铅冶金概论ppt课件.ppt

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1、铅冶金概论冶金工程学院冶金工程学院二二0一一0年七月年七月我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物目 录 l第一章第一章 铅的基本知识铅的基本知识l第二章第二章 硫化铅氧化的理论基础硫化铅氧化的理论基础l第三章第三章 铅物料还原过程理论基础铅物料还原过程理论基础l第四章第四章 氧化熔炼和还原熔炼实践氧化熔炼和还原熔炼实践l第五章第五章 粗铅精炼粗铅精炼我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第一章 铅的基

2、本知识l1.1 1.1 铅冶金发展史略铅冶金发展史略 l1.2 1.2 铅的用途与消费铅的用途与消费l1.3 1.3 铅的生产方法与流程铅的生产方法与流程l1.4 1.4 国内外铅冶炼的现状国内外铅冶炼的现状l1.5 1.5 铅生产的原料铅生产的原料我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.1 1.1 铅冶金发展史略铅冶金发展史略 l炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期（公元前炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期（公元前7000700050005000年年 ) )。我国在殷代末年纣王时便已会炼铅，古罗

3、马人喜欢用我国在殷代末年纣王时便已会炼铅，古罗马人喜欢用 铅作水管，而古代的荷兰人，则爱用它作屋顶。铅作水管，而古代的荷兰人，则爱用它作屋顶。 l铅以工业规模生产开始于铅以工业规模生产开始于1616世纪，世纪，16211621年在美国米索里开始年在美国米索里开始 开采和冶炼铅矿。开采和冶炼铅矿。l17301730年英国德彼郡开创了膛式炉炼铅法；年英国德彼郡开创了膛式炉炼铅法；l2020世纪初，发展为烧结机烧结焙烧世纪初，发展为烧结机烧结焙烧鼓风炉还原熔炼法；鼓风炉还原熔炼法；l目前正在向艾萨炉炼铅发展。目前正在向艾萨炉炼铅发展。l我国采用烧结我国采用烧结鼓风炉炼铅始于鼓风炉炼铅始于191019

4、10年。解放后，相继建成年。解放后，相继建成 株洲冶炼厂、白银冶炼厂株洲冶炼厂、白银冶炼厂 、韶关冶炼厂、河南豫光冶炼厂等、韶关冶炼厂、河南豫光冶炼厂等 诸多炼铅企业，构成了我国当今铅生产领域的主体。诸多炼铅企业，构成了我国当今铅生产领域的主体。铅铅 锭锭我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物表表1-1 1-1 20052005年我国铅产量年我国铅产量5 5万吨以上的生产企业（万万吨以上的生产企业（万t t）序号序号企业名称企业名称产量产量1 1河南豫光金铅集团有限责任公司河南豫光金铅集团有限责任

5、公司23.023.02 2徐州春兴合金有限公司徐州春兴合金有限公司10.510.53 3河南省安阳市豫北金属冶炼厂河南省安阳市豫北金属冶炼厂10.310.34 4水口山有色金属有限责任公司水口山有色金属有限责任公司9.89.85 5湖南株洲冶炼集团有限公司湖南株洲冶炼集团有限公司9.69.66 6济源市万洋冶炼（集团）有限公司济源市万洋冶炼（集团）有限公司8.78.77 7深圳中金岭南有色金属股份有限公司深圳中金岭南有色金属股份有限公司8.38.38 8云南冶金集团总公司云南冶金集团总公司7.37.39 9金城江成源冶炼厂金城江成源冶炼厂7.37.31010济源市金利冶铁有限责任公司济源市金利

6、冶铁有限责任公司5.55.51111河池市南方有色冶炼有限责任公司河池市南方有色冶炼有限责任公司5.45.4我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.2 1.2 铅的用途与消费铅的用途与消费1.2.1 1.2.1 铅的用途铅的用途 l在现代工业所有消耗的有色金属中，铅居第四位，仅次于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。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：铅的用途主要表现在： l 铅蓄电池（占世界铅消费铅蓄电池（占世界铅

