铅冶金概述和22硫化铅精矿烧结焙烧

铅的提炼方法一,冶炼方法:炼铅原料主要为硫化铅精矿和少量块矿.铅的冶炼方法有火法和湿法两种,目前世界上以火法为主,湿法炼铅尚处于试验研究阶段.火法炼铅基本上采用烧结焙烧——鼓风炉熔炼流程,占铅总产量的85—90%;其次为反应熔炼法,其设备可用膛式炉,短窑,电炉或旋涡炉;沉淀熔炼很少采用.铅的精炼主要采用火法精炼,其次为电解精炼,但我国由于习惯原因未广泛采用电解法.炼锌的原料主要是硫化锌精矿和少量氧化锌产品.火法炼锌采用竖罐蒸馏,平罐蒸馏或电炉;湿法炼锌在近20年以来得到迅速发展,现时锌总产量的70—80%为湿法所生产.火法炼锌所得粗锌采用蒸馏法精炼或直接应用;而湿法炼锌所得电解锌,质量较高,无需精炼.对难于分选的硫化铅锌混合精矿,一般采用同时产出铅和锌的密闭鼓风炉熔炼法处理.对于极难分选的氧化铅锌混合矿,经长期研究形成了我国独特的处理方法,即用氧化铅锌混合矿原矿或其富集产物,经烧结或制团后在鼓风炉熔化,以便获得粗铅和含铅锌的熔融炉渣,炉渣进一步在烟化炉烟化,得到氧化锌产物,并用湿法炼锌得到电解锌.此外,也可以用回转窑直接烟化获得氧化锌产物.二,精矿杂质对铅锌冶炼的影响:1.铅精矿中的杂质:铜:在精矿中呈含铜硫化物存在.在烧结焙烧温度下,反应为氧化铜,熔炼时还原为金属铜,进入粗铅,如粗铅含铜高(>2%)时,则需造冰铜,对铜进行回收,否则,熔炼时,铅,渣分离困难,且易堵塞虹吸道,造成处理困难,影响工人健康和铅的挥发损失大.铅产品中合铜量较高时易使铅变硬.故要求铅精矿中含铜量<3%,混合精矿含铜<1%.锌:在铅精矿中以硫化锌状态存在,焙烧时变成ZnO.在熔炼过程中不起化学变化,大部分进入炉渣,增加炉渣粘度,缩小铅液与炉渣比重差,而使二者分离困难,影响铅的回收率.部分Zn O可能凝结在炉壁上形成炉结,使操作困难.原料中含锌高时,会造成高铁炉渣,增加铅在渣中的损失.锌易使铅金属变硬不能压成薄片,并促使硫酸对铅的腐蚀性.因此要求铅精矿含锌不大于10%.砷:在精矿中以毒砂(FeAsS)及雄黄(As2S3)的状态存在,熔炼时,部分还原成As2O3而挥发进入烟气,形成极有害的大气环境污染.部分As进入粗铅和炉渣;粗铅中含As高时,需采用碱性精炼法除As,产出的浮渣中所含的Na3AsO4极易溶于水而污染水源,致使人畜中毒.砷易与铅形成合金,使铅硬化,故要求铅精矿中含砷不大于0.6%.氧化镁(MgO):熔点2800℃,增加炉渣熔点,且易使铁的氧化物在渣中溶解度降低,炉渣变粘,一般含MgO达3.5%,则故障频繁,因此希望铅精矿含MgO不大于2%.氧化铝(Al2O3):熔点2050℃,使炉渣熔点增高,粘度增大,特别是与ZnO结合成锌尖晶石(ZnO·Al2O3),在鼓风炉中系不熔物质,使炉渣熔点与粘度显著升高,故要求精矿中Al2O3不大于4%.2.