重金属冶金技术-铅冶金-2

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：张公子这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子硫化铅精矿的烧结焙烧硫化铅精矿的烧结焙烧2.2.1还原熔炼的基本原理还原熔炼的基本原理2.2.2鼓风炉炼铅的生产实践鼓风炉炼铅的生产实践2.2.32.2 2.2 铅烧结矿的鼓风炉熔炼铅烧结矿的鼓风炉熔炼2.2.4铅鼓风炉熔炼产物铅鼓风炉熔炼产物2.2.5铅鼓风炉渣的烟化处理铅鼓风炉渣的烟化处理这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.12.2.1 硫化铅精矿的烧

2、结焙烧硫化铅精矿的烧结焙烧 1. 烧结烧结焙烧的目的焙烧的目的 （1） 将将，砷锑挥发除去，减少，砷锑挥发除去，减少熔炼时铅铜锍和黄渣（砷铜锍）的生成，提高金熔炼时铅铜锍和黄渣（砷铜锍）的生成，提高金属回收率；属回收率； （2） 将将，获得符合鼓风炉熔炼的，获得符合鼓风炉熔炼的坚硬多孔的烧结块。坚硬多孔的烧结块。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.12.2.1 硫化铅精矿的烧结焙烧硫化铅精矿的烧结焙烧 2.烧结焙烧的理论烧结焙烧的理论基础基础 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。转变为氧化物的

3、过程。焙烧时焙烧时PbS发生如下反应：发生如下反应：2PbS+3.5O2= PbO+ PbSO4+SO23PbSO4+PbS= 4PbO+4SO2焙烧温度在焙烧温度在1123K以上，而且是强氧化气氛最终得到以上，而且是强氧化气氛最终得到PbO。存在于精矿中的存在于精矿中的FeS2、ZnS以及砷、锑硫化物也被氧化。以及砷、锑硫化物也被氧化。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.12.2.1 硫化铅精矿的烧结焙烧硫化铅精矿的烧结焙烧 使细物料结块，是烧结焙烧的另一目的。使细物料结块，是烧结焙烧的另一目的。 硅酸铅于硅酸铅于923973K下开始形成：下开始形成： xPbO+ySiO2=x

4、PbO.ySiO2 铁酸铅于铁酸铅于9981025K下开始形成：下开始形成： xPbO+yFe2O3=xPbO.yFe2O3这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.12.2.1 硫化铅精矿的烧结焙烧硫化铅精矿的烧结焙烧 形成的硅酸铅和铁酸铅为低熔点化合物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，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相的形成和数量是获得足够强度烧结块的基础。基础。

5、这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .2 2 鼓风炉还原熔炼的原理鼓风炉还原熔炼的原理1.目的 (1)把烧结矿中的铅最大限度的还原，以获得富集有金银等贵金属的粗铅; (2)同时使炉料中的各种造渣成分结合成渣并尽量将锌吸收这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .2 2 鼓风炉还原熔炼的原理鼓风炉还原熔炼的原理2.基本原理基本原理 鼓风炉下部燃料燃烧产生的高温还原性气体上升过程中，将热传递给炉料，并发生各种冶金反应，熔化成熔体，流入炉缸，按密度不同而分成粗铅层和熔渣层。 主要反应有：这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .2 2

6、鼓风炉还原熔炼的原理鼓风炉还原熔炼的原理（1）铅的化合物）铅的化合物 焦炭燃烧：焦炭燃烧： 2C + O2 =2CO PbO被生成的被生成的CO还原：还原： PbO + CO = Pb +CO2 硅酸铅中的硅酸铅中的PbO可被可被CaO置换出来，再被置换出来，再被CO还原：还原： 2PbO.SiO2+CaO+2CO=CaO.SiO2+2Pb+2CO2这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .2 2 鼓风炉还原熔炼的原理鼓风炉还原熔炼的原理 有有SiO2存在时，存在时，PbSO4发生如下反应：发生如下反应： PbSO4+4CO=PbS+4CO2PbSO4+SiO2=PbO.S

7、iO2+SO2+1/2O2 PbS在熔炼过程不反应，全部进入冰铜，需利用在熔炼过程不反应，全部进入冰铜，需利用沉淀熔炼过程分离铅。沉淀熔炼过程分离铅。PbS+Fe=FeS+Pb这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .2 2 鼓风炉还原熔炼的原理鼓风炉还原熔炼的原理（2）铁化合物）铁化合物 烧结块中的烧结块中的铁化合物铁化合物主要以主要以Fe2O3、Fe3O4以及硅以及硅酸亚铁，铁的氧化物在鼓风炉熔炼过程中发生如下酸亚铁，铁的氧化物在鼓风炉熔炼过程中发生如下变化：变化： Fe2O3+CO Fe3O4 +COFeO 大量的大量的FeO与与SiO2发生造渣反应，生成发生造渣反应

