铅冶炼技术课件

铅冶炼技术铅冶炼技术1铅冶炼技术课件2铅冶炼技术课件3我国的铅资源储量和分布我国的铅资源储量和分布4我国的铅资源分布我国的铅资源分布5我国铅资源的特点就铅矿床而言，铅储量主要集中在大中型矿床中，具体体现在如下几个方面：现有的99处大中型矿床探明的资源总量和储量分别占全国的66.9%和84.9%；14处大型矿床探明的资源总量和储量分别占全国的31.1%和50.3%；我国四座特大型矿：云南兰坪铅锌矿(铅锌保有储量1440万吨)、广东凡口铅锌矿(510万吨)、甘肃厂坝铅锌矿(含李家沟，404万吨)和内蒙古东升庙铅锌矿(454万吨)合计保有储量在全国总量中占到22%。

就其矿床本身而言，其特点重要有以下几方面：铅锌密切共生，单一的铅矿较少；锌品位高于铅，锌、铅比值平均为2.5；铅锌矿床物质成分复杂，共伴生组分多，尤以白银、黄金、

我国铅资源的特点就铅矿床而言，铅储量主要集中在大6我国铅资源的特点铜、镉、铋、铟、锗等综合利用价值大。其中白银回收量在全国白银总产量中占到65-70%；就铅锌矿品位而言，呈现出如下特点：矿贫矿多、富矿少，结构构造和矿物组成复杂；中国铅锌矿床的平均品位铅为1.99%，锌为4.49%，铅+锌平均品位小于9.5%的矿床占71.6%，铅+锌平均品位在7.5-15%之间的矿床占24.1%，铅+锌平均品位大于15%的矿床仅占4.3%。根据多年经验，铅锌品位小于7.5%的矿床，开采的经济效益不甚理想，生产成本高，利润微薄甚至亏损。这就限制了铅资源的利用。我国铅资源的特点铜、镉、铋、铟、锗等综合利用价值大。其中白银7我国铅锌的主要生产基地我国铅锌业经过这么多年的发展，现已经形成了东北、湖南、两广，滇川、西北等五大铅锌采选冶和加工配套的生产基地。其铅产量占全国产量的85%以上。锌产量占全国的95%。东北铅锌生产基地东北基地主要以六矿两厂为主，即青城子铅锌矿、八家子铅锌矿、桓仁铜锌矿、红透山铜锌矿、西林铅锌矿、天宝铅锌矿和沈阳冶炼厂、葫芦岛锌厂。湖南铅锌生产基地湖南铅锌矿产资源丰富，而且富矿多，大部分产地可以开发利用。形成了以桃林铅锌矿、黄沙坪铅锌矿、东坡铅锌矿和株洲冶炼厂为主的铅锌生产基地。两广铅锌生产基地广东、广西两省区的铅锌矿资源丰富，广东主要以凡口我国铅锌的主要生产基地我国铅锌业经过这么多年的发展，现已经形8我国铅锌的主要生产基地铅锌矿和韶关冶炼厂为主，其次是丙村铅锌矿、昌化铅锌矿、大尖山铅锌矿。广西有泗顶铅锌矿、大新铅锌矿、河三铅锌矿、柳州锌品厂等。滇川铅锌生产基地云南铅锌矿资源非常丰富，现铅锌保有储量均居我国之首。主要有会泽铅锌矿、澜沧老厂铅锌矿和昆明冶炼厂、个旧鸡街冶炼厂。四川有会东铅锌矿、会理铅锌矿以及一批中小型矿山，铅锌精矿的产量很大。西北铅锌生产基地西北地区铅锌资源也是很丰富的，主要分布在甘陕青三省。该基地铅锌生产以白银有色金属公司为主，有白银厂小铁山铅锌矿、第三冶炼厂和西北铅锌冶炼厂。陕西有铅硐山铅锌矿，二里河铅锌矿、银洞梁铅锌矿等和青海锡铁山矿务局。我国铅锌的主要生产基地铅锌矿和韶关冶炼厂为主，其次是丙村铅锌910粗铅的冶炼技术

铅冶炼工序粗炼精炼初步火法精炼电解精炼火法湿法粗铅1#电铅杂质元素：1~4%Pb:99.994%10粗铅的冶炼技术1011火法烧结—鼓风炉还原法直接炼铅法熔池熔炼闪速熔炼卡尔多炉法基夫赛特法奥托昆普法富氧底吹熔炼法富氧侧吹熔炼法传统炼铅法QSL法SKS法艾萨炉炼铅法奥斯麦特法I-Y炼铅法富氧顶吹熔炼法11火法烧结—鼓风炉还原法直接炼铅法熔池熔炼闪速熔炼卡尔多炉1112121213粗铅火法冶炼技术1.1传统炼铅工艺传统工艺：烧结—鼓风炉还原熔炼工艺（见下图）。13粗铅火法冶炼技术1.1传统炼铅工艺1314带式烧烧机烧结机台车图2.1烧结机实物图14带烧结机台车图2.1烧结机实物图14151.1.1烧结焙烧的目的

（1）氧化脱硫：将精矿中PbS和其他金属硫化物氧化成PbO等金属氧化物，同时除去矿石中的砷、锑。（2）将细粒炉料烧结成适合鼓风炉熔炼的，具有一定孔隙度的烧结矿。1.1.2烧结焙烧的方法工业上采用两次焙烧和一次焙烧两种方法。（1）两次焙烧：在1123～1173K下，先进行预先焙烧脱除部分硫；再将烧结块破碎，在1273～1373K下进行最终焙烧脱除剩余硫，成为符合冶炼要求的烧结矿。（2）一次焙烧（返回焙烧）：一次焙烧得到的烧结块与硫化铅精矿混后进行焙烧，得到的焙烧矿一小部分送至鼓风炉熔炼，大部分（65%～70%）仍返回烧结过程与精矿混合配料后焙烧。我国炼铅厂多采用此法。151.1.1烧结焙烧的目的1516161617鼓风炉的构造17鼓风炉的构造1718l-炉基；2-支架；3-炉缸；4-水套压板；5-咽喉口；6-支风管及风口；7-环形风管；8-打炉结工作门；9-千斤顶；l0-加料门；ll-烟罩；12-料板；13-上侧水套；14-下侧水套；15-虹吸道及虹吸口18l-炉基；2-支架；3-炉缸；4-水套压板；5-咽喉口；1819从上自下共分为五个区域：1)炉料预热区(100～400℃).炉料被烘干，表面水被蒸发，易还原的氧化物被还原。2）上还原区(400～700℃).在此去结晶水开始脱除，碳酸盐及硫酸盐开始分解，还原过程近一倍加强。铁的高价氧化物被还原成低价氧化物。3）下还原区(700～900℃).在此区CO还原作用强烈，硫酸铅呈熔融状态并开始被还原。4)熔炼区(900～1300℃)。上述各区进行的反应均在此区完成，SiO2,FeO,CaO造渣，游离出的氧化铅被还原成金属铅,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。5)炉缸区。过热后的各种熔融体流入炉缸后继续完成未反应的化学反应并按密度分层。最下层为粗铅，其上层为黄渣，再上层为铅鋶，最上为炉渣。铅鋶、黄渣、炉渣等从排渣口排出，粗铅经虹吸道连续排出铸锭或流入铅包送入精炼。19从上自下共分为五个区域：1920采用烧结+鼓风炉熔炼的生产企业20采用烧结+鼓风炉熔炼的生产企业2021工艺特点：优点：生产能力大、铅回收率高、渣含铅低等。缺点：但由于烧结过程流程长；返料量大，扬尘点分散，劳动条件差；烧结产生的热量不能得到充分利用；烧结烟气SO2浓度低，治理困难；21工艺特点：2122ISP铅锌冶炼工艺22ISP铅锌冶炼工艺2223232324目前国外有8个国家14条生产线，国内则有5条生产线使用该工艺生产铅锌。我国ISP铅锌烧结焙烧的技术经济指标。我国ISP铅锌烧结焙烧的技术经济指标24目前国外有8个国家14条生产线，国内则有5条生产线使用该2425ISP工艺特点优点：①