锌精矿的杂质:铜:在精矿中常呈铜的硫化物状态存在,焙烧时,主要形成不同形式的氧化亚铜,残余的硫化铜易形成冰铜,降低炉料的熔点.湿法炼锌时,溶液中的Cu++腐蚀管道,阀门,在竖罐蒸馏时,往往有少量进入粗锌,影响商品锌质量.因此要求锌精矿含Cu不大于2%.铅:锌精矿中含硫化铅较高时,形成易熔的铅硫,铅硫首先促使结块甚至使焙烧料熔化,阻止硫的脱除.氧化铅易与许多金属氧化物形成低熔点共晶,在800℃时开始熔化,引起炉料在沸腾炉和烟道中结块.湿法炼铅中,焙砂浸出时,转化为硫酸铅,消耗硫酸.火法炼铅中,铅的氧化物在蒸馏罐中还原所得的铅,部分气化,冷凝成为锌锭中的杂质,影响商品锌质量,焙烧矿中硫酸铅在蒸馏罐中被还原为硫化铅,与其它金属硫化物可形成冰铜,造成罐壁的腐蚀.因此要求锌精矿中含铅不大于3%.铁:铁在锌精矿中呈铁闪锌矿存在时,焙烧时形成铁酸锌.在湿法炼锌过程中,铁酸锌用稀酸浸出不溶解,影响锌的浸出率,增加浸出渣的处理费.精矿中游离的FeS焙烧时转化为Fe2O3,硫酸浸出时呈FeSO4进入溶液,在氧化中和时,生成絮状Fe(OH)3,影响浓密机澄清速度.在火法竖罐蒸馏时,焙烧矿中的Fe2O3还原成FeO与金属铁,其中金属铁在竖罐中形成积铁,影响竖罐温度升高,使锌蒸发不充分,致使渣中含锌高;矿石中存在SiO2时,易与FeO形成硅酸盐侵蚀罐壁;当粗锌进入蒸馏塔时,粗锌含铁量直接影响塔的寿命.因此希望锌精矿含铁一般不大于16%,湿法炼锌不大于10%.砷:精矿中含砷,在沸腾焙烧时,砷进入烟气,造成制硫酸时V2O5触煤中毒.焙烧矿中的砷绝大部分在浸出时被除掉,但溶液含As高,则消耗FeSO4量大(铁量为砷量20倍),铁多渣多,带走的锌也多.As能在阴极上放电析出,产生烧板现象(阴极反熔).因此要求精矿混合料中As 不大于0.5%.二氧化硅:精矿中往往含有游离的SiO2和各种结合状态硅酸盐,在高温下与氧化锌形成硅酸锌.湿法浸出时,硅酸以胶体状进入溶液中,使产品浓缩,过滤工序极为困难.在蒸馏过程的高温条件下,SiO2与CaO,FeO等形成硅酸盐,腐蚀罐壁有碍蒸馏.要求精矿中SiO2不大于7%.氟:在沸腾焙烧烟气中的氟,易使制酸系统瓷砖腐蚀,损坏设备.电解液中含氟高时,阴极锌不易剥离.要求锌精矿中F不大于0.2%.三,铅锌冶炼对伴生组份的综合回收:1.铅冶炼时的综合回收:硫:在烧结机烟气中予以回收制硫酸.铜:在鼓风炉熔炼时,以冰铜形式回收或在火法精炼时以含铜浮渣形式回收.铊:在烧结烟尘中予以回收.金,银,铂族金属,硒,碲和铋:在电解精炼阳极泥中回收,或在火法精炼的浮渣中回收.锌:在鼓风炉渣中用烟化法回收.镉:在烟尘中予以回收.2.锌冶炼时的综合回收:硫:在沸腾焙烧烟气中回收.铅:在氧化锌浸出渣中回收.金,银:在浸出渣中用浮选法回收为精矿.镉:在铜镉渣中予以回收.铜:在铜镉渣中予以回收.铟,镓,锗:在铟锗渣中回收.钴:在净液时以钴渣形式回收.铊:在除氟氯过程中(多膛炉或回转窑)的烟尘中回收.