7、消费6060以上）；以上）； l 运输行业用铅作轴承合金；运输行业用铅作轴承合金； l 建筑行业中的隔音材料；建筑行业中的隔音材料； l X X射线室的屏蔽材料；射线室的屏蔽材料； l 化学和冶金工业中防腐及贮存设备等。化学和冶金工业中防腐及贮存设备等。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.2.2 1.2.2 我国的铅消费结构我国的铅消费结构 我国铅产品消费主要集中在铅酸蓄电池领域，我国铅产品消费主要集中在铅酸蓄电池领域，20092009年年我国铅酸蓄电池耗铅所占铅消费总量的比例在我国铅酸蓄电

8、池耗铅所占铅消费总量的比例在7272左右，左右，接下来是氧化铅、铅合金及铅材，所占比例分别是接下来是氧化铅、铅合金及铅材，所占比例分别是1515和和7 7。 目前，铅酸蓄电池最终消费领域主要集中在三方面：目前，铅酸蓄电池最终消费领域主要集中在三方面：汽车领域（不包括农用车、军用车等）、电动车领域和铅汽车领域（不包括农用车、军用车等）、电动车领域和铅酸蓄电池的出口。酸蓄电池的出口。20082008年，上述三方面所占蓄电池耗铅量年，上述三方面所占蓄电池耗铅量的比例分别达到了的比例分别达到了2525、2424和和1616。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？

9、但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.3 1.3 铅的主要生产方法与流程铅的主要生产方法与流程烧结焙烧烧结焙烧- -鼓风炉还原熔炼：约占鼓风炉还原熔炼：约占75%75%。主要生产方法主要生产方法湿法炼铅：仍处在试验阶段。湿法炼铅：仍处在试验阶段。铅锌密闭鼓风炉熔炼：约占铅锌密闭鼓风炉熔炼：约占10%10%。直接熔炼法：约占直接熔炼法：约占15%15%。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.3.1 1.3.1 烧结焙烧烧结焙烧鼓风炉还原熔炼鼓风炉还原熔炼 该法属传统炼铅工

10、艺。硫化铅精矿经烧结焙烧后得该法属传统炼铅工艺。硫化铅精矿经烧结焙烧后得到铅烧结块，在鼓风炉中进行还原熔炼，产出粗铅。到铅烧结块，在鼓风炉中进行还原熔炼，产出粗铅。该方法的优点：工艺稳定、可靠，对原料适应性强，该方法的优点：工艺稳定、可靠，对原料适应性强，经济效果尚好。经济效果尚好。 该方法的缺点：烧结烟气该方法的缺点：烧结烟气SOSO2 2浓度低，采用常规制酸工浓度低，采用常规制酸工艺难以实现艺难以实现SOSO2 2的充分利用，严重污染了环境。此外，的充分利用，严重污染了环境。此外，烧结过程中产生的热量不能得到充分利用，在原料烧结过程中产生的热量不能得到充分利用，在原料（制备返粉）多段破碎、

11、筛分时，工艺流程长，物料（制备返粉）多段破碎、筛分时，工艺流程长，物料量大，扬尘点分散，造成劳动作业条件恶劣。量大，扬尘点分散，造成劳动作业条件恶劣。 图图1-11-1为鼓风炉熔炼工艺的原则流程。为鼓风炉熔炼工艺的原则流程。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.3.2 1.3.2 硫化铅精矿直接熔炼硫化铅精矿直接熔炼 硫化铅精矿不经烧结焙烧直接生产金属铅的冶

12、炼方法称硫化铅精矿不经烧结焙烧直接生产金属铅的冶炼方法称为直接熔炼。其原则工艺流程如图为直接熔炼。其原则工艺流程如图1-21-2所示。所示。 直接熔炼采用工业氧气或富氧空气，通过闪速熔炼或熔直接熔炼采用工业氧气或富氧空气，通过闪速熔炼或熔池熔炼的强化冶金过程，利用氧化反应放热，或者还燃烧少池熔炼的强化冶金过程，利用氧化反应放热，或者还燃烧少量燃料，产出粗铅和富铅渣。由于产生的烟气体积小，烟气量燃料，产出粗铅和富铅渣。由于产生的烟气体积小，烟气SOSO2 2浓度高，适宜于生产硫酸；且精矿和氧化气体在整个反应浓度高，适宜于生产硫酸；且精矿和氧化气体在整个反应炉内能充分混合，强烈反应，冶金炉的单位容

