有色冶金概论铅冶金.ppt

—— 铅冶金 《有色冶金概论》 昆明理工大学冶金与能源工程学院 1 概述 ? 1.1 铅的性质和用途 1.1.1 铅的物理性质 铅是蓝灰色金属，新的断口具有金属光泽。固态铅的密度为 11.273~11.488g/cm 3 。铅的熔点为 327.502 ℃，沸点 1525 ℃。 纯铅是重金属中最柔软的金属，其莫氏硬度为 1.5 。铅有很好 的展性，可压轧成铅皮和锤制成铅箔，但铅的延性很差，不能拉成 铅丝。铅在低于熔点 3~10 ℃下很脆，用力摇动时可制成铅粒。 铅为热和电的不良导体，导热率和导电率分别 为银的 8.5% 和 10.7% 。 铅在高温下蒸汽压较大，因此铅容易挥发，导致铅的损失，影 响铅冶炼回收率，也会使操作人员铅中毒。 1.1.2 铅的化学性质 铅是元素周期表中的Ⅳ A 族元素，原子序数为 82 ，原子量为 207.21 ，原子价为 +2 及 +4 。 常温下铅在干空气中不起化学变化，但在潮湿的和含有 CO 2 的 空气中则氧化生成次氧化铅 (Pb 2 O) 薄膜，覆盖在铅的表面，使铅失 去 光 泽 而 变 成 暗 灰 色 ， 并 且 慢 慢 地 转 变 成 碱 式 碳 酸 盐 [3PbCO 3 · Pb(OH) 2 ] 。 铅与氧可生成四种氧化物： PbO 、 PbO 2 、 Pb 3 O 4 和 Pb 2 O 3 ，其中 PbO 最稳定。 PbO 沸点为 1470 ℃，在 800 ℃开始显著挥发，因此炼铅 过程中因 PbO 挥发而造成铅的损失。 1.1.2 铅的化学性质 铅易溶于硝酸、硼氟酸、硅氟酸、醋酸及硝酸银中；难溶于稀 盐酸及硫酸，缓溶于沸盐酸及发烟硫酸中。常温时 HCl 及 H 2 SO 4 的作 用仅及于铅的表面，生成的 PbC1 2 和 PbSO 4 几乎不溶解而附着在铅的 表面使其内部金属不受酸的影响。 铅可吸收放射性线，所以具有抵抗放射性物质射线透过的性能。 1.1.3 铅的用途 铅的最大消费领域为铅酸蓄电池，主要应用于汽车工业，其消 费量占主要铅消费国消费量的一半以上。铅具有高度的化学稳定性， 抗酸抗碱的能力都极强，因此，在化学工业和冶金工业中用于设备 的防腐。此外，铅还用于弹药、铅管、铅片、合金、原子能、医学、 电缆包皮以及颜料、化工制品等。 ? 1.2 炼铅原料 1.2.1 炼铅原料 用作炼铅的原料包括矿物原料和二次铅料两大类。矿物原料有 硫化矿和氧化矿两种。 ? 硫化矿： 铅的硫化矿是炼铅的主要原料，主要是方铅矿 (PbS) ，伴 生有闪锌矿 (ZnS) 、辉银矿 (Ag 2 S) 、辉铋矿 (Bi 2 S 3 ) 、黄铁矿 (FeS 2 ) 、 硫砷铁矿 (FeAsS) 和其他硫化矿物。 自然界中铅矿多数是多金属矿，最常见的是铅锌混合矿。密闭 鼓风炉熔炼法和基夫赛特熔炼法可处理铅锌混合矿。 ? 氧化矿： 主要有白铅矿 (PbCO 3 ) 和铅矾 (PbSO 4 ) ，属次生矿，是原 生矿经风化作用和含有碳酸盐的地下水作用而成。 ? 二次铅料： 是指回收的各种铅废件和铅废料。其中以废蓄电池回 收的数量最大，其次如化工冶金器械的耐酸衬里铅皮、铅管、电缆 包皮，各类铅基的轴承合金，铅锡焊料以及各种含铅下脚料和碎屑 等。 ? 1.3 炼铅方法 铅的冶炼几乎全是火法。火法炼铅按冶炼原理的不同分为 反应 熔炼、沉淀熔炼 和 焙烧 - 还原熔炼 三种。目前普遍采用传统的烧结 焙烧 - 鼓风炉熔炼工艺，该法虽然存在能耗高、对环境污染不易解决 等缺点，但其处理能力大、原料适应性强、加上长期生产积累的操 作经验和不断的技术改造，使这一传统炼铅工艺还保持着其活力。 烧结焙烧 - 鼓风炉还原熔炼工艺约占世界铅产量的 60% 左右，其它新 法炼铅约占 40% 。 现在大型炼铅厂已开始采用一些强化熔炼的方法直接炼铅。强 化熔炼将传统的烧结焙烧 - 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， 同时也改善了环境。目前，已工业化的强化熔炼方法有 基夫赛特 (Kivcet) 法 、氧气底吹熔池熔炼（ QSL 法）、艾萨熔炼法 、 奥斯麦 特法 以及我国的 水口山法（ SKS ） 等。 ? 1.3 炼铅方法 ? 1.3 炼铅方法 2 铅精