粗铅初步火法精炼

浅谈粗铅火法精炼过程中杂质控制的生产实践摘要：为了提高粗铅火法精炼的质量，有必要在实际工作中做好其中杂质的控制。

本文在对粗铅火法精炼的具体工艺流程进行分析的基础上，进一步对杂质的具体控制方法进行探究，希望以此使粗铅火法精炼的质量得到有效提升。

关键词：粗铅火法；精炼；杂质控制粗铅火法精炼主要是经粗铅加温熔化，然后通过一些工艺技术方法，比如：加硫除铜、氧化除锡等，进而使铸型得到的阳极板中的杂质含量符合铅电解的标准。

从粗铅火法精炼的质量提升角度来讲，做好粗铅火法精炼过程的杂质控制非常重要，这也是本次论述的重点所在[1]。

首先，需结合实际工程项目，了解粗铅火法精炼涉及的工艺流程；然后结合杂质控制工艺理论，实施有效的杂质控制策略，这样粗铅火法精炼过程中的杂质才能够得到有效控制，进一步为精炼质量的全面提升提供具有价值的参考建议。

一、工程实况及工艺流程分析某工程在精炼作业过程中，采取的具体工艺流程为：“烧结焙烧→鼓风炉还原熔炼→火法初步精炼→电解精炼”。

粗铅年产量为40000吨，电铅年产量为50000吨，通过相应的技术改造及发展，目前粗铅年产量达到65000吨，电铅年产量达到95000吨[2]。

因为自产粗铅难以满足电铅的生产要求，每一年均需要从外进行粗铅的采购。

如此一来，对于粗铅火法精炼而言，成分便不再是单独的鼓风炉还原熔炼所产粗铅，这样使得粗铅火法精炼中控制杂志显得较为困难。

对于粗铅火法精炼来说，其主要是对粗铅进行加温熔化处理，通过熔析除铜、加硫除铜以及氧化除锡等工艺的应用，确保铸型得到的阳极板当中的杂质含量符合铅电解的要求。

在本工程中，使用了5台75吨的熔铅锅，其中作用于火法精炼的有3台，铸型的有2台。

粗铅在通过火法精炼之后，由2台阳极铸型机铸成铅阳极板送往电解。

在粗铅火法精炼期间所生产的浮渣，利用1台浮渣反射炉进行处理，生产得到的粗铅则返回到火法精炼过程中。

为了使粗铅火法精炼的质量得到有效保证，便有必要做好其中杂质的控制工作。

粗铅精炼2006-7-15 10:12:16 中国选矿技术网浏览802 次收藏我来说两句熔炼产出的粗铅纯度在96%-99%范围，其余1%-4%为贵金属金银、硒、碲等稀有金属以及铜、镍、硒、锑和铋等杂质。

粗铅中的贵金属的价值有时要超过铅的价值，必须提取出来，而杂质成分对铅的展性和抗蚀性发生有害影响，必须除去。

因此要对粗铅进行精炼。

粗铅精炼有火法精炼和电解精炼两种。

中国和日本的炼铅厂一般采用电解精炼，世界其他国家均采用火法精炼法。

火法精炼设备与工艺简单，建设费用较低，能耗低，生产周期短。

其缺点是过程繁杂，中间产物品种多，均需单独处理，金属回收率较低；电解精炼生产率高，金属直收率高，易于机械化和自动化，可一次产出高纯度精铅。

但建设投资大，生产周期较长。

（一）粗铅火法精炼该法通常由熔析和加硫除铜一氧化精炼除砷锑一加锌提银一氧化或真空除锌一加钙镁除铋等工序组成。

中国西北铅锌冶炼厂等厂采用此法。

1．粗铅熔析和加硫除铜粗铅含铜一般为1.2%-2.0%，采用熔析法降低铅中含铜。

熔析法的基本原理是，粗铅中的铜能与砷、锑生成稳定的难熔的化合物—砷化铜和锑化铜，这些化合物不溶于铅而以固态进入浮渣与铅分离。

熔析法可将粗铅中铜降至0.1％以下。

熔析法所用设备有反射炉和熔析锅，大型炼铅厂多用熔析锅。

熔析锅用铸钢制成，容量30-370t，以重油作燃料。

熔析温度500-600℃，熔析渣浮出铅液面用捞渣器捞出。

为进一步脱铜，熔析处理的铅再进行加硫处理。

该方法是利用铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，生成密度比铅小的Cu2S ,且在320-340℃作业温度下Cu2S不溶于铅的特性，在熔铅中加入硫黄将铜进一步除到0.001％-0.002％。

