性质金属铅结晶属于等轴晶系，其物理性质方画的特点为硬度小、密度大、熔点低、佛点高、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。

1.1.2化学性质铅在完全干燥的常温空与中或在不含空与的水中，不发生任何化学变化；但在潮湿和含有CO2的空气中，则失夫光泽而变成暗灰色，其表画被PbO2薄膜所覆盖，此膜慢慢地转变成碱性碳酸铅 3PbCO3 Pb（OH）2。

铅在空气中加热熔化时，最初氧化成PbO2，温度升高时则氧化为PbO继续加热到330～450℃形成的PbO氧化为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。

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，通常要求大于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，烧结块中铜含量会相应升高，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，缩短了水套使用寿命，并易造成冲炮等安全事故。

另外，含铜太高，也易造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。

铅冶金学第一章绪论我国采用烧结—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、鸡街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。

一、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：u铅蓄电池（蓄电池工业的用铅量最大，当今世界60 ％以上的铅用于蓄电池生产）；u运输行业用铅作轴承合金；u建筑行业中的隔音材料；u X射线室的屏蔽材料；u化学和冶金工中的防腐、防漏以及溶液贮存设备等。

二、铅的消费从2004年始，中国超过美国成为全球第一大精铅消费国。

2006年，全球精炼铅消费量为805万吨，其中中国占全球28%，达到229万吨。

表1-2 主要铅消费国的消费构成/%消费形式美国日本德国英国法国意大利澳大利亚蓄电池90.9 72.9 56.5 33.7 70.4 60.8 66 电缆护套0.4 1 1 3.1 5.1 1.5 3.1铅管、铅片、合金等5.5 9.8 2.3 38.3 14.5 14.8 28.7 颜料、化工产品0 10.5 21.8 18 8.9 15.4 0.95 其他 3.2 5.8 0.36.9 0.9 3.6 1.2 表1-3 我国铅的消费结构及预测2000年2005年2010年使用部门消费量/×104t 需求量/×104t年均递增/%需求量/×104t年均递增/%蓄电池37 48 5.3 59 4.2电缆护套 2.7 2.8 0.7 2.5 -2.2铅材及合金（含管板）8.3 8.5 0.5 8.7 0.5氧化物7.5 8.2 1.8 8.5 0.7其他行业 2.5 1.5 1.3全国合计58 69 3.5 80 3.0请列举出铅的主要化合物及其重要性质；请列举出各种提炼铅的方法并写出氧化还原熔炼的工作流程。

1、铅的生产量世界年产精铅20×104t以上国家共有12个，依次为中国、美国、德国、墨西哥、英国、日本、加拿大、法国、意大利、澳大利亚、韩国和哈萨克斯坦。

《铅冶金》课程标准课程代码：00520109适用专业：冶金技术学时：39学时学分：3学分开课学期：第四学期第一部分前言1.课程性质与地位《铅冶金》是冶金技术专业的主干课程，也是培养学生就业岗位必需的核心技能课程。

本课程以铅冶炼生产过程为行动领域，贯彻国家火法冶炼工职业标准，以岗位技能培养为教学目标，全面提高学生知识、能力、素质。

本课程以铅的冶炼过程为基本主线，围绕环境保护和可持续发展两大问题，着重介绍底吹炉、顶吹炉、鼓风炉、铅电解等新理念、新技术、新工艺、新设备以及技术经济分析和冶炼过程管理等知识。

同时，在操作实习和组织管理过程中可以培养学生的科学态度，激发学生的学习兴趣，培养学生的团结协作精神和组织协调能力，对职业素养的养成起着积极促进作用。

该学习领域以《冶金基础化学》、《冶金制图》、《冶金过程检测与控制》等课程为前导，为学生走上工作岗位奠定坚实的基础。

同时，也是学习《有色冶金设计原理》、《毕业设计》等后续课程的基础。

2.课程的设计思路《铅冶金》课程是现代直接炼铅新技术富氧底（顶）吹一鼓风炉还原熔炼一电解精炼等冶炼新技术为基础，按照企业真实的生产流程，依次介绍了富氧底吹技术、富氧顶吹技术、鼓风炉还原技术、电解精炼技术等冶炼工作任务，并根据完成每个工作任务对知识能力的需求，将冶炼原理、冶炼工艺、冶炼设备、冶炼操作、经济技术指标等知识融于课程教学中，实现“做、教、学”一体化。

本课程是以任务驱动的行动导向的教学模式为主，围绕铅冶炼职业能力，以铅冶金工作过程为依据，以校企合作企业为依托，以实际铅冶炼工作任务为驱动，将知识、技能和态度有机融合，根据不同的教学内容，有针对性地采用任务驱动教学法、案例教学、现场教学等多种教学方法。

