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冶金百科 | 铅冶金 - 铅冶金概述(一)

2023-09-21 10:15:43 来源:北方有色网
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简介:我国铅资源的分布情况是怎样的? 答:我国铅锌矿储量在东部、中部、西部三大经济地带分布比例为:东部沿海地区,铅占26.2%、锌占25.2%;中部地区,铅占30.8%、锌占30.7%;西部地区,铅占43%、锌占44.1%。
冶金概述

我国铅资源的分布情况是怎样的?

答:我国储量在东部、中部、西部三大经济地带分布比例为:东部沿海地区,铅占26.2%、锌占25.2%;中部地区,铅占30.8%、锌占30.7%;西部地区,铅占43%、锌占44.1%。

我国的铅锌矿储量较为丰富,品种齐全,大矿床多。现已查明,有储量的矿产地700余处,几乎遍布全国,其中以云南、内蒙古、湖南、广东、四川、甘肃、陕西、江西等省最为丰富。云南铅锌储量居全国首位,主要集中在滇西、会泽等地。湖南的水口山、桃林等也很著名。甘肃的西成地区是近年来发现的一个大型铅锌矿。青海的铁山和广东的凡口是重点铅锌矿山。

炼铅原料有哪些?

答:铅矿石分为硫化矿和氧化矿两大类。
(1)硫化矿(方铅矿PbS)属原生矿,也是炼铅的主要矿石,多与辉银矿闪锌矿(ZnS)共生。含银高者称银铅矿,含锌高者称铅锌矿。此外,Ag2S)、

共生矿物还有黄铁矿FeS₂、黄矿CuFeS,、辉铋矿Bi₂S₃和其他硫化矿物。脉石成分有石灰石、石英石、重晶石等。矿石中还含有Sb、Cd、Au及少量In、TI、

e等儿化铅矿主要由白铅矿(PbCO₃)和铅矾(PbSO₄)组成,属次生矿,

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,或与硫化矿共存而形成复合矿。铅在氧化矿床中的储量比在硫化矿床中少得多,因此对炼铅工业来说,氧化矿意义较小,铅冶金的主要原料来源于硫化矿。

炼铅方法有哪几种?

答:铅的生产方法可分为火法和湿法两种。火法炼铅是主要采用的方法,分

为反应熔炼、沉淀熔炼和焙烧还原熔炼三种:

(1)反应熔炼是使硫化铅精矿中的一部分PbS氧化成PbO和PbSO₄,然后与未氧化的PbS相互反应生成金属铅,反应熔炼只能处理富铅矿(含Pb 65%~70%以上)。

(2)沉淀熔炼是用铁作沉淀剂(还原剂)置换出铅,即将铁屑与硫化铅精矿混合加热至适当的温度,铅的硫化物大部分被铁置换而产生金属铅。也可用氧化铁及碳质还原剂来代替铁。沉淀熔炼在工业上很少单独应用。

(3)焙烧还原熔炼又称常规炼铅法或标准炼铅法,适宜处理任何成分的铅精矿,被广泛采用。世界上约有90%的粗铅用该法生产。其主要工序包括铅精矿烧结焙烧、烧结块鼓风炉还原熔炼和粗铅精炼。

湿法炼铅是用溶剂将铅溶出,然后从溶液中提取铅的方法。

什么是硫化铅精矿烧结焙烧?

答:烧结焙烧的目的是将精矿中的硫化物氧化成氧化物,并将较多的砷锑挥发除去。此外粉状的氧化物料在高温下熔结成块,因此烧结焙烧还有将粉状物料熔结成块的目的。硫化铅精矿烧结焙烧的原理为:高温时氧化时,硫化铅可以按式(5-1)~式(5-3)进行反应:

PbS+ 3O₂=2PbO+2SO₂     (5-1)

PbS+ 2O₂= PbSO₄            (5-2)

PbS +O₂=Pb+SO₂            (5-3)

此外,还有硫化铅与硫酸铅的交互反应:

3PbSO₄+PbS=4PbO+4SO₂     (5-4)

PbSO₄+PbS=2Pb+2SO₂         (5-5)

同时,气相中还维持式(5-6)的平衡:

SO₂+1/2O₂=SO₃                  (5-6)

如何判断金属硫化物的着火温度?

答:(1)金属硫化物的热容量和致密度越小,其着火温度越低,反之则高;

(2)金属硫化物粒度越细,着火温度越低,因硫化物与氧的反应是在固相

与气相界面上进行,颗粒小,表面积大,有利于反应的进行。

ZnS及PbS的着火温度较高,其晶格具有较大的稳定性。FeS₂及CuFeS₂着火温度低,表示其晶格的结合较弱。硫化物着火温度越高,越难焙烧。

硫化铅氧化反应速度的影响因素有哪些?

答:(1)温度升高,反应速度增大;

(2)硫化物颗粒(或液滴)表面上的氧分压增加,反应速度增大;

(3)反应的最初速度与硫化物颗粒(或液滴)的表面积成正比;

(4)反应速度常因有其他硫化物或氧化物的存在而加大。

硫化铅精矿烧结焙烧须控制哪些条件?

答:为使焙烧过程顺利进行,获得质量良好的烧结块和合乎制酸要求的烟气,须掌握适当的操作条件,如炉料的点火温度、小车内料层厚度、小车的运动速度、风箱压力和通过料层的风量等。

(1)点火温度取决于炉料的化学成分、物理性质和小车运动速度。含硫及铅较高的炉料或酸性炉料易熔结,点火温度宜低一些;难熔及粒度较大的炉料,点火温度应高一些。

(2)小车内厚料层、慢车速操作法使点火时间延长,但料层较厚,热利用率较好,可提高焙烧反应带温度,使焙烧和烧结过程良好;薄料层、快车速操作法可减少料层的阻力,防止炉料过早烧结,提高脱硫率以改善烧结块质量。

(3)焙烧过程中如鼓入的空气过少,过程进行迟缓,料层温度低于烧结温度;送风量应考虑漏风损失、炉料成分、烟气特性及焙烧程度等因素。送风量与风压有关,而风压又决定于料层的阻力。料层阻力随过程进行而逐渐降低,鼓风压力也应逐渐减小。

影响烧结矿质量的因素有哪些?

答:(1)烧结块残硫高,是因为炉料过早烧结,点火炉温度过高,风量过大,返回烟气的温度过高,料层太厚、料层散热不好等,都会引起炉料的过早烧结而使脱硫不良。

(2)烧结块机械强度不好,是焙烧温度低,易熔物料太少所致。

(3)烧结块生产率低,其原因可能是:1)风压太低,风量不足,影响到过

程进行的速度;2)密封不好,漏风严重,使通过料层的空气减少,料层太薄或车速太慢,与焙烧速度不相适应。

鼓风烧结包括哪些工序?

答:鼓风烧结主要包括铺底料层、点火、铺烧结炉料、鼓风量和风压的控制、烧结块的破碎与冷却等。

(1)铺底料即先铺一层点火炉料,要求底料粒度均匀,铺好的底料层透气性均匀,以保证均匀而迅速着火。

(2)点火的底料层厚度须适当,通常底料层厚度约占整个料层厚度的1/10;当底料着火后,由给料机在其上再铺一层规定厚度的炉料,借底料层火焰,自下而上使炉料着火燃烧,直到料面为止。

(3)从烧结机上倾倒下来的烧结块块度大,温度高,使运输和储存困难,不能加到鼓风炉内去,热烧结块需进行适当的破碎和冷却。
         
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