重金属冶金技术铅冶金1

1、这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子冶金与材料工程系冶金与材料工程系取精用弘取精用弘卓尔不群卓尔不群学无止境学无止境行至于善行至于善这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子第二章 铅冶金这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子铅及其主要化合物的性质铅及其主要化合物的性质1.1炼铅的原料炼铅的原料1.2铅冶金方法铅冶金方法1.31 1 铅冶金一般知识铅冶金一般知识这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子前前言言 铅铅是史前人类所用的五种金属之一，炼铅术和炼铜是史前人类所用的五种金属之一，炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期。术大致始于同一历史时期。 直至公元前直至公元前16001400

2、16001400年，铅才成为常见的金属。年，铅才成为常见的金属。 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。17301730年英国德彼年英国德彼郡开创了膛式炉炼铅法。至郡开创了膛式炉炼铅法。至18711871年后发展为大型鼓风炉年后发展为大型鼓风炉炼铅流程。至本世纪初，除少部分地区还用膛式炉炼铅炼铅流程。至本世纪初，除少部分地区还用膛式炉炼铅外，均改用烧结机烧结焙烧外，均改用烧结机烧结焙烧鼓风炉还原熔炼法。鼓风炉还原熔炼法。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子 我国采用烧结一鼓风炉炼铅始于我国采用烧结一鼓风炉炼铅始于1910年。解年。解放后，相继建成株洲冶炼厂、白银

3、冶炼厂、韶关放后，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。国当今铅生产领域的主体。 2002年产电铅年产电铅132.5万万t(包括再生铅回收包括再生铅回收)，其中矿产铅其中矿产铅1228万万t(包括进口含铅物料包括进口含铅物料)，国产，国产铅精矿含铅铅精矿含铅64.1万万t，再生铅，再生铅9.7万万t。全国已建成。全国已建成铅冶炼厂铅冶炼厂400多家。多家。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.12.1.1 铅铅及其主要化合物的性质及其主要化合物的性质1.铅的性质铅的性质（1）物

4、理性质：物理性质： 1）铅为）铅为金属，但略带蓝色，在空气中失金属，但略带蓝色，在空气中失去光泽，变成暗灰色。熔点低，为去光泽，变成暗灰色。熔点低，为327.5 ，沸点，沸点高，为高，为1525。 2）铅是）铅是最软的重金属最软的重金属，有良好的，有良好的展性展性，能压成，能压成薄片；延性差，不能拉成细丝；锻接性能良好。薄片；延性差，不能拉成细丝；锻接性能良好。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.12.1.1 铅铅及其主要化合物的性质及其主要化合物的性质 3）铅的密度很大，为）铅的密度很大，为11350kgm3。能很好地阻。能很好地阻挡挡X射线和放射性射线。射线和放射性射线。 4

5、）铅是电和热的不良导体。）铅是电和热的不良导体。 5）铅在高温下的蒸汽压大，易挥发，液态下流）铅在高温下的蒸汽压大，易挥发，液态下流动性好。动性好。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.12.1.1 铅铅及其主要化合物的性质及其主要化合物的性质（2）化学性质化学性质这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.12.1.1 铅铅及其主要化合物的性质及其主要化合物的性质PbO2、Pb3O4和和Pb2O3，其其中中最最稳稳定定的的是是PbO，其其余余都都是是冶冶金金过过程程的的中中间间产产物。物。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.12.1.1 铅铅及其主要化合物的性

6、质及其主要化合物的性质2.铅铅的的化化合合物物 （1）硫硫化化铅铅（PbS） 天天然然产产出出的的硫硫化化铅铅称称方方铅铅矿。矿。 按按金金属属硫硫化化物物分分子子形形成成热热的的大大小，小，可可将将其其排排列列成成下下列列顺顺序：序：Mn，Cu，Fe，Sn，Zn，Pb，Ag，As，Sb。亦亦即即是是说，说，在在适适当当温温度度下，下，位位于于铅铅前前面面的的金金属属都都可可以以从从PbS中中把把铅铅置置换换出出来。来。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.12.1.1 铅铅及其主要化合物的性质及其主要化合物的性质 （2）氧化铅氧化铅(PbO) 铅的氧化物最重要的是铅的氧化物最重要