对原料适应性强，尤其适合难分选的铅锌混合矿；②实现铅、锌的直接分离。面临的问题：①烧结块的产量不能满足鼓风需要；②环境问题；③原料方面：国内的铅锌混合矿的量已经不能够满足ISP工艺的需要，工艺的原料优势难于发挥。25ISP工艺特点2526现将国内外直接炼铅法工艺及其现状列于下表。26现将国内外直接炼铅法工艺及其现状列于下表。26271.2熔池熔炼1.2.1富氧底吹炼铅法（QSL）目前国内外采用该工艺共建有四个厂，仅德国贝尔采留斯冶金公司和韩国高丽锌公司这两家还在生产。以富铅精矿和二次铅物料为原料，产能共计为25万t/a精铅。我国西北铅锌冶炼厂和加拿大都曾引进此技术建厂，由于上述不同原因而关闭。271.2熔池熔炼1.2.1富氧底吹炼铅法（QSL）2728282829292930（a）氧化段与还原段烟气不分流30（a）氧化段与还原段烟气不分流3031（b）氧化段与还原段烟气不分流31（b）氧化段与还原段烟气不分流3132323233QSL炼铅的技术特点：优点氧化脱硫和还原在一座炉内连续完成，能耗低，对环境友好；备料简单；以煤代焦，生产成本低，SO2烟气浓度高、渣量少、金属回收率高达96%；缺点一个炉内实现氧化、还原气氛的控制困难，QSL炉的操作难度大：氧枪寿命短，炉衬冲刷侵蚀快，结渣容易堵塞；原料要求高，不适合处理中低品位的铅物料。33QSL炼铅的技术特点：33341.2.2SKS法（富氧底吹+鼓风炉还原炉）SKS法是水口山矿务局与北京有色冶金设计研究总院在20世纪80年代共同开发的。反应器保留了QSL法的氧化段，但取消了还原段。所以炉体结构相对简单、氧气仍从熔池底部吹入，产物为富铅渣和部分粗铅。富铅渣经铸渣机浇注成块后送入鼓风炉进行还原熔炼，产出粗铅和炉渣。进入鼓风炉的高铅渣含铅40%～45%，鼓风炉熔炼的物料与烧结工艺比相应减少约50%，因此，焦炭耗量明显下降，生产成本低于传统工艺。341.2.2SKS法（富氧底吹+鼓风炉还原炉）3435水口山炼铅法的生产流程35水口山炼铅法的生产流程3536工艺优点：由于熔炼炉出炉烟气SO2浓度在12%以上，对制酸非常有利，硫的总回收率可达95%;采用氧气底吹熔炼，不需要添加返.料，简化了流程，且取消了破碎设备，从而降低了工艺电耗;由于减少了工艺环节，提高了Pb及其他有价金属的回收率，氧气底吹熔炼车间Pb的机械损失<0.5%。不足之处：约1050℃的液态高铅渣的潜热没能有效利用；高铅渣铸块在储运过程中易出现碎沫扬尘，既污染环境又浪费资源；鼓风炉能耗高，且必须使用冶金焦，余热回收利用也比较困难。36工艺优点：36373737381.2.3富氧顶吹熔炼技术1.2.3.1ISA–YMG法（富氧顶吹+鼓风炉还原炉）澳大利亚MIM公司和CSIRO共同开发的顶吹浸没熔炼法，也称艾萨法(ISASMELT)。我国云南冶金集团中公司从澳大利亚引进的艾萨法的氧化熔炼部分，形成了顶吹富氧熔炼—鼓风炉还原富铅渣的联合流程，建设了一座年产粗铅8万的铅冶炼厂，于2005年6月建成投产。其主要过程为：铅精矿、石英石熔剂、烟尘返料和煤等炉料从炉顶加料口加入炉内，93%的氧气和空气经顶部喷枪喷入炉内。操作温度一般控控制在1050℃左右，熔炼产出粗铅和富铅渣，富铅渣浇注成块后再送入鼓风炉进行还原熔炼。产出的高浓度SO2烟气通过余热锅炉回收余热，收尘系统收尘后，送硫酸车间制酸。艾萨炉顶吹富氧熔炼一富铅渣鼓风炉还原炼铅工艺流程如下所示381.2.3富氧顶吹熔炼技术3839艾萨炉示意图1—垂直烟道；2—阻溅板；3—炉体；4—喷枪；5—辅助燃烧喷嘴；6—加料箱39艾萨炉示意图1—垂直烟道；2—阻溅板；3—炉体；3940404041其优点：设备简单，投资相对较低，原料适应性强；采用间断排放熔体，排液瞬时流量大，排液溜槽不易冻结，对熔体过热温度要求较低；渣线上下波动范围较大，炉衬磨损和腐蚀相对较分散，渣线区炉衬寿命较长。不足之处：氧枪寿命短，影响炉子作业率；需要设置泥炮，定期打孔、放液、堵孔；清理溜槽，操作较繁琐。41其优点：4142

1.2.4奥斯麦特熔炼法在20世纪末，欧洲金属公司(德国)诺丁汉姆(Nordenham)铅锌冶炼厂成功采用奥斯麦特顶吹熔池熔炼方法炼铅。中国云南锡业2006年引进Ausmelt炼铅工艺，建有产能10万t/a精铅的冶炼厂，单炉分阶段完成氧化、还原和烟化三步作业，2010年5月投产至今运行情况良好。该技术是在艾萨熔炼法的基础上，进行了大量的应用性技术开发。奥斯麦特熔炼炉炉型图如下所示。42

1.2.4奥斯麦特熔炼法4243奥斯麦特熔炼炉示意图43奥斯麦特熔炼炉示意图4344与艾萨熔炼法相比，奥斯麦特法有如下特点：喷枪由4层套筒组成，中心管由里到外分别供给燃料、氧气、空气和套筒风，并且引入了二次燃烧机制。其优点是熔炼产出的单体硫及燃烧不完全的物质，由套筒风进行二次燃烧，套筒风送入点接近熔体，二次燃烧产生的热量容易被喷溅扬起来的熔体吸收，提高热效率；炼炉体外壳喷水，采用喷淋冷却，投资省，简单易行；熔炼炉采用虹吸口连续排放熔体。其优点是熔池液面高度恒定，波动小。44与艾萨熔炼法相比，奥斯麦特法有如下特点：4445

生产过程中控制烟气温度高于烟尘熔点，使结瘤物熔化返入炉内，炉内无阻溅板。目前工业运行的诺丁汉姆厂的奥斯麦特炼铅工艺流程如下图所示：

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生产过程中控制烟气温度高于烟尘熔点，使结瘤物熔化返入炉4546

德国诺丁汉姆冶炼厂奥斯麦特炼铅工艺流程A-原料仓库；B-收尘器；c-配料设备；D-收尘器；E-螺旋加料机；F-制粒机；G-炉料分配器；H-奥斯麦特熔炼炉；I-热交换器；J-电收尘器；K-脱铜槽；L-炉渣水淬46

德国诺丁汉姆冶炼厂奥斯麦特炼铅工艺流程A-原料仓库；B46471.2.5富氧侧吹熔炼技术氧气侧吹熔池熔炼工艺是借鉴前苏联瓦纽科夫法，由我国自行开发的新的炼铅技术，目前已经完成工业试验，正在进行工业化生产准备工作。其主要有两段和三段工艺流程。两段工艺流程又有两种情形，一种是双炉作业，即氧化和还原是在两座独立侧吹炉内完成，氧化炉产生的富铅渣通过溜槽流入还原炉；另一种情形是，采用双区炉，即氧化和还原是在一座炉的两段气氛不同的熔炼区完成。三段工艺是在两段工艺的基础上增加了一段炉渣烟化，即氧化熔炼，高铅渣还原熔炼和炉渣烟化。瓦纽科夫炉简图如下所示：471.2.5富氧侧吹熔炼技术4748瓦纽科夫炉简图48瓦纽科夫炉简图4849双炉氧气侧吹炼铅工艺流程图49双炉氧气侧吹炼铅工艺流程图4950双区炉氧气侧吹炼铅工艺流程图50双区炉氧气侧吹炼铅工艺流程图5051三段工艺氧气侧吹法炼铅工艺流程图51三段工艺氧气侧吹法炼铅工艺流程图5152氧气侧吹熔池熔炼工艺的技术特点侧向向熔池鼓入富氧空气，熔体激烈搅动；熔体上层翻动，下层平静；原料的适应性强，备料简单；