四、矿区工业品位指标的计算方法根据普查评价阶段所能获得的地质资料和国内铅锌矿山一般生产技术经济指标,计算矿区工业品位(指矿区平均品位)可采用简单易行的"价格法"."价格法"公式如下:①一吨矿石完全成本:为每吨原矿所分摊的采矿,选矿,原矿运输成本及企业管理费和精矿销售费的总和:采矿成本:即出矿成本,不同开拓方式(平硐,竖井),不同采矿方法,排水量大小等,均影响采矿成本.目前,我国地下开采小型矿山采矿成本约12—23元/吨,大中型矿山10—28元/吨.选矿成本:铅锌矿石一般为浮选,其选矿成本受矿石含泥程度,矿物粒度,药剂消耗量,尾矿输送距离等因素影响.目前,浮选的选矿成本一般为10—16元/吨.原矿运输成本:指采出矿石由坑口至选厂的运输费,受运输距离远近和运输方式(电机车,索道等)的影响.目前,我国坑采矿山一般为1—1.5元/吨.企业管理费:企业管理费受企业规模大小和管理水平的影响.目前,我国大中型企业2—4元/吨,小型企业3—5元/吨.精矿销售费:铅锌精矿由矿山选厂运至冶炼厂交货地点的一切费用(运输费,装卸费,管理费等)为精矿销售费.运输费可按公路,铁路,水运的距离和有关部门规定的运价计算.但参与上述公式计算时,应将精矿销售费折算分摊成原矿销售费.②采矿贫化率:因地质条件不同,采矿方法不同和管理水平不同,采矿贫化率而有差异.目前,我国坑内采矿的贫化率一般为10—25%.③选矿回收率:根据具体矿区的矿石可选性试验结果选取指标.④精矿含每吨金属价格:为国家规定的现行价格,其计价单位为精矿中所含每吨金属.由于在公式中,精矿销售费需折算分摊成原矿销售费,而在品位尚未确定的条件下,精矿量难以确定,因此折算分摊存在困难,为避免这一问题,可改用下列公式.在下列公式中,一吨矿石完全成本不包括精矿销售费所分摊折算的费用.公式中精矿价格需进行折算,如锌精矿含Zn 55%时,每吨金属含量的价格为1010元,则每吨精矿价格为1010元×55%=555.5元.公式中精矿销售费,系每吨精矿的销售费,不分摊折算成原矿费用.每一具体矿区在地质评价时,可将具体矿区的各项参数代入上述公式中,求出矿区工业品位,从而对矿区的经济意义作出评价.根据我国当前铅锌矿生产一般技术经济指标的计算,以及有些矿山生产实际资料,矿区工业品位一般要求,硫化矿Pb+Zn 4—5%,混合矿Pb+Zn 6—8%,氧化矿Pb+Zn 8—10%,这个数据也可供矿床经济评价和考虑矿区是否转入详细勘探的参考.对易采易选,交通方便的矿区,以及生产矿山外围的矿区,这个数据可酌情降低.今后,考虑到矿山管理及采选技术水平的不断提高,上述矿区工业品位的参考数据,也必然会逐步降低.计算矿区工业品位,除"价格法"外,尚有其它一些方法,但多较上述方法繁杂,考虑到普查阶段所能获得的资料有限,故不一一列举,必要时可向工业设计部门了解.注：资料整理- 东莞市万江(银丰铁场)废旧物资回收公司。