8、，生成2FeO.SiO2进进入炉渣中：入炉渣中： 2FeO+ SiO2= 2FeO.SiO2 烧结块中少量的烧结块中少量的FeS进入铅冰铜。进入铅冰铜。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .2 2 鼓风炉还原熔炼的原理鼓风炉还原熔炼的原理 （3）铜的化合物）铜的化合物 烧结块中的铜烧结块中的铜以以Cu2O、Cu2O.SiO2和和Cu2S的形式存在。的形式存在。当烧结块中残硫率高，当烧结块中残硫率高，Cu2O与其他金属硫化物发生反与其他金属硫化物发生反应：应：Cu2O+FeS=Cu2S+FeO 该反应为鼓风炉熔炼的造冰铜过程。该反应为鼓风炉熔炼的造冰铜过程。 当烧结块残硫

9、率低，当烧结块残硫率低，Cu2O按如下反应：按如下反应：Cu2O+CO=2Cu+CO2 金属铜进入粗铅中成为铅中杂质。金属铜进入粗铅中成为铅中杂质。 Cu2S与与Cu2O.SiO2在熔炼过程中不发生反应，在熔炼过程中不发生反应， Cu2S进入进入铅冰铜中，铅冰铜中， Cu2O.SiO2进入炉渣。进入炉渣。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .2 2 鼓风炉还原熔炼的原理鼓风炉还原熔炼的原理 （4）锌的化合物）锌的化合物 锌在烧结块中主要以锌在烧结块中主要以ZnO及及ZnO.Fe2O3形式存在，少部分以形式存在，少部分以ZnS 和和ZnSO4存在。存在。 ZnSO4在鼓风

10、炉熔炼过程发生如下反应：在鼓风炉熔炼过程发生如下反应：ZnSO4COZnS+CO2 ZnS可进入炉渣也可进入冰铜。可进入炉渣也可进入冰铜。 ZnS为熔炼过程中最有害杂质，熔点高，密度大，进入冰为熔炼过程中最有害杂质，熔点高，密度大，进入冰铜和渣后增加两者的黏度，减少两者的密度差，使渣与冰铜铜和渣后增加两者的黏度，减少两者的密度差，使渣与冰铜分离困难。如果铅精矿中含锌量大，需采用完全焙烧脱硫分离困难。如果铅精矿中含锌量大，需采用完全焙烧脱硫。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .2 2 鼓风炉还原熔炼的原理鼓风炉还原熔炼的原理（5） 金和银金和银 铅是金、银的捕收剂，熔炼

11、时大部分金银进入粗铅是金、银的捕收剂，熔炼时大部分金银进入粗铅中。铅中。（6）脉石成分）脉石成分 炉料和熔剂中的炉料和熔剂中的SiO2、CaO、MgO和和Al2O3等脉等脉石成分，在熔炼时不被还原，全部与石成分，在熔炼时不被还原，全部与FeO反应生成反应生成炉渣。炉渣。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .2 2 鼓风炉还原熔炼的原理鼓风炉还原熔炼的原理这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .3 3 鼓风炉炼铅的生产实践鼓风炉炼铅的生产实践 1.鼓风炉的类型 水套式矩形鼓风炉、椅形鼓风炉等水套式矩形鼓风炉、椅形鼓风炉等 2.普通普通鼓风炉的结构 炉

12、基、炉缸、炉身、炉顶和风管、水管系统及支架等组成。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .3 3 鼓风炉炼铅的生产实践鼓风炉炼铅的生产实践3.鼓风炉的正常作业鼓风炉的正常作业（1）熔炼工序）熔炼工序 包括备料与加料、鼓风与风口操作、水套冷却系统的包括备料与加料、鼓风与风口操作、水套冷却系统的看护、熔炼产品（粗铅、炉渣等）的放出。看护、熔炼产品（粗铅、炉渣等）的放出。（2）鼓风炉入炉炉料成分）鼓风炉入炉炉料成分 炉料中的烧结矿含铅炉料中的烧结矿含铅50%，块度为，块度为50150mm；焦炭；焦炭具有适当的孔隙度（具有适当的孔隙度（40%53%）、足够的机械强度、较）、足够的

13、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。及含铅返料。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .3 3 鼓风炉炼铅的生产实践鼓风炉炼铅的生产实践4.鼓风炉炼铅的主要技术条件及控制（1）进料量（2）料柱高度（3）鼓风风量和风压（4）液铅、熔渣放出温度和炉顶压力（5）焦率（6）鼓风炉水套供水（7）炉缸铅液面、渣面的控制这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .3 3 鼓风炉炼铅的生产实践鼓风炉炼铅的生产实践5.铅鼓风炉的熔炼产物 粗铅粗铅：含：含Pb 97%98%，其他杂质为贵金属

14、和，其他杂质为贵金属和Cu、Zn、Sn、Sb、Bi，As等。等。炉渣炉渣：渣中主要组分：渣中主要组分SiO2、CaO与与FeO。铅冰铜铅冰铜：铅冰铜为：铅冰铜为PbS、Cu2S、FeS和和ZnS等。含铜等。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。富集熔炼。这里输入课程名称或课题名称主讲教师：张公子2.2.2 2. .3 3 鼓风炉炼铅的生产实践鼓风炉炼铅的生产实践 砷冰铜（黄渣）砷冰铜（黄渣）：富集有价金属的金属砷化物合金。在炉缸中富集有价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。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。烟尘烟尘：主要含有：主要含有45%68%Pb，5%20%Zn和少量的和少量的Cd和和In、Ge等。铅烟尘是回收高价值的等。铅烟尘是回收高价值的Cd的主要原料。的