氧化炉烟气含SO2（20%-25%）；金属的回收率高：铅≥97%。52氧气侧吹熔池熔炼工艺的技术特点5253.1.2.5卡尔多法（Kaldo）卡尔多炼铅法是瑞典波利顿公司开发的一项氧气顶吹铅熔炼技术。我国西部矿业有限责任公司已采用此技术建成一座5.15万t/a粗铅的炼铅厂，2005年11月投产。但是因为各种原因，已经处于长期停产状态。该炼铅法分为加料、氧化熔炼、还原熔炼、放渣/放铅四个阶段，整个冶炼过程在一台炉内完成，周期性作业。其炉型图如下所示：53.1.2.5卡尔多法（Kaldo）5354卡尔多炉示意图54卡尔多炉示意图5455Kaldo炉直接炼铅流程55Kaldo炉直接炼铅流程5556卡尔多炉的优点：由于采用顶吹和可旋转炉体，熔池搅拌充分，加速了气—液—固物料之间的多相反应，特别有利于MS和MO之间的交互反应的充分进行；借助油(天然气)—氧枪容易控制熔炼过程的反应气氛，可根据不同要求完成氧化熔炼和炉渣还原的不同冶金过程；该方法的缺点：间歇作、操作频繁，烟气量和烟气成分呈周期性变化；炉子寿命相对较短；设备复杂，造价较高。56卡尔多炉的优点：56571.3闪速熔炼1.3.1基夫赛特法（Kivcet）前苏联全苏有色金属矿冶科学研究所开发的“氧气鼓风旋涡电热熔炼”即基夫赛特法(Kivcet)，属于闪速熔炼的直接炼铅法。其反应过程主要在基夫赛特炉的反应塔进行。该法将含铅物料、熔剂同工业氧气（～98%）喷入炉内，反应温度1300-1400℃，硫化铅精矿在悬浮状态下完成氧化脱硫和熔化过程，生成粗铅、高铅炉渣和含SO2的烟气，并放出大量的热。焦炭在反应塔内的沉淀熔体上面形成赤热的焦炭层，将含有一次粗铅和高铅炉渣的熔体进行过滤，使高铅渣中的PbO被还原出金属铅来，在这里，约有80%～90%的氧化铅被还原，熔体中氧化锌也被还原进入烟尘。571.3闪速熔炼1.3.1基夫赛特法（Kivcet）5758基夫赛特炉反应塔和焦滤层垂直断面示意图58基夫赛特炉反应塔和焦滤层垂直断面示意图5859基夫赛特炉59基夫赛特炉5960

基夫赛特炉结构图1一反应塔；2一沉淀池；3一电热区；4一直升烟道；5一复燃室60基夫赛特炉结构图1一反应塔；2一沉淀池；3一电热区；6061基夫赛特炼铅法流程图61基夫赛特炼铅法流程图6162626263636364工艺优点：整个生产过程在密闭体系进行。没有烟气、粉尘和铅蒸汽的外逸，操作环境十分清洁；采用工业纯氧熔炼，氧化熔炼的烟气量大幅度减少，熔炼过程的热支出减少，有利提高反应速度，SO2浓度高，有利于烟气净化和制酸；炉料不需进行焙烧和返粉制备，工艺流程短，生产环节少。原料适应性强,原料Pb20～70%,也能处理含铅锌渣料;主要金属回收率高，综合回收较好，渣含铅低，＜2.0%；生产成本低，粗铅综合能耗0.35t标煤/t；炉子寿命长，炉寿可达3年，维修费用省。自动化控制水平高，劳动生产率高，劳动条件好。64工艺优点：6465工艺缺点：1.原料准备比较复杂：对炉料和水分要求严格，粒度要控制在0.5mm以下，最大不能超过1mm，需要干燥至含水在1%以下；

2.一次性投资较高。65工艺缺点：6566粗铅的精炼技术粗铅精炼主要有火法和电解法。火法经过除铜（先熔析或凝析除铜，再加硫深度除铜）、除碲（加苛性钠）、除砷锑锡（氧化法或碱性精炼法：原理基于在450℃条件下，砷、锑、锡在NaNO3强氧化剂的作用下氧化成高价氧化物→变成软铅）、除银（加锌回收金银）、除锌（镁钙）、除铋后，最终精炼成精铅。其优点是投资少，生产周期短，占用资金少，生产成本低，特别适用于处理含铋低的粗铅；缺点是工序多，铅直收率低，劳动条件差。电解法经过初步除铜，然后铸型成粗铅阳极，电解，精铅在阴极析出，析出铅入精炼锅精炼再次除杂质成型。其优点是产品质量高，生产过程稳定，操作条件较好，尤其适用于处理含银、含铋高的粗铅；缺点是生产周期长，占用资金多、投资较大、生产设备成本略高。6666672.1粗铅的火法精炼火法精炼流程图如下所示：672.1粗铅的火法精炼67682.1.1粗铅除铜采用熔析法和加硫法除铜。(1)熔析法是利用铜在铅中的溶解度随温度的降低而减小的特性，降温除去部分铜，可将Cu除至0.02%～0.03%，同时除去Fe、Ni、Co、S。(2)加硫法除铜.熔析除铜后残余的铜采用加硫法脱除,加入的S首先与含量多的Pb反应：2Pb(l)+S2(g)=PbS(l)由于Cu对S的亲和力大于Pb，PbS使铅液中Cu硫化：PbS（l)+2Cu(l)=Pb(l)+Cu2S(s）Cu2S为密度小，不溶于铅液。呈固体浮渣状浮于铝液面上。工厂中熔析和加硫除铜在同一设备内联合进行，先进行熔析，然后在机械搅拌下加硫。除Cu处理后可将Cu含量降0.001%～0.002%。682.1.1粗铅除铜68692.1.2氧化精炼除砷、锑、锡除铜后的铅液不断流经熔融的氢氧化钠和氯化钠，同时加入硝石(NaNO3)作氧化剂，使砷、锡、锑分别氧化生成砷酸钠(Na3AsO4)、锡酸钠(Na2SnO3)和锑酸钠(Na3SbO4)，溶于氢氧化钠和氯化钠的混合熔体中而与铅分离。2.1.3加锌除银加锌于含银的铅液，生成浮于铅液表面的“银锌壳”。银锌壳一般比粗铅含银高20倍，是提取银的原料。铅液中残存的锌(0.6～0.7%)，可用碱性精炼法或氯化精炼法除去。真空蒸馏除锌法也已被一些工厂采用。2.1.4真空除Zn采用真空精炼法，利用铅与锌的蒸汽压不同而将铅锌分离。真空蒸发条件为：真空度为13.33～1.33Pa，温度为873K。锌挥发率达到96%～98%，Pb只有0.03%～0.07%.692.1.2氧化精炼除砷、锑、锡69702.1.5加钙、镁除铋在一定温度下铋与钙可生成Bi2Ca3和Bi3Ca，铋与镁可生成Bi2Mg3，此法可使铅中的铋降至0.01～0.02％。702.1.5加钙、镁除铋70712.2铅的电解精炼铅电解精炼的一般工艺流程如图所示

712.2铅的电解精炼铅电解精炼的一般工艺流程如图所示7172由于铅的电化当量比较大，标准电极电位又较负，给粗铅电解精炼创造了有利的条件。

电解精炼是利用阳极中不同元素的阳极溶解或在阴极析出难易程度的差异来提纯金属的，其基本原理是以电化学基础理论为依据。粗铅电解的电化学体系如图所示。72由于铅的电化当量比较大，标准电极电位又较负，7273电解精炼能通过一次电解得到纯度高的Pb，贵金属及其他有价元素及杂质富集在阳极泥中。我国大多数铅冶炼厂采用电解精炼。2.2.1铅电解精炼时的电极反应用火法精炼初步除Cu、As、Sn的铅做阳极，纯铅做阴极。电解液为硅氟酸和硅氟酸铅的水溶液。