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。

铅的主要发展概述19世纪人们发现铅有抗酸、抗碱、防潮、密度大以及能够吸收放射性射线的性质后，铅冶炼得到极大发展。

铅的来源主要是铅精矿硫化铅精矿中的主要金属硫化物是方铅矿PbS，另外还有ZnS,FeS2，FeAsS,Sb2S3,CdS,CuFeS2,Bi2S3等、为保证工艺过程顺利进行，一般要求铅精矿含铅50%以上。

二次物料主要由废铅酸蓄电池、湿法炼锌过程中产出的含铅浸出渣铅化合物性质：硫化铅在自然界中呈矿物形态存在，其结晶状态暗红色，有金属光泽，熔点为1135℃，在熔化状态下具有良好流动性，且易挥发，在温度为600℃时就开始挥发。

硫化铅是不稳定化合物，当某种对硫亲和力大于铅的金属与硫化铅作用时，硫化铅中的铅就会被金属置换出来，反应如下：PbS+Me=Pb+MeS氧化铅纯氧化铅熔点886℃，易挥发，750℃时开始挥发，沸点1472℃，在950℃达到相当大数值，因此挥发损失大，氧化铅在高温下（2000℃）解离2PbO-----2Pb+O2传统练铅法：烧结焙烧——鼓风炉熔炼法烧结焙烧的目的硫化铅精矿的烧结焙烧，实在大量空气参与下的强氧化过程。

其目一是氧化脱硫，使金属硫化物变成氧化物，而是将粉状物料烧结成块，三十是精矿中的硫呈SO2一边制取硫酸，四是脱出部分金属如易挥发的伴生金属铊集中于烟尘中利于综合回收。

基本原理：将制备好的炉料装入烧结装备，鼓入或吸入大量空气的条件下，点火加热到800—900°C，硫化物发生氧化，生产金属氧化物和二氧化硫，各种金属氧化物相互反应，形成盐类，各类金属主要的氧化反应2MeS+3O2=2MeO+2SO2+Q烧结法主要缺点：烟气SO2浓度低，难以制酸，污染环境，物料量大，扬尘点分散。

富氧底吹熔炼-鼓风炉还原技术(SkS法)是国内应用最多的直接练铅法，与传统工艺相比省去了烧结工序，具有流程短、热利用率高、烟气中SO2浓度高特点工艺主要由五个系统组成：原料制备系统、氧气底吹氧化系统、鼓风炉还原系统、制酸系统、氧气制备系统。

铅冶炼基础知识铅是人类较早提炼出来的金属之一，炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期。

埃及前王朝时期（早于公元前3000年）即有用铅制作的小的人像，美索不达米亚于乌拉克三期（Uruk Ⅲ,公元前3000年）已用铅制作小容器或锤成薄片，在乌尔(Ur)遗址曾发现残破的铅质水管。

但是，直到公元前15世纪之后，铅才较常见于巴勒斯坦一带。

资源铅的矿物有原生硫化矿和次生氧化矿两种。

硫化矿的主要矿物为方铅矿（PbS），常和闪锌矿(ZnS)、辉银矿(Ag2S)、黄铁矿(FeS2)等共生。

氧化矿主要有白铅矿(PbCO3)和硫酸铅矿(PbSO4)。

方铅矿是生产铅的主要矿物。

世界铅矿资源较丰富的国家有美国、加拿大、苏联、澳大利亚和墨西哥等。

中国铅矿资源也较多，分布于湖南、广西、广东、江西、江苏、云南、青海、甘肃、陕西等省区，著名的矿山有水口山、凡口、桃林等。

铅广泛用于制造铅合金。

铅合金大量用于制造蓄电池极板,铅管和铅板用作防腐材料。

铅对X射线和γ射线有良好的吸收性,广泛用作X光机和原子能装置的防护材料。

汽油内加入四乙基铅[Pb(C2H5)4]可提高其辛烷值。

用作颜料的铅化合物有铅白[2PbCO3?Pb(OH)2]、铅丹(Pb3O4)、铅黄(PbCrO4)、密陀僧 (PbO)等。

盐基性硫酸铅、磷酸铅和硬脂酸铅用作聚氯乙烯的稳定剂。

美国1979年用铅量比例为：蓄电池61％，汽油添加剂12％，颜料6％，弹药4％,建筑材料3％,电气2％，其他12％。

由于铅毒和经济等原因，某些领域中的铅，已经或即将为其他材料所代替。

铅的售价有下降的趋势。

1979、1980、1981年伦敦市场铅的平均价格分别为54.5、41.2、33.3美分/磅。

70年代末世界铅产量的80%以上用传统的烧结-鼓风炉流程生产,约10％用铅锌鼓风炉流程(I.S.P)生产，其他生产方法有波利顿(Boliden)电炉、改良膛式炉(BBU)和短窑等。

