常用有色金属冶炼方法 铅冶炼.ppt

2.2.1.1焙烧过程硫化铅精矿的焙烧是使硫化铅以及精矿中的其他金属硫化物转变为氧化物的过程。焙烧时PbS发生如下反应：2PbS+3.5O2=PbO+PbSO4+SO23PbSO4+PbS=4PbO+4SO2焙烧温度在1123K以上，而且是强氧化气氛最终得到PbO。存在于精矿中的FeS2、ZnS以及砷、锑硫化物也被氧化。2.2.1.2烧结过程使细物料结块，是烧结焙烧的目的。硅酸铅于923~973K下开始形成：xPbO+ySiO2=xPbO.ySiO2铁酸铅于998~1025K下开始形成：xPbO+yFe2O3=xPbO.yFe2O3形成的硅酸铅和铁酸铅为低熔点化合物，可在作业温度下形成液态，冷却后形成坚实的大块。因此，是烧结过程中的粘结剂，使物料粘结成完整而多孔的烧结矿。液相的形成和数量是获得足够强度烧结块的基础。2.2.2烧结焙烧的实践2.2.2.1炉料炉料粒度和透气性烧结返料最适宜的粒度为4~8mm，大于8mm的返料会减低炉料的脱硫率。小于4mm的返料会降低炉料透气性。熔剂的粒度以2~3mm为宜。炉料湿度炉料湿度由实验测定。堆密度最大而比容最小的湿度即为最佳湿度。此时炉料容积最小，有利于提高设备利用率。同时透气性最大。2.2.2.2带式烧结机现代大型炼铅厂均采用带式烧结机进行烧结。采用的烧结方式为鼓风烧结。目前鼓风烧结的发展趋势为烧结机大型化，并加强密封，防止烟气外溢。有的铅厂采用富氧空气鼓风强化烧结。2.2.2.3吸风烧结经配料、混合、制粒准备好的炉料，通过布料机卸到烧结机移动着的小车内，并被刮板将料刮平至规定的料层高度。小车的底由炉条组成，小车之间没有隔板。当装好炉料的小车来到点火炉下面便被点火燃烧，点火后的小车沿吸风箱上的导轨向前移动。空气从上向下透过料层使之强烈燃烧并烧结成块，烧结过程是从料层上面逐渐向下移动，最后到达炉条为止。一般来说，在小车达到最后一个吸风箱之前，烧结过程已经结束，所以最后通过料层的冷空气对烧结块只起冷却作用。2.2.2.4鼓风烧结鼓风烧结机与吸风烧结机在本体结构上是相同的。鼓风烧结作业要点是：开始在小车炉条上铺一层20~40mm点火炉料，经吸风点火后，再向红热的料层上装入焙烧炉料，这时改变气流方向，开始从下往上鼓风，鼓风压力为1471~2942Pa。随着小车的向前移动，炉料逐渐被焙烧，最终获得烧结块。2.3铅烧结块的鼓风炉熔炼（2）还原熔炼时的主要反应：烧结块以及焦炭、石灰石在鼓风炉顶部加入。900℃热空气从炉身底部的风口吹入。发生如下反应：焦炭燃烧：2C+O2=2COPbO被生成的CO还原：PbO+CO=Pb+CO2硅酸铅中的PbO可被CaO置换出来，再被CO还原：2PbO.SiO2+CaO+2CO=CaO.SiO2+2Pb+2CO2有SiO2存在时，PbSO4发生如下反应：PbSO4+4CO=PbS+4CO2PbSO4+SiO2=PbO.SiO2+SO2+1/2O2PbS在熔炼过程不反应，全部进入冰铜，需利用沉淀熔炼过程分离铅。PbS+Fe=FeS+Pb2.3.2铅鼓风炉熔炼的实践（1）鼓风炉的构造：现代大型炼铅厂均采用水套式矩形鼓风炉。炉长3~10.7m，炉宽1.2~1.66m，风口直径60~100mm，风口比为2~5%，炉子有效高度4~6m，炉缸深为0.5~0.8m。（2）鼓风炉的正常作业包括备料与加料、鼓风与风口操作、水套冷却系统的照看、熔炼产品（粗铅、炉渣等）的放出。炉料中的烧结矿含铅50%，块度为50~150mm；焦炭是具有适当的孔隙度（40%~53%）、足够的机械强度、较高发热值和着火温度的冶金焦炭；还加入铁屑、炉渣以及含铅返料。加料顺序为：焦炭→附加料和返料→烧结块，加料方式为两侧加料或中央加料。（3）铅鼓风炉熔炼产物：粗铅：含Pb96%~97%，其他杂质为贵金属和Cu、Zn、Sn、Sb、Bi，As等。炉渣：渣中主要含有80%的Zn以及稀散金属，目前广泛采用烟化炉烟化法处理以提取Zn。铅冰铜：铅冰铜为PbS、Cu2S、FeS和ZnS等。含铜20%以上的富冰铜可用吹炼法或湿法处理。低品位冰铜需进行富集熔炼。砷冰铜（黄渣）：富集贵金属的金属砷化物合金。在炉缸中存在于铅冰铜和粗铅之间，可用转炉吹炼或用富集熔炼处理。烟尘：主要含有45%~68%Pb，5%~20%Zn和少量的Cd和In、Ge等。铅烟尘是回收高价值的In的主要原料。