阴极反应为：Pb2++2e=Pb

阳极反应为：Pb-2e=Pb2+2.2.2铅电解精炼技术经济指标电解以火法初步精炼的粗铅为阳极，以电解精铅薄片为阴极，在硅氟酸铅和硅氟酸溶液中进行。电解液一般含Pb2+80～120g/L、H2SiF680～100g/L。电解液温度30～45℃，电流密度160～250A/m2，同极中心距73电解精炼能通过一次电解得到纯度高的Pb，贵金属及其他有737475～110mm，槽电压0.45～0.5V，电流效率约92%～98％，每吨阴极铅的电能消耗为120～160kWh。3.2.3电解精炼时杂质的行为（1）电位比Pb负的金属Zn、Fe、Cd、Co、Ni等，电解时在阳极溶解进入电解液，但析出电位高于Pb，不会在阴极析出。（2）电位比Pb正的金属As，Sb，Bi，Cu、Au、Ag等电解时不溶解，而留在阳极泥中。阳极泥是回收贵金属的原料。含Bi和Cu会使阳极泥坚硬致密，不易处理。（3）电位与Pb接近的Sn会在阳极溶解并在阴极析出。因此，在电解精炼前要通过火法除去。7475～110mm，槽电压0.45～0.5V，电流效率约974752.3大极板电解技术2.3.1工艺技术指标大极板和小极板铅电解目前均有工厂生产数据，下表为国内两个不同工厂工艺技术对比表。752.3大极板电解技术75767676772.3.2大极板电解特点和优势电流密度小，电耗低。大极板的电流密度一般控制在135-145A/m2之间，明显小于小极板的170-180A/m2；生产周期长，效率高。小极板阴阳极生产周期一般为2-4d，生产中需要频繁槽间短路和起装槽，增加吊车和槽边工的作业时间和次数。而大极板的生产周期一般为7d，可以大大减轻劳动量。残极率小，能耗低。国内某大极板电解铅厂实际生产残极率为38%，而其它小极板电解工厂残极率一般在45%左右。残极率低的优点体现在残极量少，返回火法工序重新熔化消耗的燃料少。772.3.2大极板电解特点和优势7778阳极板质量好、短路少。大极板电解阳极板浇铸采用的是立模铸造方式，阳极板浇铸质量好，表面平整光滑，其大耳下延为弧形，装槽时，垂直度好，同时极间距110mm比小极板90-95mm的要大，短路也少。而小极板电解阳极板采用的是平面圆盘浇铸，因脱模方便其大耳下延为斜面，装人电解槽时，阳极板的垂直度不好，容易引起极板短路。80kt/a的小极板电解车间一般需要2-3人专门进行极板短路检测，而大极板电解无需安排专人进行维护。阴极板面积大、产能高。与小极板电解阴极板1.1m2面积相比，大阴极板单片有效面积能达2.0m2时，其产能几乎是前者的两倍。在同样生产能力下，大极板电解可大量减少电解槽数和节约车间占地面积，减少厂房投资。

78阳极板质量好、短路少。78792.3.3大极板电解的应用前景国内已投产的工业生产实践证明，大极板电解工艺运行平稳、电解析出铅质量好，工艺布局流畅、合理、紧凑、劳动生产率高。大极板铅电解精炼提升了铅电解工艺技术，能实现装备大型化、集成化和自动化，有利于提高企业的技术装备水平，降低生产成本，提升企业的市场竞争力。随着大型设备的国产化，日后价格的合理化，大极板电解，尤其是在新建大型铅电解车间时具有良好的应用推广前景。792.3.3大极板电解的应用前景79铅冶炼新技术针对目前铅冶炼存在的一些问题，科学工作者研发一些新的铅冶炼技术，简述如下：热压团工艺热压团工艺是在一定温度和压力下，将粉末状物料与黏结剂一起挤压成具有一定强度和块度的团块。可以解决烧结块供应不足的问题，同时可以充分利用钢铁厂含锌烟尘、其它冶炼厂烟灰、锌浸出渣。其流程图如右所示铅冶炼新技术针对目前铅冶炼存在的一些问题，科学工作者研发一些80铅冶炼新技术液态高铅渣直接还原技术目前国内有多家企业正在进行液态铅渣直接还原的研究，主要有卧式炉底吹还原法、电热焦还原法、侧吹还原法，底吹电热熔融还原法简述如下:卧式炉底吹还原法卧式炉还原法已经在豫光公司完成工业试验，并在2008年11月第一套直接还原炉建成投产,并进入了工业应用。投产以来各项技术指标均达到理想的设计值。主要表现为能耗显著降低（吨铅能耗不超过280千克标准煤）、终渣含铅能够稳定地降到3%以下，并大范围的使用自动化技术。电热焦炭还原法液态高铅渣加入相对封闭的竖井电炉中,与第一电热区的炽热焦炭柱进行还原反应后,粗铅、炉渣进人相对封闭的第二电铅冶炼新技术液态高铅渣直接还原技术81铅冶炼新技术热区,再次与炽热的焦炭粒进行还原反应并澄清分离,最终得到粗铅、炉渣和烟气,炉渣可进一步用烟化炉回收锌、锗、锢等有价金属。目前湖南某公司正与北京某工程技术公司合作开发该工艺，处于工业试验阶段底吹电热熔融还原法高铅渣底吹电热熔融还原炉是由还原法粉煤喷枪、石墨电极装置与炉体三部分构成。该法可以使得高铅渣深度还原得以实现，其原理是熔体与炉内还原反应所需的热量通过电极的提供获得，同时炽热的电极周围因还原剂粉煤的加入促使熔体的温度得以提高、粘度降低，促使还原强度得以大大提升。侧吹熔融还原法该法采用竖式柱形工业炉,在炉体顶部设有冷料加人口和竖直烟道,液态铅渣通过流槽进人炉内,在炉内形成一定深度铅冶炼新技术热区,再次与炽热的焦炭粒进行还原反应并澄清分离,82铅冶炼新技术的熔池，粉煤作燃料和还原剂从炉体侧壁的粉煤侧吹装置喷人炉内,通过调节喷人熔池内的粉煤及空气量,维持炉内温度在1150一1200℃,融渣中的铅氧化物还原产出金属铅,并由虹吸口放出,还原后的炉从上部排渣口排出。目前，应经完成工业化试验，进入工业化应用和工业化推广阶段。铅冶炼新技术的熔池，粉煤作燃料和还原剂从炉体侧壁的粉煤侧吹装83铅冶炼新技术湿法炼铅湿法可避免二氧化硫及含铅烟尘的产生，对低品位及复杂铅精矿也有较强的适应性，是近年来的研究热点之一。具体有一下几种：三价铁盐浸出法该法是利用三价铁作为氧化剂,多采用FeCl3浸出铅精矿得到PbCl2和单质硫、PbCl2熔盐电解得到电铅。该方案曾有较深入的研究,用FeCl3溶液在(95±5)℃,pH=0～1,液固比6:1条件下进行15～20min,铅浸出率99%。采用有机脱硫剂对浸出渣进行脱硫,脱硫率可达98%。浸出液中的FeCl2分离后,在常压下采用富氧催化氧化,再生FeCl3,可循环使用。此法尚处在中试阶段。除FeCl3外,还可采用硅氟酸铁作为浸出剂。铅冶炼新技术湿法炼铅84铅冶炼新技术碱浸法此法现有碳酸铵转化法和浓碱浸出法。前者是在碱性介质中采用(NH4)2CO3溶液浸出方铅矿,在常压和50℃～60℃下通入空气,可一步转化成碳酸铅和元素硫，生成的PbCO3在硅氟酸溶液中溶解，用铅粉置换，净化溶液，最后用不溶阳极电解，在阴极沉积出致密光滑的金属铅。(NH4)2CO3/Pb=3mol时,反应2～5小时,PbS转化率达90%以上,元素硫生成率为80%以上。该法的小试和扩大试验比较成功,其工业化应用有待进一步研究。浓碱浸出法。浓碱可浸出PbCO3、PbSO4和PbO等,采用NaOH溶液在液固比4~6:1的条件下浸出1~2h,并二次浸出,铅的浸出率达95.5%。固相转化法铅冶炼新技术碱浸法85铅冶炼新技术该工艺思路新颖,采用铅精矿固相转化—浮选—氯化铅隔膜电解产出海绵铅。该流程适合于处理以铅为主而含硅低的多金属硫化物精矿,且无需对溶液进行净化。用FeCl3-NaCl溶液使精矿中PbS转化为PbCl2

然后用浮选的办法,分选出含有其它金属硫化物的硫精砂和氯化铅。技术上可行。经济上能否于与火法相比,还需要进一步研究。电化学浸出法该法目前有矿浆电解法和电化学溶解法。矿浆电解法是将硫化铅精矿细磨至0.25mm并调成矿浆,在隔膜电解槽中进行阳极溶解,产出单质硫和溶于电解液的氯化物。电解液为酸性的盐溶液,除HCl外,也可含有其他可溶性金属氯化物。当电解温度为80℃、pH=0.3～0.8、电流密度129A/m2时,以2molAlCl3造浆装入阳极室,2molAlCl3溶液作阴极液,铅冶炼新技术该工艺思路新颖,采用铅精矿固相转化—浮选—氯化86铅冶炼新技术电解回收率达97.7%,电流效率为90%。氯盐浸出法该方法主要利用铅在氯盐中生成络合离子,以达到浸出铅的目的。氯盐浸出法多采用酸性的饱和NaCl溶液并添加CuCl2作为浸出剂,在液固比7:1条件下,室温浸出2小时后,二次浸出,浸出率可达95%。但是,其最大的不足就是杂质被同时浸出,造成浸出液的净化困难。净化后的PbCl2溶液可采用结晶析出PbCl2，在NaCl熔盐中电解等方法提铅。胺浸法。此法将硫化铅转化为PbSO4和PbO后,在胺溶液中形成络合物。浸出在室温下进行,液固比为8:1～10:1,浸出<4个小时。铅浸出液通入CO2可以使铅以PbCO3·Pb(OH)2的形式沉淀析出,然后在600℃下焙烧得PbO,或电解及还原得到金属铅。铅冶炼新技术电解回收率达97.7%,电流效率为90%。87铅冶炼新技术FLUBOR工艺FLUBOR工艺是奥大利亚康派斯公司开发出的一种新型的湿法炼铅技术，已成功地实现工业化。其