13、积处理精矿能炉内能充分混合，强烈反应，冶金炉的单位容积处理精矿能力大。力大。 直接炼铅的方法主要有闪速熔炼（如基夫赛特法）、熔池直接炼铅的方法主要有闪速熔炼（如基夫赛特法）、熔池熔炼（如氧气底吹熔炼（如氧气底吹-QSL-QSL法、水口山法；富氧顶吹法、水口山法；富氧顶吹- -奥斯麦特法、奥斯麦特法、艾萨法）等。艾萨法）等。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物直接

14、炼铅工艺的特点：直接炼铅工艺的特点： 与传统炼铅法相比，直接熔炼在氧化阶段有许多优点，与传统炼铅法相比，直接熔炼在氧化阶段有许多优点，例如：例如：精矿不需要烧结精矿不需要烧结，不需要附设多道破碎、筛分的返，不需要附设多道破碎、筛分的返粉制备工序，而熔炼设备密封好，铅尘、铅烟外逸得到了粉制备工序，而熔炼设备密封好，铅尘、铅烟外逸得到了很好的控制；烟气量小，烟气中很好的控制；烟气量小，烟气中SOSO2 2浓度大大提高浓度大大提高；精矿本；精矿本身的身的燃烧价值得到充分利用燃烧价值得到充分利用；生成了熔融的含铅炉渣生成了熔融的含铅炉渣，适，适合于其后的还原阶段处理。合于其后的还原阶段处理。 氧化熔炼

15、产生一种必须还原回收铅的高铅渣，用粉煤、氧化熔炼产生一种必须还原回收铅的高铅渣，用粉煤、碎焦等代替昂贵的优质冶金焦作还原剂，在充分接触的还碎焦等代替昂贵的优质冶金焦作还原剂，在充分接触的还原炉（段）内完成高铅渣的还原过程。原炉（段）内完成高铅渣的还原过程。 直接熔炼可在一座炉内分设氧化段和还原段来完成整个直接熔炼可在一座炉内分设氧化段和还原段来完成整个冶金过程，也可用两座或多座炉来分别完成，因而出现了冶金过程，也可用两座或多座炉来分别完成，因而出现了多种不同的直接熔炼方法。多种不同的直接熔炼方法。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证

16、实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图图1-1 QSL1-1 QSL法直接炼铅示意图法直接炼铅示意图我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.4 1.4 国内外铅冶炼现状国内外铅冶炼现状 l国内外铅冶炼均以烧结国内外铅冶炼均以烧结鼓风炉传统工艺为主；鼓风炉传统工艺为主； l传统炼铅工艺方面，国外的装备水平较国内高；传统炼铅工艺方面，国外的装备水平较国内高； l由于国内煤、焦炭单价及劳动力成本较国外低，因此铅的由于国内煤、焦炭单价及劳动力成本较国外低，因此铅的加工费低于国外；加工费低于国外； l国

17、外开发的炼铅新工艺推广不快；而我国自行开发的氧气国外开发的炼铅新工艺推广不快；而我国自行开发的氧气底吹氧化底吹氧化鼓风炉还原炼铅新工艺，推广速度很快，已被鼓风炉还原炼铅新工艺，推广速度很快，已被豫光、水口山、祥云飞龙、池洲、保定安建等公司采用。豫光、水口山、祥云飞龙、池洲、保定安建等公司采用。l湿法炼铅仍处于试验阶段。湿法炼铅仍处于试验阶段。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.5 1.5 铅生产的原料铅生产的原料 硫化矿硫化矿(PbS)(PbS)氧化矿主要为白铅矿氧化矿主要为白铅矿(PbCO

18、(PbCO3 3) )和铅矾和铅矾(PbSO(PbSO4 4) ) 硫化铅矿属原生矿，其分布最硫化铅矿属原生矿，其分布最广，是当今炼铅的主要原料。但广，是当今炼铅的主要原料。但是，自然界很少有如此纯净的铅是，自然界很少有如此纯净的铅矿物，绝大多数的铅矿物是与其矿物，绝大多数的铅矿物是与其他金属矿物共生他金属矿物共生（最多的是锌，（最多的是锌，铅锌矿）铅锌矿），而且多半是铅品位不而且多半是铅品位不高。所以，一般需先经选矿得铅高。所以，一般需先经选矿得铅精矿后才进行冶炼。精矿后才进行冶炼。 氧化矿是次生矿，是原氧化矿是次生矿，是原生矿经风化作用和含有碳酸生矿经风化作用和含有碳酸盐的地下水作用而成。

