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铅冶炼综述

2019-01-07   
    铅是常用的有色金属,其年产销量在有色金属中排在铝、铜、锌之后列第四位.近年,世界铅的年产销量约为5500kt,世界铅的消费将以1%~2%的速度增长。
 
    世界铅的资源,已探明可资利用的储量为1.5~3×l08t,美国储量居首位,其次是前苏联、澳大利亚、加拿大和中国。
 
    铅矿石可分为硫化矿和氧化矿两大类.前者属原生矿物,分布极广,目前世界矿产铅大部分是从硫化矿提炼的;氧化矿系由原生矿物经风化作用及含有碳酸盐的地下水的作用形成的,故又名次生矿物。原生矿物主要是方铅矿,次生矿物主要是白铅矿(碳酸铅)和铅矾(硫酸铅)。
 
    地壳中的铅常与锌、铜共生,构成铅锌矿或铅锌铜矿,其中除铅、锌、铜外,一般还含有金、银、铋、镉、铟、锗、锡等金属.因此,在绝大多数情况下,铅矿石需要通过预先选矿得出含铅40%~70%的精矿才能进行冶炼。
 
    铅酸蓄电池工业用铅量占全部铅需求量的60%以上,因此铅在汽车工业中占有重要的地位。目前,全世界铅的总产量中一半以上来自二次物料,主要是废蓄电池,矿产铅的比例不足一半。
 
    目前,炼铅主要是火法,湿法炼铅虽已进行了长期试验研究工作,有的已做到半工业试验规模,但是都还未在工业上采用。
 
    目前,世界上矿产粗铅有95%以上是用烧结-鼓风炉还原熔炼流程生产的。世界各国对烧结-鼓风炉炼铅流程作了如下改进:采用预热空气与富氧,以降低焦耗提高生产能力;采用汽化冷却,以利用废热;采用双排风口及椅型水套改进熔炼制度;采用无炉缸鼓风炉熔炼使渣铅排放连续化;采用烟化炉处理炉渣并使之连续化,使渣处理技术更加完善;返粉破碎工艺的规范化、大型刚性滑道密封与柔性传动烧结机的采用,可以保证向鼓风炉提供优质烧结块,烟气SO2浓度也可满足制酸要求;机械化自动化水平的提高,改善了劳动条件等等。
 
    由于传统的鼓风炉炼铅流程存在能耗大、污染环境严重等主要缺点,促使人们不断努力探索新的炼铅方法以取代这一古老的工艺。目前,已经实现了工业化的硫化铅精矿直接熔炼方法有:
 
    一、瑞典的氧气顶吹转炉法(TBRC法)。该法是将氧化与还原两个过程在一台转炉中周期地进行。由于烟气量与烟气成分均不稳定,因而该法未能被推广。
 
    二、澳大利亚的艾萨熔炼法(悉罗法)。该法是将氧化与还原两个过程分别在两个相连的熔炼炉内完成,实质是采用富氧熔炼。澳大利亚已建成了一座年产60000t的铅厂,该方法的生命力与竞争能力有待生产实践证实。
 
    三、氧气底吹炼铅法(Q.L.S.法)。世界上已建成了四座采用该法的炼铅厂,有的工厂取得了良好结果。
 
    四、前苏联的氧气闪速熔炼-电热还原法(基夫赛特法)。目前世界上已有四座基夫赛特炉在运转,准备采用该法新建或改建的工厂有三座。其中意大利撒丁岛威斯麦港铅锌冶炼厂建成了名为KSS法的全新的基夫赛特炼铅厂,生产运行正常,技术指标先进,一个炉期已超过3年。
 
    所有的直接炼铅法,都是利用纯氧或富氧空气,使氧化还原过程在一个或两个熔炼设备中进行,取消了庞大复杂的烧结过程而直接产出粗铅,因而都有烟气SO2浓度高、环境保护好、能耗低等特点。虽然每种方法都还有某些不足(如氧气底吹炼铅法,熔炼过程中气氛控制难度较大,渣含铅较高),但与传统的鼓风炉炼铅法相比,这些方法的出现,可以说是炼铅工业上的一种技术革新。
 
    粗铅的精炼方法有火法和电解两种。国外以火法精炼为主,我国则以电解精炼为主。电解法的特点是能更好地回收金、银、铋等有价金属,并得到高纯电铅。火法精炼则较灵活,可根据粗铅中杂质情况和市场的需求组织生产,投资也省。