工艺流程如图所示。主要包括铅精砂浸出、电解、蒸汽洗涤、氟硼酸的制备、阳极电解后的溶液的净化及铅火法精炼。铅冶炼新技术FLUBOR工艺88其浸出原理为以贫化后含氟硼酸铁的阳极电解液作为浸出液,浸出反应式为:PbS+2Fe(BF4)3=Pb(BF4)2+2Fe(BF4)2+S↓Pb(BF4)2在反应温度下非常稳定,并且氟硼酸铁溶液对浸出方铅矿中与铅伴生的金属包括贵金属具有选择性,对有价金属Cu,Ag,Bi等有着很好的捕集作用,并且不会与铅精砂中的含Si、Al和K的物料发生反应。电积采用隔膜电解法，其阴极种板由3mm厚316不锈钢材料，阳极由石墨。每个电极下有空气起泡装置以提高电解效率。添加剂使用骨胶溶液,富铅浸出液净化后加入电解槽的阴极室中。铅贫化后的电解液通过隔离膜进入阳极室,低Pb2+高Fe3+的阳极液收集后回浸出工序。电积系统如下图所示：铅冶炼新技术其浸出原理为以贫化后含氟硼酸铁的阳极电解液作为浸出液,浸89铅冶炼新技术铅电积的电解槽和电解液系统铅冶炼新技术铅电积的电解槽和电解液系统90浸出反应器为负压操作，浸出工序产生的含HBF4的蒸汽,经过洗气系统回收的HBF4溶液作为车间的补充配料。当比铅贱的杂质积累一定程度时,就会在阴极上析出从而阻碍铅的进一步析出,需净化处理。先向反应器加入H2S,生成PbS。在沉降槽中分离出PbS,滤饼压缩后返回浸出反应器,蒸发后余液加入H2SO4（98%)净化除杂。由于Fe、Zn、Cd等硫酸盐溶解度低而沉淀。硫酸盐浆状物采用重力分离,净化的溶液返回浸出反应器。FLUBOR工艺的优势在于：氟硼酸铁溶液浸出方铅矿可产生非常稳定的可溶铅盐,并且对铅伴生的有价金属具有选择性；电解可以在高电流强度值下运行仍保持很高的析出效率,并产出高质量的阴极铅;铅冶炼新技术浸出反应器为负压操作，浸出工序产生的含HBF491电解后的氟硼酸溶液可以直接返回浸出工序循环使用,而不需要作净化处理。湿法炼铅工艺由于将硫转化为元素硫,不产生SO2,可解决环保问题。而且湿法炼铅对于低品位铅矿和复杂原料的适应性较强,随着铅资源的消耗,湿法炼铅将会成为铅冶炼的发展方向。铅冶炼新技术电解后的氟硼酸溶液可以直接返回浸出工序循环使用,而不需要作92高砷锑金精矿矿浆电解矿浆电解反应机理矿浆电解技术将矿石浸出，部分浸出液净化和电解沉积等过程结合在一个装置中进行。充分利用了电解沉积过程中阳极氧化反应来浸出矿石中的有用元素，向装置中加入矿石，直接从装置中产出金属。矿浆电解法处理高砷锑金精矿，采用盐酸-氯化铵体系为电解介质，矿料在该酸性氯盐介质中呈悬浮状，所发生的阳、阴极浸出过程复杂主要反应如下：阳极区Fe2+-e=Fe3+Sb2S3+6Fe3++2nCl-=2[SbCln]3-n+6Fe2++3S高砷锑金精矿矿浆电解矿浆电解反应机理93高砷锑金精矿矿浆电解Sb2S3+6HCl=2SbCl3+3H2S2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+

H2S-2e=S+2H+Sb2S3-6e=2Sb3++3S阴极区Sb3++3e=SbFe3++e=Fe2+主要工艺流程高砷锑金精矿矿浆电解原则工艺流程如图：高砷锑金精矿矿浆电解Sb2S3+6HCl=2SbCl3+394高砷锑金精矿矿浆电解高砷锑金精矿矿浆电解95高砷锑金精矿矿浆电解主要设备矿浆电解的核心设备为矿浆电解槽。采用钛基复合材料的网状阴极和栅状阳极相结合的方形矿浆电解槽，所采用的阴、阳极特殊结构方式，充分保证了矿浆与溶液的充分流动混合。槽体内装有机械搅拌装置，保证矿物颗粒呈悬浮状态，并且顺利进入下一级槽而不发生矿物沉底，用隔膜袋将阴极区与阳极区隔离，矿浆电解槽结构配置简图如下图。采用8台电解槽串联排布方式，矿物依次通过各槽阳极区到最后一级基本浸出完全。高砷锑金精矿矿浆电解主要设备96高砷锑金精矿矿浆电解高砷锑金精矿矿浆电解97高砷锑金精矿矿浆电解电解生产运行情况工业实践取得了锑浸出率大于98%，砷浸出率小于1%、金不浸出而全部留存于浸出渣中，阴极锑含砷约0.3%的优异指标。绝大部分砷和硫均留置在渣中，从根本上避免了大量的砷碱渣的产出和低浓度SO2危害。金在渣中得到进一步富集，可作为金精矿进一步集中处理。原矿中的铁约有4%溶解进入电解液，需开路除铁。电解过程中各个电解槽的运行情况如下图所示：高砷锑金精矿矿浆电解电解生产运行情况98高砷锑金精矿矿浆电解高砷锑金精矿矿浆电解99高砷锑金精矿矿浆电解首次采用矿浆电解这一新型清洁技术处理高砷，锑金精矿的年产1000t锑项目顺利投产。该技术具有流程短、能耗低、资源回收利用率高等特点。有效解决了锑、砷选择性分离难题，避免了产出大量的砷碱渣和低浓度SO2危害。具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。高砷锑金精矿矿浆电解首次采用矿浆电解这一新型清洁技术处理高砷100铅冶炼技术铅冶炼技术101铅冶炼技术课件102铅冶炼技术课件103我国的铅资源储量和分布我国的铅资源储量和分布104我国的铅资源分布我国的铅资源分布105我国铅资源的特点就铅矿床而言，铅储量主要集中在大中型矿床中，具体体现在如下几个方面：现有的99处大中型矿床探明的资源总量和储量分别占全国的66.9%和84.9%；14处大型矿床探明的资源总量和储量分别占全国的31.1%和50.3%；我国四座特大型矿：云南兰坪铅锌矿(铅锌保有储量1440万吨)、广东凡口铅锌矿(510万吨)、甘肃厂坝铅锌矿(含李家沟，404万吨)和内蒙古东升庙铅锌矿(454万吨)合计保有储量在全国总量中占到22%。

就其矿床本身而言，其特点重要有以下几方面：铅锌密切共生，单一的铅矿较少；锌品位高于铅，锌、铅比值平均为2.5；铅锌矿床物质成分复杂，共伴生组分多，尤以白银、黄金、