2．粗铅氧化精炼此方法的目的是从除过铜的粗铅中进一步除去锡、砷、锑等杂质。

精炼在反射炉中进行，炉温控制在800-900℃，开着炉门靠流入空气自然通风氧化杂质，使锡、砷、锑与铅生成铅盐浮渣，然后用入工捞出。

第六章 粗铅精炼1、粗铅精炼方法有 法和 法两种。

目前世界上采用 的厂家较多，我国多采用 。

答案：火法 电解 火法 电解精炼2、火法精炼：火法精炼是利用杂质金属与主金属（铅）在高温熔体中物理性质或化学性质方面的差异，形成与熔融主金属不同的新相（如精炼渣），并将杂质富集其中，从而达到精炼的目的。

3、熔析除铜：根据铜在粗铅中的溶解度随温度下降而减小的原理，当含铜高的铅液冷却时，铜以固溶体的状态析出，由于其密度较铅液小，便以浮渣形式浮在铅液表面而被除去。

4、加硫除铜：根据铜对硫的亲和力比铅大，所以可向铅液中加入硫化剂，硫首先与铅作用生成硫化铅：Pb S PbS +=,由于铜对硫的亲和力大于铅对硫的亲和力，所以硫化铅中的铅很快被铜置换，生成硫化亚铜：22PbS Cu Pb Cu S +=+。

生成的2Cu S 在作业温度下不溶于铅，且密度较小，呈固溶体浮在铅液表面形成硫化渣而被除去。

5、加锌除银、加钙镁除铋的原理：在含杂质金属的粗铅中添加第三种甚至更多种金属，它们与杂质金属形成金属间化合物（合金）的亲和力大于铅，这些化合物密度比铅小，且不溶于铅，呈固溶体浮在铅液表面而被除去。

6、粗铅火法精炼初步除铜用 法，深度除铜用 法。

答案：熔析除铜 加硫除铜7、粗铅火法精炼除杂的顺序为先除 ，其方法有和 ，再除砷锑锡，方法有 和 ；接着除银，主要方法有 ，然后除锌，现普遍采用 ；最后除铋，除铋后进行最终精炼，得到精铅。

答案：铜 熔析除铜 加硫除铜 炼化精炼 碱性精炼 加锌 真空蒸馏法8、碱性精炼：所谓碱性精炼是加碱于熔融粗金属中，使氧化后的杂质与碱给合成盐而除去的火法精炼方法。

9、请指出粗铅电解精炼前都有哪些杂质元素，铅阳极中杂质元素在电解过程中的行为？答案：根据金属的标准电位可把铅中的杂质金属分为三类：1）电位比铅负的金属Zn 、Fe 、Cd 、Co 和Ni 等；2）电位比铅正的Sb 、Bi 、As 、Cu 、Ag 、Au 等；3）电位与铅很相近的Sn ；第一类杂质金属由于它们具有比铅高的析出电位，且浓度极小，因此在阴极不致放电析出。

形态存在的镍、钴、铜和铁等几乎全被除去。

部分贵金属进入熔析渣中。

捞出的熔析渣(即浮渣)，含铜10%～28%、铅55%～75%，经过专门处理产出粗铅返回熔铅锅，富集的铜锍送专门回收铜。

熔析操作有加热熔析和冷却熔析两种方法。

前者用于处理含杂质很高的粗铅，将粗铅锭放在反射炉或熔析锅内，在加热升温的过程中，使熔点较低含杂质较少的铅熔析出来，所产的液态粗铅需进一步经冷却熔析脱除杂质;后者是将熔炼炉放出液铅转入熔析设备，然后降温使杂质从液铅中凝析出来。

图2 粗铅的熔析和加硫除铜流程熔析除铜产出的除铜粗铅，要经过加硫除铜作业，进一步降低含铜量。

加硫法除铜在稍高于铅的熔点温度(603～613K)下，把粉状元素硫加入不断用机械搅拌形成的液铅旋涡中，生成难溶于液铅中的Cu2S，达到除铜的目的。

粗铅熔体中铅的浓度远远大于铜的浓度，故加入的元素硫首先与铅作用生成PbS，而PbS在液铅中的溶解度可达0.7%～0.8%。

铜对硫的亲和势大于铅，故在作业温度下PbS又使液铅中的铜硫化;生成的Cu2S，浮于液铅表面而除去：理论上残存在铅中的最小铜量只有百万分之几，实际上达到0.001%～0.002%。