炼铅的原料主要是硫化铅矿，采出的矿石品位一般低于3％,须经选矿得到铅精矿再行冶炼。

第一章铅冶金的一般知识目的要求：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：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1.1.1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：赛铅的主要物理性质铅的蒸气压与温度的关系如下：温度(C) 620 710 820 960 1130 1290 1360 1415 1525蒸气H k Pa) I.33X 104 1.33x 1031.33K 102 1.33x 1/ 1.33 6.7 13.3 38.5 101.31.1.1.2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CO的空气中，则失去光泽而变成暗灰色，其表面被PbO薄膜所覆盖，此膜2 2慢慢地转变成碱性碳酸铅3PbCOj (OH)/铅在空气中加热熔化时，最初氧化成PbO/温度升高时则氧化侬60,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Pb?（即2PbO-PbO2,俗称铅丹）。

无论是Pb2O3或Pb304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。

CO对铅的作用不大；浸没在水中（无空气）的铅很少腐蚀。

2铅易溶于硝酸（HNOJ、硼氟酸（HBF,、硅氟酸（H2siFj、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PbSO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 4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。

铅、铅锌精矿的烧结焙烧烧结焙烧是硫化物在高温（800℃以上）条件下经氧化脱硫转为氧化物，并烧结产出具有多孔和一定强度的烧结块的过程。

烧结过程应尽可能提高烟气中S02 浓度，以利于制酸，同时力求富集原料中易挥发的有价金属，以便综合利用。

烧结设备有烧结锅、烧结盘和带式烧结机，带式烧结机适用于规模在20000t／a 以上的大中型冶炼厂。

带式烧结机又分为吸风和鼓风两种型式。

烧结机吸风烧结、烧结锅烧结和烧结盘烧结所产烟气含SO2 浓度低，一般在2.0 ％以下，难以制酸，排入大气严重污染环境，因而仅在极少数老厂或小厂还保留使用。

烧结机鼓风烧结产出的烟气，含SO2 浓度可达4％～7％，可进行制酸，有利环保，因此目前多采用烧结机鼓风烧结焙烧。

采用鼓风炉炼锌(I.S.P) 冶炼流程时，铅锌精矿需先进行烧结焙烧，鉴于铅锌精矿的烧结工艺流程与铅烧结的工艺流程基本相同，为避免重复，故合在一起叙述。

但是，这二种烧结工艺在烧结混合料成分控制、点火和烧结温度、烧结块质量要求等方面存在着较大的差异。

为便于区分这二种不同烧结工艺，先将其主要不同点叙述如下。

一、混合料（一）铅烧结1、烧结块含铅一般要求在40％～45％，当处理高品位铅精矿时，配料时需添加熔炼炉或烟化炉的水碎渣降低烧结块中的铅品位。

2、鼓风炉熔炼时，烧结块中的锌几乎全部进入熔炼炉渣，为保证熔炼顺利进行，炉渣含锌受到限制，一般不超过15％。

当处理高锌铅精矿时，必须添加烟化过的熔炼炉渣代替熔炼水碎渣。

3、进行配料的物料除各类铅精矿和含铅物料外，尚有烧结、熔炼、通风烟尘，熔剂，水碎渣等物料；熔剂有石英石（或河砂）、石灰石、烧渣等，熔剂可以全部在烧结配料时一次配入，也可以在烙炼时加入部分块状熔剂，剩余部分在烧结配料时加入。

（二）铅锌烧结1、混合料中的Pb、Zn、SiO2 等成分必须符合产出的烧结块中的Pb+Si02 不大于26%，锌铅比不小于2.0 的要求。

2、混合料是由铅锌精矿，烧结烟尘、通风烟尘、熔剂、浮渣、蓝粉等物料组成的。

3铅锌硫化精矿的焙烧与烧结现在世界上的铅锌冶炼厂所处理的矿物原料，90%以上是铅锌硫化精矿，其化学成分参见表1.23与1.24，处理这些精矿的目的是提取铅、锌、硫与其它有价元素。