我国铅资源的特点就铅矿床而言，铅储量主要集中在大106我国铅资源的特点铜、镉、铋、铟、锗等综合利用价值大。其中白银回收量在全国白银总产量中占到65-70%；就铅锌矿品位而言，呈现出如下特点：矿贫矿多、富矿少，结构构造和矿物组成复杂；中国铅锌矿床的平均品位铅为1.99%，锌为4.49%，铅+锌平均品位小于9.5%的矿床占71.6%，铅+锌平均品位在7.5-15%之间的矿床占24.1%，铅+锌平均品位大于15%的矿床仅占4.3%。根据多年经验，铅锌品位小于7.5%的矿床，开采的经济效益不甚理想，生产成本高，利润微薄甚至亏损。这就限制了铅资源的利用。我国铅资源的特点铜、镉、铋、铟、锗等综合利用价值大。其中白银107我国铅锌的主要生产基地我国铅锌业经过这么多年的发展，现已经形成了东北、湖南、两广，滇川、西北等五大铅锌采选冶和加工配套的生产基地。其铅产量占全国产量的85%以上。锌产量占全国的95%。东北铅锌生产基地东北基地主要以六矿两厂为主，即青城子铅锌矿、八家子铅锌矿、桓仁铜锌矿、红透山铜锌矿、西林铅锌矿、天宝铅锌矿和沈阳冶炼厂、葫芦岛锌厂。湖南铅锌生产基地湖南铅锌矿产资源丰富，而且富矿多，大部分产地可以开发利用。形成了以桃林铅锌矿、黄沙坪铅锌矿、东坡铅锌矿和株洲冶炼厂为主的铅锌生产基地。两广铅锌生产基地广东、广西两省区的铅锌矿资源丰富，广东主要以凡口我国铅锌的主要生产基地我国铅锌业经过这么多年的发展，现已经形108我国铅锌的主要生产基地铅锌矿和韶关冶炼厂为主，其次是丙村铅锌矿、昌化铅锌矿、大尖山铅锌矿。广西有泗顶铅锌矿、大新铅锌矿、河三铅锌矿、柳州锌品厂等。滇川铅锌生产基地云南铅锌矿资源非常丰富，现铅锌保有储量均居我国之首。主要有会泽铅锌矿、澜沧老厂铅锌矿和昆明冶炼厂、个旧鸡街冶炼厂。四川有会东铅锌矿、会理铅锌矿以及一批中小型矿山，铅锌精矿的产量很大。西北铅锌生产基地西北地区铅锌资源也是很丰富的，主要分布在甘陕青三省。该基地铅锌生产以白银有色金属公司为主，有白银厂小铁山铅锌矿、第三冶炼厂和西北铅锌冶炼厂。陕西有铅硐山铅锌矿，二里河铅锌矿、银洞梁铅锌矿等和青海锡铁山矿务局。我国铅锌的主要生产基地铅锌矿和韶关冶炼厂为主，其次是丙村铅锌109110粗铅的冶炼技术

铅冶炼工序粗炼精炼初步火法精炼电解精炼火法湿法粗铅1#电铅杂质元素：1~4%Pb:99.994%10粗铅的冶炼技术110111火法烧结—鼓风炉还原法直接炼铅法熔池熔炼闪速熔炼卡尔多炉法基夫赛特法奥托昆普法富氧底吹熔炼法富氧侧吹熔炼法传统炼铅法QSL法SKS法艾萨炉炼铅法奥斯麦特法I-Y炼铅法富氧顶吹熔炼法11火法烧结—鼓风炉还原法直接炼铅法熔池熔炼闪速熔炼卡尔多炉11111212112113粗铅火法冶炼技术1.1传统炼铅工艺传统工艺：烧结—鼓风炉还原熔炼工艺（见下图）。13粗铅火法冶炼技术1.1传统炼铅工艺113114带式烧烧机烧结机台车图2.1烧结机实物图14带烧结机台车图2.1烧结机实物图1141151.1.1烧结焙烧的目的

（1）氧化脱硫：将精矿中PbS和其他金属硫化物氧化成PbO等金属氧化物，同时除去矿石中的砷、锑。（2）将细粒炉料烧结成适合鼓风炉熔炼的，具有一定孔隙度的烧结矿。1.1.2烧结焙烧的方法工业上采用两次焙烧和一次焙烧两种方法。（1）两次焙烧：在1123～1173K下，先进行预先焙烧脱除部分硫；再将烧结块破碎，在1273～1373K下进行最终焙烧脱除剩余硫，成为符合冶炼要求的烧结矿。（2）一次焙烧（返回焙烧）：一次焙烧得到的烧结块与硫化铅精矿混后进行焙烧，得到的焙烧矿一小部分送至鼓风炉熔炼，大部分（65%～70%）仍返回烧结过程与精矿混合配料后焙烧。我国炼铅厂多采用此法。151.1.1烧结焙烧的目的11511616116117鼓风炉的构造17鼓风炉的构造117118l-炉基；2-支架；3-炉缸；4-水套压板；5-咽喉口；6-支风管及风口；7-环形风管；8-打炉结工作门；9-千斤顶；l0-加料门；ll-烟罩；12-料板；13-上侧水套；14-下侧水套；15-虹吸道及虹吸口18l-炉基；2-支架；3-炉缸；4-水套压板；5-咽喉口；118119从上自下共分为五个区域：1)炉料预热区(100～400℃).炉料被烘干，表面水被蒸发，易还原的氧化物被还原。2）上还原区(400～700℃).在此去结晶水开始脱除，碳酸盐及硫酸盐开始分解，还原过程近一倍加强。铁的高价氧化物被还原成低价氧化物。3）下还原区(700～900℃).在此区CO还原作用强烈，硫酸铅呈熔融状态并开始被还原。4)熔炼区(900～1300℃)。上述各区进行的反应均在此区完成，SiO2,FeO,CaO造渣，游离出的氧化铅被还原成金属铅,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。5)炉缸区。过热后的各种熔融体流入炉缸后继续完成未反应的化学反应并按密度分层。最下层为粗铅，其上层为黄渣，再上层为铅鋶，最上为炉渣。铅鋶、黄渣、炉渣等从排渣口排出，粗铅经虹吸道连续排出铸锭或流入铅包送入精炼。19从上自下共分为五个区域：119120采用烧结+鼓风炉熔炼的生产企业20采用烧结+鼓风炉熔炼的生产企业120121工艺特点：优点：生产能力大、铅回收率高、渣含铅低等。缺点：但由于烧结过程流程长；返料量大，扬尘点分散，劳动条件差；烧结产生的热量不能得到充分利用；烧结烟气SO2浓度低，治理困难；21工艺特点：121122ISP铅锌冶炼工艺22ISP铅锌冶炼工艺12212323123124目前国外有8个国家14条生产线，国内则有5条生产线使用该工艺生产铅锌。我国ISP铅锌烧结焙烧的技术经济指标。我国ISP铅锌烧结焙烧的技术经济指标24目前国外有8个国家14条生产线，国内则有5条生产线使用该124125ISP工艺特点优点：①