19、白铅盐的地下水作用而成。白铅矿和铅矾统称为铅的氧化矿。矿和铅矾统称为铅的氧化矿。其贮量比硫化矿少得多，故其贮量比硫化矿少得多，故其经济价值较小。其经济价值较小。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物方铅矿方铅矿(PbS) 白铅矿（白铅矿（PbCO3）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.5.1 1.5.1 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的化学成分及冶炼工艺对铅精矿质量的要求 铅

20、精矿是由主金属铅铅精矿是由主金属铅(Pb)(Pb)、硫、硫(S)(S)和伴生元素和伴生元素ZnZn、CuCu、FeFe、AsAs、SbSb、BiBi、SnSn、AuAu、AgAg以及脉石氧化物以及脉石氧化物SiOSiO2 2、CaOCaO、MgOMgO、A1A12 2O O3 3等组成。为了保证冶金产品质量和获得较高的等组成。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，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。铅冶炼工艺对铅精矿成分有一定要求。(1)(1)主金属含量不宜过低，通常要求大于主金属含量不宜过低，通常要求

21、大于4040。含量过低，对。含量过低，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。而降低了生产效率。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(2)(2)杂质铜含量不宜过高，通常要求小于杂质铜含量不宜过高，通常要求小于1.51.5。铜过高，烧结块。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，二则易洗刷鼓量增

22、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。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。另外，含铜太高，也易造成粗铅和电铅中铜含量超标。(3)(3)锌含量不宜过高，一般要小于锌含量不宜过高，一般要小于5 5。锌的硫化物和氧化物均有。锌的硫化物和氧化物均有熔点高、粘度大的特点，特别是硫化锌。如含锌过高，则在熔熔点高、粘度大的特点，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，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

23、度差变小，分离困难。粘度增大，密度差变小，分离困难。(4)(4)砷、锑等杂质含量也有严格的要求，通常要求砷、锑等杂质含量也有严格的要求，通常要求As+SbAs+Sb小于小于1.21.2，如过高，则经配料烧结后，在鼓风炉中形成黄渣的量会增，如过高，则经配料烧结后，在鼓风炉中形成黄渣的量会增加，而且金属铅的流失量会相应增大，更严重的是会造成粗铅、加，而且金属铅的流失量会相应增大，更严重的是会造成粗铅、阳极铅含砷、锑过高。阳极铅含砷、锑过高。 另外，另外，MgOMgO、AlAl2 2O O3 3等杂质会影响鼓风炉渣型，故一般要求等杂质会影响鼓风炉渣型，故一般要求MgO2MgO2，AlAl2 2O O

24、3 344。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物表表1-21-2 我国铅精矿等级标准我国铅精矿等级标准我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物表表1-3 1-3 铅精矿成分铅精矿成分( () )实例实例我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第二章 硫化铅氧化的理论基础l 2.1 2.1 概述概述 l 2.

25、2 2.2 氧化过程的主要化学反应氧化过程的主要化学反应 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.1 2.1 概述概述 目前世界上的铅冶炼厂所处理的矿物原料，目前世界上的铅冶炼厂所处理的矿物原料，9090以上以上是铅硫化精矿。大多数铅冶炼厂所采用的冶炼方法，是将是铅硫化精矿。大多数铅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，以转变精矿中这种硫化精矿首先进行焙烧或烧结焙烧，以转变精矿中PbSPbS的矿物形态，使其氧化为的矿物形态，使其氧化为PbOPbO以便于下一步处理，这就是

26、以便于下一步处理，这就是焙焙烧或烧结焙烧的主要目的烧或烧结焙烧的主要目的。 铅硫化精矿在氧化焙烧过程中得到的铅氧化物产物，铅硫化精矿在氧化焙烧过程中得到的铅氧化物产物，细小的硫化铅精矿在焙烧时利用硫化物氧化放出的热量来细小的硫化铅精矿在焙烧时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；即所谓升高温度，使粉状的氧化物料在高温下熔结成块；即所谓的的烧结焙烧烧结焙烧。因此，烧结焙烧是一个冶金过程，达到了硫。因此，烧结焙烧是一个冶金过程，达到了硫化物氧化与粉状物料熔结成块两个目的。化物氧化与粉状物料熔结成块两个目的。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样