7、的是PbO（密陀僧密陀僧），而），而PbO2、Pb2O3和和Pb3O4都不稳定，只是冶金过程中的中间产物。都不稳定，只是冶金过程中的中间产物。 PbO是两性氧化物。是两性氧化物。 PbO是一种强氧化剂，它易使是一种强氧化剂，它易使Te、S、As、Sb、Sn、Bi、Zn、Cu、Fe等全部氧化或部分氧化，所形成的氧化等全部氧化或部分氧化，所形成的氧化物或造渣或挥发。物或造渣或挥发。 PbO是良好的助溶剂。是良好的助溶剂。 PbO属于难离解的稳定化合物，但容易被属于难离解的稳定化合物，但容易被C和和CO所还所还原。原。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.12.1.1 铅铅及其主要化合物

8、的性质及其主要化合物的性质（3）硫硫酸酸铅铅(PbSO4) 天天然然的的硫硫酸酸铅铅矿矿物物称称铅铅矾。矾。硫硫酸酸铅铅为为白白色色单单斜斜方方晶晶体，体，带带甜甜味。味。硫硫酸酸铅铅的的密密度度为为6.34gcm-3，熔熔点点1170。 硫硫酸酸铅铅是是比比较较稳稳定定的的化化合合物，物，800时时便便开开始始分分解，解，其其反反应应为：为： PbSO4= PbOSO21/2O2 这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.12.1.1 铅铅及其主要化合物的性质及其主要化合物的性质（4）碳碳酸酸铅铅(PbCO3) 天天然然产产出出的的碳碳酸酸铅铅称称。它它是是氧氧化化铅铅矿矿中中的的主

9、主要要组组分分。碳碳酸酸铅铅与与硫硫酸酸铅铅（铅铅矾矾PbSO4）都都是是次次生生矿矿，它它们们是是原原生生矿矿风风化化及及含含碳碳酸酸盐盐的的地地下下水水影影响响而而渐渐次次变变成成的的。矿矿石石中中的的铅铅以以白白铅铅矿矿或或铅铅矾矾形形态态存存在在时时，因因其其中中皆皆含含有有氧氧，所所以以统统称称氧氧化化铅铅矿矿。白白铅铅矿矿这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.12.1.1 铅铅及其主要化合物的性质及其主要化合物的性质（5）硅酸铅硅酸铅 (xPbOySiO2) PbO与与SiO2可形成三种化合物可形成三种化合物4PbOSiO2，2PbO SiO2和和PbO SiO2 。硅

10、酸铅硅酸铅不溶于一般溶剂，溶于氢氟酸，用于不溶于一般溶剂，溶于氢氟酸，用于光学仪器和焊接。光学仪器和焊接。（6）氯化铅）氯化铅 (PbC12) 为为，其熔点为，其熔点为498，沸点为，沸点为954，密，密度为度为5.91g/cm3。PbCl2在水溶液中的溶解度甚小，在水溶液中的溶解度甚小，25时为时为1.07%，100时才为时才为3.2%。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.12.1.1 铅铅及其主要化合物的性质及其主要化合物的性质 3.铅的用途铅是电气工业部门制造蓄电池、汽油添加剂和电缆的原铅是电气工业部门制造蓄电池、汽油添加剂和电缆的原材料。材料。铅具有很高的耐酸、碱性，广泛

11、用于化工设备和冶金工铅具有很高的耐酸、碱性，广泛用于化工设备和冶金工厂电解槽内衬。厂电解槽内衬。铅能吸收放射性射线，用作原子能工业和医学中的防护铅能吸收放射性射线，用作原子能工业和医学中的防护屏。屏。铅合金被广泛用于铅基轴承合金、活字金、焊料等。铅合金被广泛用于铅基轴承合金、活字金、焊料等。铅的化合物用于军事工业，颜料、玻璃及橡胶工业部门。铅的化合物用于军事工业，颜料、玻璃及橡胶工业部门。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料 目前用作炼铅的原料包括目前用作炼铅的原料包括矿物原料矿物原料和和二次铅料二次铅料两大两大类。类。 矿物原料有矿物原料有硫