对原料适应性强，尤其适合难分选的铅锌混合矿；②实现铅、锌的直接分离。面临的问题：①烧结块的产量不能满足鼓风需要；②环境问题；③原料方面：国内的铅锌混合矿的量已经不能够满足ISP工艺的需要，工艺的原料优势难于发挥。25ISP工艺特点125126现将国内外直接炼铅法工艺及其现状列于下表。26现将国内外直接炼铅法工艺及其现状列于下表。1261271.2熔池熔炼1.2.1富氧底吹炼铅法（QSL）目前国内外采用该工艺共建有四个厂，仅德国贝尔采留斯冶金公司和韩国高丽锌公司这两家还在生产。以富铅精矿和二次铅物料为原料，产能共计为25万t/a精铅。我国西北铅锌冶炼厂和加拿大都曾引进此技术建厂，由于上述不同原因而关闭。271.2熔池熔炼1.2.1富氧底吹炼铅法（QSL）1271282812812929129130（a）氧化段与还原段烟气不分流30（a）氧化段与还原段烟气不分流130131（b）氧化段与还原段烟气不分流31（b）氧化段与还原段烟气不分流13113232132133QSL炼铅的技术特点：优点氧化脱硫和还原在一座炉内连续完成，能耗低，对环境友好；备料简单；以煤代焦，生产成本低，SO2烟气浓度高、渣量少、金属回收率高达96%；缺点一个炉内实现氧化、还原气氛的控制困难，QSL炉的操作难度大：氧枪寿命短，炉衬冲刷侵蚀快，结渣容易堵塞；原料要求高，不适合处理中低品位的铅物料。33QSL炼铅的技术特点：1331341.2.2SKS法（富氧底吹+鼓风炉还原炉）SKS法是水口山矿务局与北京有色冶金设计研究总院在20世纪80年代共同开发的。反应器保留了QSL法的氧化段，但取消了还原段。所以炉体结构相对简单、氧气仍从熔池底部吹入，产物为富铅渣和部分粗铅。富铅渣经铸渣机浇注成块后送入鼓风炉进行还原熔炼，产出粗铅和炉渣。进入鼓风炉的高铅渣含铅40%～45%，鼓风炉熔炼的物料与烧结工艺比相应减少约50%，因此，焦炭耗量明显下降，生产成本低于传统工艺。341.2.2SKS法（富氧底吹+鼓风炉还原炉）134135水口山炼铅法的生产流程35水口山炼铅法的生产流程135136工艺优点：由于熔炼炉出炉烟气SO2浓度在12%以上，对制酸非常有利，硫的总回收率可达95%;采用氧气底吹熔炼，不需要添加返.料，简化了流程，且取消了破碎设备，从而降低了工艺电耗;由于减少了工艺环节，提高了Pb及其他有价金属的回收率，氧气底吹熔炼车间Pb的机械损失<0.5%。不足之处：约1050℃的液态高铅渣的潜热没能有效利用；高铅渣铸块在储运过程中易出现碎沫扬尘，既污染环境又浪费资源；鼓风炉能耗高，且必须使用冶金焦，余热回收利用也比较困难。36工艺优点：136137371371381.2.3富氧顶吹熔炼技术1.2.3.1ISA–YMG法（富氧顶吹+鼓风炉还原炉）澳大利亚MIM公司和CSIRO共同开发的顶吹浸没熔炼法，也称艾萨法(ISASMELT)。我国云南冶金集团中公司从澳大利亚引进的艾萨法的氧化熔炼部分，形成了顶吹富氧熔炼—鼓风炉还原富铅渣的联合流程，建设了一座年产粗铅8万的铅冶炼厂，于2005年6月建成投产。其主要过程为：铅精矿、石英石熔剂、烟尘返料和煤等炉料从炉顶加料口加入炉内，93%的氧气和空气经顶部喷枪喷入炉内。操作温度一般控控制在1050℃左右，熔炼产出粗铅和富铅渣，富铅渣浇注成块后再送入鼓风炉进行还原熔炼。产出的高浓度SO2烟气通过余热锅炉回收余热，收尘系统收尘后，送硫酸车间制酸。艾萨炉顶吹富氧熔炼一富铅渣鼓风炉还原炼铅工艺流程如下所示381.2.3富氧顶吹熔炼技术138139艾萨炉示意图1—垂直烟道；2—阻溅板；3—炉体；4—喷枪；5—辅助燃烧喷嘴；6—加料箱39艾萨炉示意图1—垂直烟道；2—阻溅板；3—炉体；13914040140141其优点：设备简单，投资相对较低，原料适应性强；采用间断排放熔体，排液瞬时流量大，排液溜槽不易冻结，对熔体过热温度要求较低；渣线上下波动范围较大，炉衬磨损和腐蚀相对较分散，渣线区炉衬寿命较长。不足之处：氧枪寿命短，影响炉子作业率；需要设置泥炮，定期打孔、放液、堵孔；清理溜槽，操作较繁琐。41其优点：141142

1.2.4奥斯麦特熔炼法在20世纪末，欧洲金属公司(德国)诺丁汉姆(Nordenham)铅锌冶炼厂成功采用奥斯麦特顶吹熔池熔炼方法炼铅。中国云南锡业2006年引进Ausmelt炼铅工艺，建有产能10万t/a精铅的冶炼厂，单炉分阶段完成氧化、还原和烟化三步作业，2010年5月投产至今运行情况良好。该技术是在艾萨熔炼法的基础上，进行了大量的应用性技术开发。奥斯麦特熔炼炉炉型图如下所示。42

1.2.4奥斯麦特熔炼法142143奥斯麦特熔炼炉示意图43奥斯麦特熔炼炉示意图143144与艾萨熔炼法相比，奥斯麦特法有如下特点：喷枪由4层套筒组成，中心管由里到外分别供给燃料、氧气、空气和套筒风，并且引入了二次燃烧机制。其优点是熔炼产出的单体硫及燃烧不完全的物质，由套筒风进行二次燃烧，套筒风送入点接近熔体，二次燃烧产生的热量容易被喷溅扬起来的熔体吸收，提高热效率；炼炉体外壳喷水，采用喷淋冷却，投资省，简单易行；熔炼炉采用虹吸口连续排放熔体。其优点是熔池液面高度恒定，波动小。44与艾萨熔炼法相比，奥斯麦特法有如下特点：144145

生产过程中控制烟气温度高于烟尘熔点，使结瘤物熔化返入炉内，炉内无阻溅板。目前工业运行的诺丁汉姆厂的奥斯麦特炼铅工艺流程如下图所示：

45

生产过程中控制烟气温度高于烟尘熔点，使结瘤物熔化返入炉145146

德国诺丁汉姆冶炼厂奥斯麦特炼铅工艺流程A-原料仓库；B-收尘器；c-配料设备；D-收尘器；E-螺旋加料机；F-制粒机；G-炉料分配器；H-奥斯麦特熔炼炉；I-热交换器；J-电收尘器；K-脱铜槽；L-炉渣水淬46

德国诺丁汉姆冶炼厂奥斯麦特炼铅工艺流程A-原料仓库；B1461471.2.5富氧侧吹熔炼技术氧气侧吹熔池熔炼工艺是借鉴前苏联瓦纽科夫法，由我国自行开发的新的炼铅技术，目前已经完成工业试验，正在进行工业化生产准备工作。其主要有两段和三段工艺流程。两段工艺流程又有两种情形，一种是双炉作业，即氧化和还原是在两座独立侧吹炉内完成，氧化炉产生的富铅渣通过溜槽流入还原炉；另一种情形是，采用双区炉，即氧化和还原是在一座炉的两段气氛不同的熔炼区完成。三段工艺是在两段工艺的基础上增加了一段炉渣烟化，即氧化熔炼，高铅渣还原熔炼和炉渣烟化。瓦纽科夫炉简图如下所示：471.2.5富氧侧吹熔炼技术147148瓦纽科夫炉简图48瓦纽科夫炉简图148149双炉氧气侧吹炼铅工艺流程图49双炉氧气侧吹炼铅工艺流程图149150双区炉氧气侧吹炼铅工艺流程图50双区炉氧气侧吹炼铅工艺流程图150151三段工艺氧气侧吹法炼铅工艺流程图51三段工艺氧气侧吹法炼铅工艺流程图151152氧气侧吹熔池熔炼工艺的技术特点侧向向熔池鼓入富氧空气，熔体激烈搅动；熔体上层翻动，下层平静；原料的适应性强，备料简单；

氧化炉烟气含SO2（20%-25%）；金属的回收率高：铅≥97%。52氧气侧吹熔池熔炼工艺的技术特点152153.1.2.5卡尔多法（Kaldo）卡尔多炼铅法是瑞典波利顿公司开发的一项氧气顶吹铅熔炼技术。我国西部矿业有限责任公司已采用此技术建成一座5.15万t/a粗铅的炼铅厂，2005年11月投产。但是因为各种原因，已经处于长期停产状态。该炼铅法分为加料、氧化熔炼、还原熔炼、放渣/放铅四个阶段，整个冶炼过程在一台炉内完成，周期性作业。其炉型图如下所示：53.1.2.5卡尔多法（Kaldo）153154卡尔多炉示意图54卡尔多炉示意图154155Kaldo炉直接炼铅流程55Kaldo炉直接炼铅流程155156卡尔多炉的优点：由于采用顶吹和可旋转炉体，熔池搅拌充分，加速了气—液—固物料之间的多相反应，特别有利于MS和MO之间的交互反应的充分进行；借助油(天然气)—氧枪容易控制熔炼过程的反应气氛，可根据不同要求完成氧化熔炼和炉渣还原的不同冶金过程；该方法的缺点：间歇作、操作频繁，烟气量和烟气成分呈周期性变化；炉子寿命相对较短；设备复杂，造价较高。56卡尔多炉的优点：1561571.3闪速熔炼1.3.1基夫赛特法（Kivcet）前苏联全苏有色金属矿冶科学研究所开发的“氧气鼓风旋涡电热熔炼”即基夫赛特法(Kivcet)，属于闪速熔炼的直接炼铅法。其反应过程主要在基夫赛特炉的反应塔进行。该法将含铅物料、熔剂同工业氧气（～98%）喷入炉内，反应温度1300-1400℃，硫化铅精矿在悬浮状态下完成氧化脱硫和熔化过程，生成粗铅、高铅炉渣和含SO2的烟气，并放出大量的热。焦炭在反应塔内的沉淀熔体上面形成赤热的焦炭层，将含有一次粗铅和高铅炉渣的熔体进行过滤，使高铅渣中的PbO被还原出金属铅来，在这里，约有80%～90%的氧化铅被还原，熔体中氧化锌也被还原进入烟尘。571.3闪速熔炼1.3.1基夫赛特法（Kivcet）157158基夫赛特炉反应塔和焦滤层垂直断面示意图58基夫赛特炉反应塔和焦滤层垂直断面示意图158159基夫赛特炉59基夫赛特炉159160