27、一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.2 2.2 氧化过程的主要化学反应氧化过程的主要化学反应 高温时氧化时，硫化铅可以按以下三种方式进行反应：高温时氧化时，硫化铅可以按以下三种方式进行反应： PbS3O22PbO2SO2 PbS2O2PbSO4 PbSO2PbSO2 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物l此外，还有硫化铅与硫酸铅的交互反应：此外，还有硫化铅与硫酸铅的交互反应：l l 同时，气相中还维持下式的平衡：同时，气相中还维持下式的平衡： 3Pb

28、SO4PbS4PbO+4SO2 或或 PbSO4PbSPb2SO2 SO21/2O2SO3 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第三章 铅物料还原过程理论基础l3.1 3.1 概述概述 l3.2 3.2 还原反应及还原反应及COCO系反应热力学系反应热力学我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.1 3.1 概述概述 还原反应是还原剂（原子或离子）向被还原的金属离还原反应是还原剂（原子或离子）向被还

29、原的金属离子供给电子的过程。在此过程中，还原剂被氧化，而金属子供给电子的过程。在此过程中，还原剂被氧化，而金属离子被还原，所以常称为氧化一还原反应。在冶金实践中，离子被还原，所以常称为氧化一还原反应。在冶金实践中，从制取金属的角度将此反应称为还原反应或还原熔炼。从制取金属的角度将此反应称为还原反应或还原熔炼。 不管是烧结焙烧一鼓风炉熔炼的传统炼铅法，还是近不管是烧结焙烧一鼓风炉熔炼的传统炼铅法，还是近年发展起来的直接炼铅法，都属于年发展起来的直接炼铅法，都属于碳热还原法碳热还原法，还原剂都，还原剂都是碳和一氧化碳。是碳和一氧化碳。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个

30、美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.2 3.2 还原反应及还原反应及COCO系反应热力学系反应热力学 固体碳燃烧过程发生的四种固体碳燃烧过程发生的四种反应，其反应，其GoT关系示于图关系示于图3-1。从该图可以看出，曲线。从该图可以看出，曲线1、3、4在在978K的的a点点相交，相交，说明当温度高于说明当温度高于978K时，不时，不完全燃烧反应完全燃烧反应2C+O2=2CO的的Go值都比其他两个反应的值都比其他两个反应的Go值为负。所以，高温时值为负。所以，高温时CO比比CO2更稳定；而在低温更稳定；而在低温下则下则CO2比比CO稳定。曲线稳定。曲线2

31、和和4都是向下倾斜的，所以，都是向下倾斜的，所以，高高温下生成温下生成CO的趋势增大。的趋势增大。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.2.1 3.2.1 金属氧化物金属氧化物COCO还原（间接还原）还原（间接还原） 图图3-2 3-2 金属氧化物还原曲线比较金属氧化物还原曲线比较 在铅的还原熔炼过程中，炉料所在铅的还原熔炼过程中，炉料所含的各种物质都在还原气氛下参含的各种物质都在还原气氛下参与高温冶金反应。与高温冶金反应。 MeO=Me1/2O2 CO1/2O2=CO2 由式（由式（1）与式

32、（）与式（2）得式（）得式（3）：）： lMeOCO=MeCO2 不同温度下各种金属氧化物还原反不同温度下各种金属氧化物还原反应平衡的应平衡的pCO/pCO2比较见图比较见图3-2。由图可见，在由图可见，在1000时金属氧化时金属氧化物还原的先后顺序是物还原的先后顺序是: lCuCu2 2O O、PbOPbO、NiONiO、CdOCdO、SnOSnO2 2、FeFe3 3O O4 4、FeOFeO、ZnOZnO、CrCr2 2O O3 3、MnOMnO。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.2

33、.2 3.2.2 金属氧化物的固体碳还原（直接还原）金属氧化物的固体碳还原（直接还原） 图图3-3 3-3 金属氧化物的固体碳还原平衡曲线金属氧化物的固体碳还原平衡曲线 金属氧化物用固体碳还原称为金属氧化物用固体碳还原称为直直接还原。接还原。 固体碳还原反应可用下式表示：固体碳还原反应可用下式表示： l MeO+C=Me+CO MeO+C=Me+CO 固体氧化物的直接还原，实质是固体氧化物的直接还原，实质是下列总和：下列总和： MeOMeOCO=MeCO=MeCOCO2 2 CO CO2 2+C=2CO+C=2CO 将上述两式的平衡曲线绘在图将上述两式的平衡曲线绘在图3-3-3 3中。当体系的