12、化矿硫化矿和和氧化矿氧化矿两种。分布最广的是硫两种。分布最广的是硫化矿化矿(方铅矿方铅矿PbS)，属，属原生矿原生矿，也是炼铅的主要矿石，也是炼铅的主要矿石，多与辉银矿多与辉银矿(Ag2S)、闪锌矿、闪锌矿(ZnS)共生。共生。 氧化铅矿氧化铅矿主要由白铅矿主要由白铅矿(PbCO3)和铅矾和铅矾(PbSO4)组成组成，属，属次生矿次生矿，它是原生矿受风化作用或含有碳酸盐的，它是原生矿受风化作用或含有碳酸盐的地下水的作用而逐渐产生的，常出现在铅矿床的上层地下水的作用而逐渐产生的，常出现在铅矿床的上层，或与硫化矿共存而形成复合矿。，或与硫化矿共存而形成复合矿。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张

13、公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料中国铅资源分布结构中国铅资源分布结构这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料中国铅资源分布结构中国铅资源分布结构 这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料2009年全球铅储量分布图表 这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料20042004年年20052005年年20062006年年20072007年年20082008年年中国中国99.7114.2133134154.3澳大利亚澳大利亚64.271.562.15

14、8.959.4美国美国44.543.642.943.442.2秘鲁秘鲁30.631.931.332.934.5墨西哥墨西哥11.813.513.513.714.6欧洲欧洲23.225.524.728.730.9世界合计世界合计313.1342.1352.5361.1388.5这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料 方铅矿 白铅矿 铅钒矿（PbS） （PbCO3） （PbSO4）这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料

15、 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。 (2)杂质铜含量不宜过高，通常要求小于1.5。 (3)锌含量不宜过高，一般要小于5。 (4)砷、锑等杂质含量也有严格的要求，通常要求As+Sb小于1.2。 另外，MgO、Al2O3等杂质会影响鼓风炉渣型，故一般要求MgO2，Al2O34。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料 我国铅精矿等级标准品级品级铅铅( () ) 杂质杂质( () )不大于不大于不小于不小于CuCu ZnZn AsAs MgOMgO A1A12 20 03 3 一级品一级品70701.51.

16、55 5 0.30.3 2 2 4 4 二级品二级品6565l.5l.55 5O.35O.352 2 4 4 三级品三级品60601.51.5 5 50.40.42 24 4四级品四级品55552.O2.O6 60.50.52 24 4 五级品五级品50502.O2.O 7 7 2 2 4 4 六级品六级品45452.52.58 8 2 2 4 4 七级品七级品40403.O3.O9 9 2 2 4 4这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料 再生铅原料 从废旧金属和工业金属废料中提取的金属称为再生金属，或称二次金属。可用来生产再生铅的原料很广泛，

17、如回收的废蓄电池残片及填料，蓄电池厂及炼铅厂所产的铅浮渣，二次金属回收厂和有色金属生产厂所产的含铅炉渣，二次金属回收和贵金属冶炼厂所产含铅的烟尘，湿法冶金所产的浸出铅渣，铅熔炼所产的铅锍，铅消费部门的各种废料等，其中以废蓄电池的回收量最大。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.2 2.1.2 炼铅的原料炼铅的原料 再生铅原料具有物理形态和化学成分变化大的特点，从这类原料中提铅应根据具体的原料对象采取不同的处理方法，总的原则是：同一组别的金属及合金废料因化学成分一致或接近一致，可采取直接重熔、然后精炼的方法。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.3 2.1.3 铅的生产方

18、法铅的生产方法 铅的冶炼方法有铅的冶炼方法有火法火法和和湿法湿法两种，目前世两种，目前世界上以火法为主，湿法炼铅尚处于试验研究阶界上以火法为主，湿法炼铅尚处于试验研究阶段。火法按冶炼原理不同可分为反应熔炼、沉段。火法按冶炼原理不同可分为反应熔炼、沉淀熔炼和焙烧淀熔炼和焙烧-还原熔炼。还原熔炼。 据不完全统计，世界上的矿产铅约据不完全统计，世界上的矿产铅约75%是采是采用用烧结焙烧一鼓风炉熔炼烧结焙烧一鼓风炉熔炼流程生产的，约流程生产的，约l0%是用是用铅锌密闭鼓风炉铅锌密闭鼓风炉生产的，约生产的，约15是用是用直接直接熔炼熔炼的方法生产的。的方法生产的。 这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.1.3 2.1.3 铅的生产方法铅的生产方法 （1）烧结焙烧一鼓风炉还原熔炼 该法属传统炼铅