第二部分课程目标1.知识目标（1）使学生能够完成铅冶炼生产的炉料准备工作，满足底吹（顶吹）等冶炼工艺对原料的要求。

（2）使学生能够掌握底吹炉熔炼的工艺及设备知识，掌握冶炼过程的工艺控制及经济技术指标。

铅冶金课程设计一、课程设计背景铅是一种重要的有色金属，广泛应用于电子、电器、建筑、汽车、武器等众多领域。

铅冶金技术是铅资源有效利用和保护环境的重要途径，因而在工业界和学术界引起了广泛关注。

同时，随着我国环保要求的提高和人们对健康环境的重视，掌握铅冶金技术的人才需求也越来越大。

因此，建立一套完整的铅冶金课程体系，培养具备铅冶金领域知识和技能的高素质人才，是当务之急。

二、课程设计目标与内容（一）课程设计目标本课程设计旨在：1.系统介绍铅资源和产业现状，并阐述铅冶金技术的重要性和应用前景；2.深入讲解铅冶金技术的基本原理、工艺流程和特点，使学生全面了解铅冶金技术；3.强调铅冶金技术在环保、安全和高效方面的要求，提高学生的环保与安全意识，增强其工作实践能力；4.给学生提供一定的实践训练机会，使其掌握铅冶金技术的实际应用能力。

（二）课程设计内容本课程设计涵盖以下内容：1. 铅资源和产业现状介绍铅的概念、性质和用途，重点分析国内外铅资源与产业现状及发展趋势。

2. 铅冶金技术概述系统介绍铅冶金技术的基本原理、工艺流程和特点，阐述铅冶金技术的优点和局限性。

3. 硫化冶金和氧化冶金分别讲解硫化冶金和氧化冶金的工艺流程、特点、优缺点以及应用领域。

4. 电解冶金详细介绍铅电解冶金的原理、流程、设备等，提高学生对铅电解冶金技术的理解和运用能力。

5. 铅冶金过程中的环保与安全着重介绍铅污染现状和防治措施，强化学生的环保与安全意识。

6. 铅冶金实验参照实际铅冶金生产过程进行实验演示，让学生亲手操作，提高其实际操作能力。

三、课程设计教学方法和评价方式（一）课程设计教学方法1.理论授课：由专家教师进行铅冶金理论授课，讲解铅冶金技术的基本原理、工艺流程和特点，强调环保与安全，创造良好学习氛围；2.实验教学：将铅冶金理论知识融入实际操作过程中，进行铅冶金实验演示；3.讨论研究：在课堂上组织和带领学生进行相关案例的研讨和讨论，提升学生的分析和解决问题的能力。

第一章 绪 论1.1 铅的性质1.1.1 铅的物理性质铅是蓝灰色金属，新的断口具有明显的金属光泽。

铅的蒸汽压较大，在不同温度下铅的平衡蒸汽压如下表1-1：表1-1 同温度下铅的平衡蒸汽压 温度/K 893983 1093 1233 蒸汽压/Pa0.13 1.33 13.33 133.32 温度/K1563 1633 1798 蒸汽压/Pa 6666.1 13332.2 100324.72由于高温时铅的挥发性较强，易导致铅的损失，所以炼铅厂必须具有完善的收尘设备，以保证铅的回收，同时防止工作人员铅中毒。

铅在重金属中是最柔软的金属，硬度为莫氏1.5，能用指甲刻划；展性很好，可轧成铅皮，锤成铅箔；延展性差，不能拉成铅丝。

铅为热和电的不良导体，如果银的热导率和电导率为100，则铅的热导率仅为8.5，而电导率仅为10.7，铅的主要物理性质如表1-2所示。

表1-2 铅的主要物理性质性质单位 数值 半径熔点沸点熔化热汽化热 Pm K K kJ/mol kJ/mol 132（Pb +2），84（Pb 4+）175（Pb ） 600.65 2013 5.121密度热导率电阻率kg/m3w/(m﹒k)Ω﹒m177.811350（293k）35.3（300k）20.648×10-8（293k）1.1.2 铅的化学性质铅是元素周期表中第6周期ⅣA族元素，元素符号Pb，原子序数82，相对原子质量207.2.。

铅原子的外电子构型为[Xe]4f145d106s26p2,在形成化合物时可失去6p轨道上的2个电子，也可同时失去6s轨道上的2个电子，故铅有+2价和+4价，常温下为+2价为主。

常温下铅在完全干燥的空气中，或者在不含空气的水中，都不会起化学变化；在潮湿的和含有CO2的空气中，铅失去金属光泽而变成暗灰色，其表面被次氧化铅（Pb2O）薄膜所覆盖。

铅与氧生产四种氧化物 PbO Pb2O Pb3O4Pb2O3，其中最稳定的是PbO，其余都不稳定，只是冶金过程的中间产物。

《铅冶金》课程标准课程代码：适用专业：冶金技术学时：52学时学分：3学分开课学期：第四学期第一部分前言1.课程性质与地位《铅冶金》是冶金技术专业的主干课程，也是培养学生就业岗位必需的核心技能课程。