加硫除铜渣，通称硫化浮渣，返回熔析段处理。

除铜过程一般都在半球形的铸钢精炼锅中间断进行。

精炼锅可盛放50～200t液铅，有的超过300t。

澳大利亚皮里港(Port Pirie)铅厂建成了世界上第一座外冷式连续除铜反射炉。

经熔析法除铜的铅含铜从1%降至0.06%～0.1%，然后转入加硫除铜工序处理。

沈阳冶炼厂于1974年建成了中国第一座内冷式连续除铜炉，除铜铅含铜0.04%～0.08%，满足电解精炼含铜要求，不经加硫除铜而浇铸成阳极。

粗铅连续除铜是应用熔析法除铜的原理，作业多在反射炉内进行。

过程中，铅熔池自上而下形成一定的温度梯度，铜及其化合物从熔池较冷的底层析出，与加入炉内的铁屑和苏打作用造渣而被除去。

连续脱铜能简化流程、节约燃料、提高劳动生产率，便于机械化，改善劳动条件。

作者简介:周坚林(1978-),男,助理工程师,主要从事有色金属冶炼技术管理工作。

粗铅火法精炼过程中杂质控制的生产实践周坚林(株洲冶炼集团有限责任公司,湖南株洲　412004)摘　要:从理论和实践两方面对粗铅火法精炼过程中的杂质控制进行了论述。

介绍了株冶的粗铅火法精炼工艺如何采取相应的杂质控制措施。

即使处理复杂原料,株冶的方法也可以把杂质含量降到电解要求的范围之内。

关键词:熔析除铜;加硫除铜;氧化除锡;加碱除砷、锑中图分类号:TF812 文献标识码:A 文章编号:1003-5540(2005)02-0017-03 株洲冶炼集团的铅系统于1959年投产,采用烧结焙烧※鼓风炉还原熔炼※火法初步精炼※电解精炼的工艺生产精铅。

原设计能力为年产粗铅4×104t ,年产电铅5×104t ,经过不断的技术改造和发展,现已成为能年产粗铅6.5×104t ,年产电铅9.5×104t 以上的国内铅冶炼大户。

其中由于自产粗铅不能满足电铅的生产,每年都要从外采购粗铅和1#铅作补充。

这样对粗铅火法精炼来说,成分就不再是单一的鼓风炉还原熔炼所产粗铅,也给粗铅火法精炼过程中杂质的控制带来难度。

粗铅火法精炼的目的就是通过将粗铅加温熔化,经熔析除铜、加硫除铜、氧化除锡和加碱除砷、锑等工艺,使铸型出来的阳极中的杂质含量达到铅电解的要求。

1　粗铅火法精炼的工艺流程粗铅火法精炼拥有5台75t 的熔铅锅,其中3台用于火法精炼,2台用于铸型。

粗铅经过火法精炼后,由2台直径7.2m 阳极铸型机铸成铅阳极板送往电解。

粗铅火法精炼过程中产生的浮渣由1台浮渣反射炉处理,产出的粗铅返回火法精炼。

具体流程如图1所示:2　杂质控制工艺理论在铅电解精炼过程中有很多杂质元素如铜、锡、砷、锑、铋等,它们的电位比铅高或与铅接近。

电位与铅接近的锡,电解时与铅一道溶解并大部分在阴图1　铅火法初步精炼工艺流程极上析出;电位比铅高的金属虽然大部分留在阳极泥中,但对电解电效却存在影响。

粗铅的火法精炼目录目录.................................................................1 摘要.................................................................3 第一章绪论 (5)1.1铅的基本性质 (5)1.1.1物理性质 (5)1.1.2化学性质 (5)1.2主要铅化合物的性质 (6)1.3铅的生产与消费 (7)第二章粗铅的火法精炼 (9)2.1粗铅的定义 (9)2.2粗铅火法精炼和电解精炼的比较 (9)2.3粗铅的火法精炼 (9)2.3.1熔析除铜 (11)2.3.2加硫法除铜 (12)2.3.3除铜工艺过程 (12)2.3.4除砷、锑、锡 (13)2.4氧化精炼和碱性精炼的优缺点比较 (13)2.4.1氧化精炼 (13)2.4.2碱性精炼 ...............................................14 第三章粗铅火法精炼的相关设备.. (15)锅.......................................................15 3.1精炼3.2立模浇铸生产线 (16)第四章结论及展望..................................................18 致谢................................................................20 参考文献 (21)12摘要本论文根据任务书，我参考了云南锡业股份公司铅业分公司粗铅火法精炼车间的数据和大量文献，结合生产实践对粗铅的火法精炼进行论述。

先从金属铅的性质入手，包括物理性质和化学性质，使我们对铅的各种特性有了更进一步的了解。

进而从粗铅的定义开始介绍，对粗铅的火法精炼和湿法精炼进行比较阐明观点，对现有的粗铅火法精炼的原理和各种除杂工艺进行详细阐述，粗铅的熔析除铜、加硫除铜;除砷锑锡等杂质;以及粗铅氧化精炼和碱性精炼的具体内容和比较等。