34、温度高于中。当体系的温度高于a a点的温点的温度度T TT Ta a时，体系中的时，体系中的w wCOCO总是高总是高于于MeOMeO还原所需的还原所需的w wCOCO，MeOMeO被还被还原；相反，若原；相反，若T TT Ta a，则体系的，则体系的w wCOCO总是低于总是低于MeOMeO还原所需还原所需w wCOCO，MeMe则被氧化。则被氧化。a a点即是在该压力点即是在该压力下固体碳还原金属氧化物的理论下固体碳还原金属氧化物的理论开始还原温度。开始还原温度。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个

35、活的生物3.2.3 3.2.3 铅熔炼时杂质氧化物的还原铅熔炼时杂质氧化物的还原 l在铅的还原熔炼过程中，某些杂质氧化物也会被还原。而在铅的还原熔炼过程中，某些杂质氧化物也会被还原。而被还原出来的杂质又被溶入金属铅熔体中。如铜、锡、砷、被还原出来的杂质又被溶入金属铅熔体中。如铜、锡、砷、锑、铋以及金、银等都以不同程度被还原进入粗铅中。锑、铋以及金、银等都以不同程度被还原进入粗铅中。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第四章 氧化熔炼和还原熔炼实践l 4.1 4.1 概述概述l 4.2 4.2 烧

36、结焙烧烧结焙烧(Sinter)(Sinter)l 4.3 4.3 鼓风炉还原熔炼鼓风炉还原熔炼我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.1 4.1 概述概述 铅烧结块还原熔炼在于使铅的氧化物还原并与贵金属铅烧结块还原熔炼在于使铅的氧化物还原并与贵金属和铋等聚集进入粗铅，而使各种造渣成分（包括和铋等聚集进入粗铅，而使各种造渣成分（包括SiOSiO2 2、CaOCaO、FeOFeO、FeFe3 3O O4 4等）及锌等进入炉渣，以达到相互分离。等）及锌等进入炉渣，以达到相互分离。 当原料含铜较高时，可

37、产出铅冰铜将铜富集；若原料当原料含铜较高时，可产出铅冰铜将铜富集；若原料含铜不太高，可将铜富集于粗铅中，此时铜在炉渣中的损含铜不太高，可将铜富集于粗铅中，此时铜在炉渣中的损失将稍大。原料中镍钴含量较高时，则产出黄渣（砷冰铜）失将稍大。原料中镍钴含量较高时，则产出黄渣（砷冰铜）将其富集。将其富集。 所以，在此特殊情况下，熔炼便可能产出四种熔体产所以，在此特殊情况下，熔炼便可能产出四种熔体产物，并按其比重的不同分成四层，由上而下分别为物，并按其比重的不同分成四层，由上而下分别为炉渣、炉渣、 铅冰铜（铅锍）、铅冰铜（铅锍）、 砷冰铜（黄渣）和砷冰铜（黄渣）和粗铅。粗铅。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐

38、怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.2 4.2 烧结焙烧烧结焙烧(Sinter) (Sinter) 烧结焙烧是在高温（大于烧结焙烧是在高温（大于800800）下将精矿中的）下将精矿中的硫化物氧化脱硫生成氧化物，同时烧结产出坚硬多硫化物氧化脱硫生成氧化物，同时烧结产出坚硬多孔烧结块的过程。所以，烧结焙烧有两个主要目的：孔烧结块的过程。所以，烧结焙烧有两个主要目的： 除去铅精矿中的硫和砷、锑等易挥发的物质；除去铅精矿中的硫和砷、锑等易挥发的物质； 将粉料烧结成块。将粉料烧结成块。 通常，烧结块含硫通常，烧结块含硫wS=1.5

39、%2.5。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.2.1 4.2.1 烧结焙烧方法烧结焙烧方法铅精矿烧结焙烧设备可采用：铅精矿烧结焙烧设备可采用： l烧结锅；烧结锅； l烧结盘烧结盘； l带式烧结机烧结带式烧结机烧结。 带式烧结机烧结又有：带式烧结机烧结又有： l吸风烧结；吸风烧结； l鼓风烧结。鼓风烧结。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.2.2 4.2.2 烧结的配料烧结的配料 铅烧结配