由于这种硫化精矿中的铅与锌主要是以硫化物的形态存在，即为方铅矿(PbS)与闪锌矿(ZnS)，因此要把PbS与ZnS还原得到金属，在目前的生产技术条件下很难找到一种能满足技术与经济要求的还原剂；当采用湿法炼锌时，也很难找到一种在常规浸出条件下能很好溶解ZnS并进一步顺利地从溶液中提取金属锌的溶剂。

因此，世界上大多数铅锌冶炼厂所采用的冶炼方法，是将这种硫化精矿首先进行焙烧或烧结焙烧，以转变精矿中PbS与ZnS以便下一步处理，这就是焙烧或烧结焙烧的主要目的。

在金属硫化物的氧化过程中，精矿中的硫会氧化为SO2，随烟气带走并与氧化后的金属氧化物分离。

这种含SO2的烟气可以送去生产硫酸，所以铅锌冶炼厂也是生产硫酸的化工厂。

铅锌硫化精矿在氧化焙烧过程中得到的铅锌氧化物，目前在火法冶金中都是选用炭质还原剂在高温下使PbS与ZnS还原为金属。

实现这一过程可以在各种冶金炉中进行，并且大多数铅锌冶炼厂都是采用鼓风炉进行还原熔炼。

而鼓风炉还原熔炼过程中只能处理块状物料，因此细小的硫化精矿在焙烧时应利用硫化物氧化放出的热量来升高温度，使粉状的氧化物料在高温下熔结成块；这就是在硫化物氧化过程中同时进行的烧结过程，即所谓的烧结焙烧。

因此，烧结是一个冶金过程，达到了硫化物氧化与粉状物料熔结成块两个目的。

铅锌冶炼厂为了实现硫化精矿的焙烧或烧结焙烧的目的，可以在不同的技术条件(如温度、气氛等)下与各种冶金设备(如流态化焙烧炉、烧结机等)中进行；在同等条件下及同样的设备中进行时，还可以采取不同的技术措施(如富氧鼓风、吸风与鼓风烧结等)来强化生产过程，提高产品质量，改善劳动条件与环境保护，从而获得更好的经济效益与社会效益。

3.1铅锌硫化精矿焙烧与烧结理论基础硫化铅精矿中的主要金属硫化物是方铅矿PbS，另外ZnS、FeS2、FeAsS、Sb2S3、CdS、CuFeS2、Bi2S3等。

硫化铅精矿熔炼的方法和原理铅冶炼就是将铅金属从矿石、精矿或二次铅料中提炼出来, 生产铅的方法可以分为火法冶炼和湿法冶炼。

目前, 炼铅几乎采用的全是火法, 湿法炼铅虽已进行长期试验研究, 有的已进行了半工业试验规模, 但仍未工业应用。

火法炼铅普遍采用传统的烧结焙烧-鼓风炉熔炼流程, 该工艺占世界产铅量65%左右, 铅锌密闭鼓风炉生产的铅约为5%, 其余约30%是从精矿直接熔炼得到。

直接熔炼的老方法有沉淀熔炼和反应熔炼。

沉淀熔炼是用铁作还原剂, 在一定温度下使硫化铅发生沉淀反应, 即PbS+FePb+FeS, 从而得到金属铅。

反应熔炼是将一部分PbS氧化成PbO或PbSO4, 然后使之与未反应的PbS发生相互作用而生成金属铅, 主要反应为PbS+2PbO3Pb+SO2或PbSO4+PbS2Pb+2SO2。

这两种炼铅方法金属回收率低、产量小、劳动条件恶劣, 现在大型炼铅厂已不采用。

20世纪80年代以来开始工业应用的直接炼铅方法主要是氧气闪速电热熔炼基夫塞特法和氧气底吹熔池熔炼QSL法, 它们将传统的烧结焙烧-还原熔炼的两个火法过程合并在一个装置内完成, 提高了硫化矿原料中硫和热的利用率, 简化了工艺流程, 同时改善了环境。

