铅冶金概述

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。

现代铅冶金工程设计综述汇报人：陈智和长沙有色冶金设计研究院有限公司二零一六年四月二十二日零六年四月十日汇报提纲、概念现代铅冶金一、概念——二、现代铅冶金工艺简介三、现代铅（粗铅）冶金工厂设计实例三现代铅（粗铅）冶金工厂设计实例四、我国铅冶金工艺需要完善或解决的问题—、概念——现代铅冶金《现代铅冶金》定义：现代铅冶金是相对于传统铅冶金即烧结—鼓风炉还原熔炼工艺而言的，是指铅原料不需烧结直接熔炼的各种炼铅（粗铅）方法。

二、现代铅冶金工艺简介1、两大类：闪速熔炼：3种，卡尔多法、基夫赛特法、灵宝闪速工艺。

熔池熔炼：7种，分别是：Q.S.L炼铅；富氧双底吹直接炼铅（氧化及还原）富氧底吹氧化及富氧侧吹还原炼铅富氧双侧吹炼铅（氧化及还原）富氧双顶吹炼铅—ISA法（氧化及还原）富氧顶吹氧化及侧吹还原炼铅富氧顶吹炼铅—AUSMELT法详见表21：现代铅冶金工艺览表（1）（2）2—1：现代铅冶金工艺一览表（~二现代铅冶金工艺简介（部分）二现代铅冶金工艺简介（部分）三现代铅冶金工厂设计实例311三、现代铅冶金工厂设计实例3.1 闪速熔炼——厂1和厂2、厂23.1.1工厂设计实例见表3—1 闪速炼铅工程——Kaldo 炼铅和Kivcet炼铅工厂三现代铅冶金工厂设计实例312三、现代铅冶金工厂设计实例3.1 闪速熔炼——厂1和厂2、厂23.1.2设计经验（主要针对基夫赛特工艺）1）工艺评述基夫赛特法既是炼铅的工艺，也可以称其为一种炼基夫赛特法既是炼铅的工艺，也可以称其为种炼渣工艺，因为搭配渣料的比例可以达到原料量的约60%，而且铅、金、银、铜、铋、锌的回收率也很理想。

经济效益方面，如果仅仅用粗铅的能耗、加工成本等指标来衡量与现代炼铅工艺的优劣势，是不全面的，也是不合理的基夫赛特工艺的清洁生产水平（含现场环境）无理的，基夫赛特工艺的清洁生产水平（含现场环境）无疑是最好的，它对解决锌系统渣处理的环保问题是彻底的。

三现代铅冶金工厂设计实例312三、现代铅冶金工厂设计实例3.1 闪速熔炼——厂1和厂2、厂23.1.2设计经验主要针对基夫赛特工艺）2）原料的适应性Pb 25%∽a)含Pb 25%70%原料。

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。

铅冶金铅是最软的重金属，呈灰白色。

熔点低（327.4℃）、密度大（11.68g/cm3）、展性好、延性差。

对电和热的传导性能不好。

高温下易挥发。

铅在空气中表面能生成氧化铅膜，在潮湿和含有二氧化碳的空气中，表面生成碱式碳酸铅膜，这两种化合物，均能阻止铅的继续氧化。

铅是两性金属，既能生成铅酸盐，又能与盐酸、硫酸作用生成PbCl2和PbSO4的表面膜。

因其膜几乎不再溶解，而能起到阻止继续被腐蚀的钝化作用。

铅还具有吸收放射线的性能。

铅的用途：由于铅具有高密度、良抗蚀性、熔点低、柔软、易加工等特性，因此在许多工业领域中得到应用，铅板和铅管广泛用于制酸工业、蓄电池、电缆包皮及冶金工业设备的防腐衬里。

铅能吸收放射性射线，可作原子能工业及X射线仪器设备的防护材料。

铅能与锑、锡、铋等配制成各种合金，如熔断保险丝、印刷合金、耐磨轴承合金、焊料、榴霰弹弹丸、易熔合金及低熔点合金模具等。

铅的化合物四乙基铅可作汽油抗爆添加剂和颜料。

还可以作建筑工业隔音和装备上的防震材料等。

铅毒：铅的蒸汽和粉尘容易通过呼吸道和食道进入人体。

铅和氧化铅溶于血液会引起中毒。

中毒后，常有消化不良、易疲劳、牙龈发紫、腹痛、头痛、痉挛、贫血、眼和肾受损等症状。

铅生产中均须十分重视安全防护工作。

铅矿石分为硫化矿和氧化矿两类。

硫化矿主要的矿物成分是方铅矿（PbS），氧化矿的基本成分是白铅矿（PbCO3）。

全世界所产的铅大部分来自硫化铅矿，少部分从废杂含铅物料中再生，氧化铅矿炼铅目前不具有重要意义。

硫化铅矿常与闪锌矿（ZnS）共生，并常伴有黄铁矿、黄铜矿等硫化物，还有石灰石、石英等脉石。

中国铅锌矿资源比较丰富，全国除上海、天津、香港外，均有铅锌矿产出。

产地有700多处，保有铅总储量3572万吨，居世界第4位；锌储量9384万吨，居世界第4位。

从省际比较来看，云南铅储量占全国总储量17%，位居全国榜首；广东、内蒙古、甘肃、江西、湖南、四川次之，探明储量均在200万吨以上。