40、料时必须考虑到下列的技术条件：铅烧结配料时必须考虑到下列的技术条件：炉料中所含的造渣成分炉料中所含的造渣成分SiOSiO2 2,FeO,CaO,FeO,CaO等的质量比率必须符等的质量比率必须符合选定的鼓风炉渣型的要求；合选定的鼓风炉渣型的要求；炉料含硫量控制在炉料含硫量控制在w wS S=5%=5%7 7范围内。混合料含硫小于范围内。混合料含硫小于w wS S5 5时，过程所需热量不足而需补加碳质燃料。若含硫过时，过程所需热量不足而需补加碳质燃料。若含硫过高（如高（如w wS S=8=8），烧结块的残硫量也高），烧结块的残硫量也高( (w wS S=2.5=2.5) )；炉料含铅量一般控制在

41、炉料含铅量一般控制在w wPbPb=40%=40%4545范围内；范围内； 根据原料进厂计划，尽量按比例使用各种原料，控制炉料根据原料进厂计划，尽量按比例使用各种原料，控制炉料中的杂质含量，特别是中的杂质含量，特别是ZnZn、A1A1、MgMg的含量。的含量。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.2.3 4.2.3 混料与润湿混料与润湿l混料的混料的目的目的在于确保烧结料有均匀一致的化学组成和物理在于确保烧结料有均匀一致的化学组成和物理组成，并在混料时均匀润湿使炉料有最佳的透气性。组成，并在混

42、料时均匀润湿使炉料有最佳的透气性。 l炉料良好的透气性是烧结过程至关重要的技术条件。实践炉料良好的透气性是烧结过程至关重要的技术条件。实践证明，料层透气性愈好，脱硫速度也愈快，单位生产率也证明，料层透气性愈好，脱硫速度也愈快，单位生产率也愈高。愈高。 l影响炉料透气性的另一因素是炉料的粒度组成。而炉料的影响炉料透气性的另一因素是炉料的粒度组成。而炉料的粒度组成主要取决于返粉的粒度，因为返粉通常占炉料质粒度组成主要取决于返粉的粒度，因为返粉通常占炉料质量的量的w w返粉返粉=65=65以上。其次便是熔剂和返回的水淬渣。以上。其次便是熔剂和返回的水淬渣。 l混料和制粒多用圆筒机，制粒也用圆盘机。混

43、料和制粒多用圆筒机，制粒也用圆盘机。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.2.4 4.2.4 烧结正常作业烧结正常作业 l在铅烧结焙烧的正常生产中，当点火底料通过点火炉下口着火后，在铅烧结焙烧的正常生产中，当点火底料通过点火炉下口着火后，再在其上铺上本料层，吸风转为鼓风，烧结焙烧过程即由下向上再在其上铺上本料层，吸风转为鼓风，烧结焙烧过程即由下向上发展，炉料经过脱水、干燥、预热、烧结及冷却等过程。示意图发展，炉料经过脱水、干燥、预热、烧结及冷却等过程。示意图如下。如下。我吓了一跳，蝎子是多么丑

44、恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 烧结时，沿烧结机长度的不同距离区段的烟气温度和烟气烧结时，沿烧结机长度的不同距离区段的烟气温度和烟气中的中的SOSO2 2浓度变化如下图所示：浓度变化如下图所示：烧结过程烧结过程1-1-烟气温度烟气温度、2-2-体积体积和和3-SO3-SO2 2浓度浓度的变化的变化我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.3 4.3 鼓风炉还原熔炼鼓风炉还原熔炼 铅鼓风炉由炉铅鼓风炉由炉缸、炉腹、炉身

45、、缸、炉腹、炉身、炉顶以及水冷风炉顶以及水冷风口等组成。口等组成。 鼓风炉是实现鼓风炉是实现逆流原理相当完逆流原理相当完善的冶金设备。善的冶金设备。加入炉内的物料加入炉内的物料由上而下逐渐运由上而下逐渐运动，而气流运动动，而气流运动的方向正相反。的方向正相反。鼓风炉进料顺序鼓风炉进料顺序为焦炭为焦炭返渣返渣烧结块烧结块其他物其他物料。料。1234普通型炼铅鼓风炉普通型炼铅鼓风炉1-1-咽喉口；咽喉口；2-2-风口；风口；3-3-加料门；加料门；4-4-排烟口排烟口我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的