其他的熔炼方法如富氧顶吹、富氧底吹熔炼法均可以达到简化流程、改善环境的目的。

2.1 熔炼的传统方法2.1.1 烧结焙烧-鼓风炉熔炼法烧结焙烧-鼓风炉熔炼法属传统炼铅工艺, 铅冶炼厂大部分都采用这一传统工艺流程, 此法即硫化铅经烧结焙烧后得到烧结块, 然后在鼓风炉中进行还原熔炼产出粗铅。

图2-1为该方法的工艺流程图。

图2-1 烧结焙烧-鼓风炉熔炼工艺流程图2.1.1.1 硫化铅精矿焙烧-鼓风炉熔炼法概述最早的硫化铅矿焙烧方法是将块矿堆积起来进行氧化焙烧, 称为堆烧法, 而对碎的富铅矿则采用灶或窑来焙烧。

到19世纪末, 随着浮选技术的发展及普及, 才开始将富集的粉状铅精矿加入反射炉内进行粉末焙烧或烧结焙烧。

2硫化铅精矿的烧结焙烧硫化铅精矿的粒度小，大都小于200目(0.074mm)，其中除PbS外，还含有其他的金属硫化物和脉石。

在鼓风炉还原熔炼条件下，精矿中的PbS是不能被还原产出金属铅的，所以应预先进行氧化焙烧，使PbS变为PbO。

此外，精矿原料这种细粒物料进鼓风炉处理时，容易被鼓风吹出炉外，或者将炉料中的空隙堵死，使炉料透气性变坏，风难鼓入，熔炼过程难以进行。

所以硫化铅精矿的烧结焙烧是在有大量空气参与下的强氧化过程，其目的是：①氧化脱硫，使金属硫化物变成氧化物，以便被碳还原，而硫以SO2逸出，以便制酸；②在高温下将粉料烧结成块，以适应鼓风熔炼作业的要求。

2.1硫化铅精矿的烧结焙烧2.1.1烧结焙烧的脱硫率确定烧结块中残硫多少的原则是按精矿中铜、锌含量来加以控制。

如果铅精矿含Zn高，则焙烧时应尽量把硫除净，使Zn全部变为ZnO，这样可减少ZnS对还原熔炼时的危害。

如果精矿含铜较多(如Cu>l%)，便希望焙烧时残余一部分硫在烧结块中，使铜在熔炼时以Cu2S形态进入铅，从而提高铜的回收率。

如果烧结块中残硫不够，则在还原熔炼时大部分铜会被还原为金属铜而入粗铅，少量以硅酸铜和亚铁酸铜形态进入炉渣，前者会导致鼓风炉操作上的困难，后者增加了铜的渣损失。

实践证明，当铅锍中含Cu10%～15%时，铜在铅锍中的回收率可达80%~90%。

如果精矿中含Cu、Zn都高，残硫问题只能根据各厂的具体情况而定。

有的工厂首先进行“死焙烧”，使铜和锌的硫化物都变成氧化物，而在鼓风炉熔炼时加入黄铁矿作硫化剂，将铜的氧化物再硫化成为Cu2S，使之进入铅锍，而锌以ZnO形态进入炉渣。

国内铅厂对含Cu、Zn都较高的精矿一般不造铅锍，而是采用“死焙烧”。

这样既免除ZnS的危害，又减少造锍的麻烦和锍处理的费用，同时铅的直收率也得到提高。

我国炼铅厂实践证明，粗铅含Cu2.5%左右时，操作中没有多大困难。

如某厂处理含锌和铜都比较高的精矿时，鼓风炉产出粗铅含Cu达3.5%～4.5%，只要采用高焦高钙炉渣进行熔炼，并维持较高的炉缸温度，操作无多大困难，但铜在粗铅中的回收率为70%～75%。