基夫赛特炉结构图1一反应塔；2一沉淀池；3一电热区；4一直升烟道；5一复燃室60基夫赛特炉结构图1一反应塔；2一沉淀池；3一电热区；160161基夫赛特炼铅法流程图61基夫赛特炼铅法流程图1611626216216363163164工艺优点：整个生产过程在密闭体系进行。没有烟气、粉尘和铅蒸汽的外逸，操作环境十分清洁；采用工业纯氧熔炼，氧化熔炼的烟气量大幅度减少，熔炼过程的热支出减少，有利提高反应速度，SO2浓度高，有利于烟气净化和制酸；炉料不需进行焙烧和返粉制备，工艺流程短，生产环节少。原料适应性强,原料Pb20～70%,也能处理含铅锌渣料;主要金属回收率高，综合回收较好，渣含铅低，＜2.0%；生产成本低，粗铅综合能耗0.35t标煤/t；炉子寿命长，炉寿可达3年，维修费用省。自动化控制水平高，劳动生产率高，劳动条件好。64工艺优点：164165工艺缺点：1.原料准备比较复杂：对炉料和水分要求严格，粒度要控制在0.5mm以下，最大不能超过1mm，需要干燥至含水在1%以下；

2.一次性投资较高。65工艺缺点：165166粗铅的精炼技术粗铅精炼主要有火法和电解法。火法经过除铜（先熔析或凝析除铜，再加硫深度除铜）、除碲（加苛性钠）、除砷锑锡（氧化法或碱性精炼法：原理基于在450℃条件下，砷、锑、锡在NaNO3强氧化剂的作用下氧化成高价氧化物→变成软铅）、除银（加锌回收金银）、除锌（镁钙）、除铋后，最终精炼成精铅。其优点是投资少，生产周期短，占用资金少，生产成本低，特别适用于处理含铋低的粗铅；缺点是工序多，铅直收率低，劳动条件差。电解法经过初步除铜，然后铸型成粗铅阳极，电解，精铅在阴极析出，析出铅入精炼锅精炼再次除杂质成型。其优点是产品质量高，生产过程稳定，操作条件较好，尤其适用于处理含银、含铋高的粗铅；缺点是生产周期长，占用资金多、投资较大、生产设备成本略高。661661672.1粗铅的火法精炼火法精炼流程图如下所示：672.1粗铅的火法精炼1671682.1.1粗铅除铜采用熔析法和加硫法除铜。(1)熔析法是利用铜在铅中的溶解度随温度的降低而减小的特性，降温除去部分铜，可将Cu除至0.02%～0.03%，同时除去Fe、Ni、Co、S。(2)加硫法除铜.熔析除铜后残余的铜采用加硫法脱除,加入的S首先与含量多的Pb反应：2Pb(l)+S2(g)=PbS(l)由于Cu对S的亲和力大于Pb，PbS使铅液中Cu硫化：PbS（l)+2Cu(l)=Pb(l)+Cu2S(s）Cu2S为密度小，不溶于铅液。呈固体浮渣状浮于铝液面上。工厂中熔析和加硫除铜在同一设备内联合进行，先进行熔析，然后在机械搅拌下加硫。除Cu处理后可将Cu含量降0.001%～0.002%。682.1.1粗铅除铜1681692.1.2氧化精炼除砷、锑、锡除铜后的铅液不断流经熔融的氢氧化钠和氯化钠，同时加入硝石(NaNO3)作氧化剂，使砷、锡、锑分别氧化生成砷酸钠(Na3AsO4)、锡酸钠(Na2SnO3)和锑酸钠(Na3SbO4)，溶于氢氧化钠和氯化钠的混合熔体中而与铅分离。2.1.3加锌除银加锌于含银的铅液，生成浮于铅液表面的“银锌壳”。银锌壳一般比粗铅含银高20倍，是提取银的原料。铅液中残存的锌(0.6～0.7%)，可用碱性精炼法或氯化精炼法除去。真空蒸馏除锌法也已被一些工厂采用。2.1.4真空除Zn采用真空精炼法，利用铅与锌的蒸汽压不同而将铅锌分离。真空蒸发条件为：真空度为13.33～1.33Pa，温度为873K。锌挥发率达到96%～98%，Pb只有0.03%～0.07%.692.1.2氧化精炼除砷、锑、锡1691702.1.5加钙、镁除铋在一定温度下铋与钙可生成Bi2Ca3和Bi3Ca，铋与镁可生成Bi2Mg3，此法可使铅中的铋降至0.01～0.02％。702.1.5加钙、镁除铋1701712.2铅的电解精炼铅电解精炼的一般工艺流程如图所示

712.2铅的电解精炼铅电解精炼的一般工艺流程如图所示171172由于铅的电化当量比较大，标准电极电位又较负，给粗铅电解精炼创造了有利的条件。

电解精炼是利用阳极中不同元素的阳极溶解或在阴极析出难易程度的差异来提纯金属的，其基本原理是以电化学基础理论为依据。粗铅电解的电化学体系如图所示。72由于铅的电化当量比较大，标准电极电位又较负，172173电解精炼能通过一次电解得到纯度高的Pb，贵金属及其他有价元素及杂质富集在阳极泥中。我国大多数铅冶炼厂采用电解精炼。2.2.1铅电解精炼时的电极反应用火法精炼初步除Cu、As、Sn的铅做阳极，纯铅做阴极。电解液为硅氟酸和硅氟酸铅的水溶液。

阴极反应为：Pb2++2e=Pb

阳极反应为：Pb-2e=Pb2+2.2.2铅电解精炼技术经济指标电解以火法初步精炼的粗铅为阳极，以电解精铅薄片为阴极，在硅氟酸铅和硅氟酸溶液中进行。电解液一般含Pb2+80～120g/L、H2SiF680～100g/L。电解液温度30～45℃，电流密度160～250A/m2，同极中心距73电解精炼能通过一次电解得到纯度高的Pb，贵金属及其他有17317475～110mm，槽电压0.45～0.5V，电流效率约92%～98％，每吨阴极铅的电能消耗为120～160kWh。3.2.3电解精炼时杂质的行为（1）电位比Pb负的金属Zn、Fe、Cd、Co、Ni等，电解时在阳极溶解进入电解液，但析出电位高于Pb，不会在阴极析出。（2）电位比Pb正的金属As，Sb，Bi，Cu、Au、Ag等电解时不溶解，而留在阳极泥中。阳极泥是回收贵金属的原料。含Bi和Cu会使阳极泥坚硬致密，不易处理。（3）电位与Pb接近的Sn会在阳极溶解并在阴极析出。因此，在电解精炼前要通过火法除去。7475～110mm，槽电压0.45～0.5V，电流效率约91741752.3大极板电解技术2.3.1工艺技术指标大极板和小极板铅电解目前均有工厂生产数据，下表为国内两个不同工厂工艺技术对比表。752.3大极板电解技术175176761761772.3.2大极板电解特点和优势电流密度小，电耗低。大极板的电流密度一般控制在135-145A/m2之间，明显小于小极板的170-180A/m2；生产周期长，效率高。小极板阴阳极生产周期一般为2-4d，生产中需要频繁槽间短路和起装槽，增加吊车和槽边工的作业时间和次数。而大极板的生产周期一般为7d，可以大大减轻劳动量。残极率小，能耗低。国内某大极板电解铅厂实际生产残极率为38%，而其它小极板电解工厂残极率一般在45%左右。残极率低的优点体现在残极量少，返回火法工序重新熔化消耗的燃料少。772.3.2大极板电解特点和优势177178阳极板质量好、短路少。大极板电解阳极板浇铸采用的是立模铸造方式，阳极板浇铸质量好，表面平整光滑，其大耳下延为弧形，装槽时，垂直度好，同时极间距110mm比小极板90-95mm的要大，短路也少。而小极板电解阳极板采用的是平面圆盘浇铸，因脱模方便其大耳下延为斜面，装人电解槽时，阳极板的垂直度不好，容易引起极板短路。80kt/a的小极板电解车间一般需要2-3人专门进行极板短路检测，而大极板电解无需安排专人进行维护。阴极板面积大、产能高。与小极板电解阴极板1.1m2面积相比，大阴极板单片有效面积能达2.0m2时，其产能几乎是前者的两倍。在同样生产能力下，大极板电解可大量减少电解槽数和节约车间占地面积，减少厂房投资。

78阳极板质量好、短路少。1781792.3.