本课程以铅冶炼生产过程为行动领域，贯彻国家火法冶炼工职业标准，以岗位技能培养为教学目标，全面提高学生知识、能力、素质。

本课程以铅的冶炼过程为基本主线，围绕环境保护和可持续发展两大问题，着重介绍底吹炉、顶吹炉、鼓风炉、铅电解等新理念、新技术、新工艺、新设备以及技术经济分析和冶炼过程管理等知识。

同时，在操作实习和组织管理过程中可以培养学生的科学态度，激发学生的学习兴趣，培养学生的团结协作精神和组织协调能力，对职业素养的养成起着积极促进作用。

该学习领域以《冶金基础化学》、《冶金制图》、《冶金过程检测与控制》等课程为前导，为学生走上工作岗位奠定坚实的基础。

同时，也是学习《有色冶金设计原理》、《毕业设计》等后续课程的基础。

2.课程的设计思路《铅冶金》课程是现代直接炼铅新技术富氧底吹-高铅渣直接还原熔炼-电解精炼等冶炼新技术为基础，按照企业真实的生产流程，依次介绍了富氧底吹技术、高铅渣直接还原技术、电解精炼技术等冶炼工作任务，并根据完成每个工作任务对知识能力的需求，将冶炼原理、冶炼工艺、冶炼设备、冶炼操作、经济技术指标等知识融于课程教学中，实现“做、教、学”一体化。

本课程是以任务驱动的行动导向的教学模式为主，围绕铅冶炼职业能力，以铅冶金工作过程为依据，以校企合作企业为依托，以实际铅冶炼工作任务为驱动，将知识、技能和态度有机融合，根据不同的教学内容，有针对性地采用任务驱动教学法、案例教学、现场教学等多种教学方法。

第二部分课程目标1.知识目标（1）使学生能够完成铅冶炼生产的炉料准备工作，满足底吹等冶炼工艺对原料的要求。

（2）使学生能够掌握底吹炉熔炼的工艺及设备知识，掌握冶炼过程的工艺控制及经济技术指标。

（3）使学生能够完成高铅渣的直接还原熔炼，掌握冶炼过程的经济技术指标的合理控制。

铅冶金1.1铅的性质和用途☐铅是周期表中第四族元素，原子序数为82。

☐在化合物中，铅为两价及四价。

☐原子量为207.21，为Pb204、Pb206、Pb207及Pb208同位素的平均值。

☐颜色：蓝灰色或银灰色。

☐晶体结构：面心立方晶格。

☐熔点：327.4℃，沸点：1725℃。

☐密度：11.336克/厘米3（20℃）。

☐铅对人有毒。

1.1.1铅的性质☐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。

铅的物理性质☐低熔点、高密度、低刚度以及高阻尼☐低熔点使其可用于易熔合金、软钎焊料、印刷合金以及保险丝合金。

高密度可使其用于防护x射线和γ射线辐射铅的化学性质☐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3PbCO3·Pb(OH)2。

☐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。

☐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。

`有色冶金工厂设计基础铅精矿直接熔炼基础设计指导书昆明冶金高等专科学校冶金技术教研室2011年11月设计任务书设计一个年产71966 吨的粗铅富氧顶吹熔炼车间（初步设计）一．原始数据1 原料、燃料和辅助材料1.1 原料1.1.1 铅精矿本项目粗铅产量为71966t/a。

年处理混合含铅物料量189948t，包括铅精矿、共生氧化矿、铅银渣。

设计使用的各类含铅物料主要化学成分见表1-1。

表1-1 各类含铅物料主要化学成分（干基，Wt%）名称数量(t/a) Pb Zn Cu S Fe SiO2CaO MgO 铅精矿1 44324 59.94 5.74 0.02 18.84 6.1 1 2.83 0.78 铅精矿2 50624 52.48 6.95 0.07 17.8 8.25 1.6 2.78 0.14 共生氧化矿40000 10 10 0.02 1.4 17.4 12.5 16.65 3.91 铅银渣55000 32 10 0.15 11.17 2.53 5.28 6.45 1.6 名称数量(t/a) Al2O3As Sb Cd Ge Ag F Cl 铅精矿44324 0.65 0.08 0.01 0.01 0.040 0.01 0.01 铅精矿50624 0.6 0.14 0.18 0.01 0.014 0.05 0.01 0.02 共生氧化矿40000 0.65 0.05 0.21 0.09 0.032 0.07 0.17 0.09 铅银渣55000 0.24 0.26 0.15 0.11 0.008 0.026 0.06 0.04 混合含铅物料平均含水10%。

1.2 燃料1.2.1 原煤粉煤制备需要原煤，原煤年需要量为130427t，含水～8.86%。

原煤粒度要求小于120mm，由汽车运输入厂。

业主提供的原煤干基成分见表1-2，碎煤灰分化学成分见表1-3。

煤气站用煤量及煤质见热工专业。

表1-2 原煤干基成分(%)C用S用H用O用N用A用60.0 0.59 2.37 3.04 0.87 24.27碎煤含水约8%。