46、生物4.3.1 4.3.1 鼓风炉还原熔炼的基本原理鼓风炉还原熔炼的基本原理 (1)(1)炉料预热区炉料预热区(100(100400)400)。炉料被烘干，。炉料被烘干，表面，附着水被蒸发，易还原的氧化物表面，附着水被蒸发，易还原的氧化物( (游离的游离的PbOPbO、CuCu2 2O O等等) )开始被还原。开始被还原。(2)(2)上还原区上还原区(400(400700)700)。在此区结晶水。在此区结晶水开始脱除。碳酸盐及某些硫酸盐开始分开始脱除。碳酸盐及某些硫酸盐开始分解，还原过程进一步加强，解，还原过程进一步加强，PbSOPbSO4 4被被COCO还原成还原成PbSPbS，氧化铅还原析

47、出的铅滴进，氧化铅还原析出的铅滴进行聚集，在向下流动过程中将行聚集，在向下流动过程中将AuAu、AgAg捕捕集。铁的高价氧化物被还原成低价氧化集。铁的高价氧化物被还原成低价氧化物。物。(3)(3)下还原区下还原区(700(700900900。在此区。在此区C0C0还原还原作用强烈，上述两区开始的反应在此区作用强烈，上述两区开始的反应在此区基本完成，基本完成，CaSOCaSO4 4、MgSOMgSO4 4、ZnSOZnSO4 4的分的分解和硫化物的沉淀反应，以及金属铜的解和硫化物的沉淀反应，以及金属铜的硫化反应分别进行，另外高价砷、锑的硫化反应分别进行，另外高价砷、锑的氧化物被还原成低价氧化物，

48、硅酸铅呈氧化物被还原成低价氧化物，硅酸铅呈熔融状态并开始被还原。熔融状态并开始被还原。铅鼓风炉内炉料温度及其物理化学变化图铅鼓风炉内炉料温度及其物理化学变化图我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(4)(4)熔炼区熔炼区(900(9001300)1300)。上述各区进行反应均在此区完成，。上述各区进行反应均在此区完成，SiOSiO2 2、FeOFeO、CaOCaO造渣，造渣，并将并将A1A12 2O O3 3、MgOMgO、ZnOZnO溶解其中，溶解其中，CaOCaO、FeOFeO置换硅酸铅中的置

49、换硅酸铅中的PbOPbO，游离出来的氧化铅，游离出来的氧化铅则被还原为金属铅，炉料完全熔融，形成的液体流经下面赤热的焦炭层过热，进则被还原为金属铅，炉料完全熔融，形成的液体流经下面赤热的焦炭层过热，进入炉缸，而灼热的炉气则上升与下降的炉料作用，发生上述化学反应。入炉缸，而灼热的炉气则上升与下降的炉料作用，发生上述化学反应。铅鼓风炉内炉料温度及其物理化学变化图铅鼓风炉内炉料温度及其物理化学变化图(5)(5)炉缸区。包括风口以下至炉缸底部，其炉缸区。包括风口以下至炉缸底部，其温度上部为温度上部为1200120013001300，下部为，下部为1000100011001100。过热后的各种熔融体流。

50、过热后的各种熔融体流入炉缸后继续完成上述未完成的化学反入炉缸后继续完成上述未完成的化学反应并按密度差分层。应并按密度差分层。l最下层为粗铅最下层为粗铅( (密度约密度约11t/m3)11t/m3)，其上层，其上层为黄渣为黄渣( (密度约密度约7t/m3)7t/m3)，再上层为铅锍，再上层为铅锍( (密度约密度约5t/m3)5t/m3)，最上层为炉渣，最上层为炉渣( (密度约密度约3.5t/m3)3.5t/m3)。产出的粗铅经渣层、铅锍和。产出的粗铅经渣层、铅锍和黄渣层而沉降，同时将贵金属捕集。黄渣层而沉降，同时将贵金属捕集。l分层以后，铅锍、黄渣、炉渣等从炉缸分层以后，铅锍、黄渣、炉渣等从炉缸