粗铅的火法精炼11.1 概述生产的粗铅中一般含有1-4%的杂质成份，如金、银、铜、铋、砷、铁、锡、锑、硫等，见表1-1：粗铅需经过精炼才能广泛使用。

精炼目的：一是除去杂质。

由于铅含有上述杂质，影响了铅的性质，使铅的硬度增加，韧性降低，对某些试剂的抗蚀性能减弱，使之不适于工业应用。

用这样的粗铅去制造铅白、铅丹时，也不能得到纯净的产品，因而降低了铅的使用价值。

所以，要通过精炼，提高铅的纯度。

二是回收贵金属，尤其是银。

粗铅中所含贵金属价值有时会超过铅的价值，在电解过程中金银等贵金属富集于阳极泥中。

粗铅精炼的方法有两类，第一类为火法精炼，第二类为先用火法除去铜与锡后，再铸成阳极板进行电解精炼。

目前世界上火法精炼的生产能力约占80%。

采用电解精炼的国家主要有中国、日本、加拿大等国。

我国大多数企业粗铅的处理均采用电解法精炼。

粗铅火法精炼的优点是设备简单、投资少、生产周期短、占地面积小、生产成本较低。

含铋和贵金属少的粗铅易于采用火法精炼。

火法精炼的缺点是：铅直收率低、劳动条件差、工序繁杂，中间产品处理量大。

电解精炼的优点是能使铋及贵金属富集于阳极泥中，有利于综合回收，因此金属回收率高、劳动条件好，并产出纯度很高的精铅。

其缺点是基建投资大，且电解精炼仍需要火法精炼除去铜锡等杂质。

我分厂采用的火法精炼只是初步精炼，其任务是将粗铅中的铜和砷、锑、锡除至一定程度，并调整锑含量，浇注成化学质量和物理规格均满足要求的阳极板，为电解精炼做好准备。

11.2 粗铅火法精炼的工艺流程和基本原理11.2.1 粗铅火法精炼的工艺流程基夫赛特炉产出的粗铅经排铅口排出，以熔融状态加入连续脱铜炉进行脱铜，脱铜后粗铅含铜0.07～0.08%，然后加入熔铅锅进一步脱铜精炼，除去粗铅中对电解有害的铜、锡等杂质，调整锑含量，达到符合电解精炼要求的合格粗铅。

工艺流程图见图11-1图11-1 粗铅火法精炼的工艺流程图\11.2.2 火法精炼的基本原理11.2.2.1 熔析除铜熔析除铜的基本原理是基于铜在铅液中的溶解度随着温度的下降而减少，当含铜高的铅液冷却时，铜便成固体结晶析出，由于其比重较铅小(约为9)，因而浮至铅液表面，以铜浮渣的形式除去。

粗铅精炼：火法；电解法火法经过除铜（先熔析或凝析除铜，再加硫深度除铜）、除碲（加苛性钠）、除砷锑锡（氧化法或碱性精炼法：原理基于在450℃条件下，砷、锑、锡在NaNO3强氧化剂的作用下氧化成高价氧化物→变成软铅）、除银（加锌回收金银）、除锌（镁钙）、除铋后，最终精炼成精铅。

电解法经过初步除铜，然后铸型成粗铅阳极，电解，精铅在阴极析出，析出铅入精炼锅精炼再次除杂质成型。

优缺点：火法：（优）投资少，生产周期短，占用资金少，生产成本低，特别适用于处理含铋低的粗铅；（缺）工序多，铅直收率低，劳动条件差。

点解法：（优）产品质量高，生产过程稳定，操作条件较好，尤其适用于处理含银、含铋高的粗铅；（缺）生产周期长，占用资金多、投资较大、生产设备成本略高。

铅电解精炼1.电解液制备以HF作原料加石英粉搅拌制成硅氟酸（350g/L），再加黄丹（Pb3O4）与硅氟酸反应制成硅氟酸铅,含硅氟酸≈320g/L、Pb2+≈200g/L，然后加水稀释到所需浓度。

反应如下：6HF+SiO2=H2SiF6+2H2OH2SiF6+PbO=PbSiF6+H2O2.阴极片3.阳极制造（铸型）阳极含锑要求0.4%~0.8%，低于0.4%，阳极泥松软，导致阳极泥脱落，从而使电解液浑浊，造成析出铅含Ag、Bi、Cu升高；高于0.8%，阳极泥较致密，给阳极泥洗刷带来难度，阳极板含锡＜0.0004%。

4.残极洗刷机（左图：卧式右图：立式）5.析出铅的熔化与铸锭析出铅的成分不均匀，强度较低，所以析出铅必须熔化、铸锭才能销售。

过程：先熔化，捞去黑渣（夹带少量阳极泥），加入NaOH0.1~0.2Kg/吨铅，搅拌0.5~1小时，进一步出去其中的微量砷、锑、锡。

搅拌后温度应控制在450~480℃。

铸锭流程：熔化→捞渣→浇铸→刮渣→打印→脱模→码垛→堆放→储存。