重金屬冶金技術(shù)-鉛冶金-2

1、這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子冶金與材料工程系冶金與材料工程系取精用弘取精用弘 卓爾不群卓爾不群 學(xué)無(wú)止境學(xué)無(wú)止境 行至于善行至于善這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子硫化鉛精礦的燒結(jié)焙燒硫化鉛精礦的燒結(jié)焙燒2.2.1還原熔煉的基本原理還原熔煉的基本原理2.2.2鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐2.2.32.2 2.2 鉛燒結(jié)礦的鼓風(fēng)爐熔煉鉛燒結(jié)礦的鼓風(fēng)爐熔煉2.2.4鉛鼓風(fēng)爐熔煉產(chǎn)物鉛鼓風(fēng)爐熔煉產(chǎn)物2.2.5鉛鼓風(fēng)爐渣的煙化處理鉛鼓風(fēng)爐渣的煙化處理這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.12.2.1 硫化鉛精礦的燒

2、結(jié)焙燒硫化鉛精礦的燒結(jié)焙燒 1. 燒結(jié)燒結(jié)焙燒的目的焙燒的目的 （1） 將將，砷銻揮發(fā)除去，減少，砷銻揮發(fā)除去，減少熔煉時(shí)鉛銅锍和黃渣（砷銅锍）的生成，提高金熔煉時(shí)鉛銅锍和黃渣（砷銅锍）的生成，提高金屬回收率；屬回收率； （2） 將將，獲得符合鼓風(fēng)爐熔煉的，獲得符合鼓風(fēng)爐熔煉的堅(jiān)硬多孔的燒結(jié)塊。堅(jiān)硬多孔的燒結(jié)塊。這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.12.2.1 硫化鉛精礦的燒結(jié)焙燒硫化鉛精礦的燒結(jié)焙燒 2.燒結(jié)焙燒的理論燒結(jié)焙燒的理論基礎(chǔ)基礎(chǔ) 硫化鉛精礦的焙燒是使硫化鉛以及精礦中的其他金屬硫化物硫化鉛精礦的焙燒是使硫化鉛以及精礦中的其他金屬硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锏倪^(guò)程。轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸锏?/p>

3、過(guò)程。焙燒時(shí)焙燒時(shí)PbS發(fā)生如下反應(yīng)：發(fā)生如下反應(yīng)：2PbS+3.5O2= PbO+ PbSO4+SO23PbSO4+PbS= 4PbO+4SO2焙燒溫度在焙燒溫度在1123K以上，而且是強(qiáng)氧化氣氛最終得到以上，而且是強(qiáng)氧化氣氛最終得到PbO。存在于精礦中的存在于精礦中的FeS2、ZnS以及砷、銻硫化物也被氧化。以及砷、銻硫化物也被氧化。這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.12.2.1 硫化鉛精礦的燒結(jié)焙燒硫化鉛精礦的燒結(jié)焙燒 使細(xì)物料結(jié)塊，是燒結(jié)焙燒的另一目的。使細(xì)物料結(jié)塊，是燒結(jié)焙燒的另一目的。 硅酸鉛于硅酸鉛于923973K下開始形成：下開始形成： xPbO+ySiO2=x

4、PbO.ySiO2 鐵酸鉛于鐵酸鉛于9981025K下開始形成：下開始形成： xPbO+yFe2O3=xPbO.yFe2O3這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.12.2.1 硫化鉛精礦的燒結(jié)焙燒硫化鉛精礦的燒結(jié)焙燒 形成的硅酸鉛和鐵酸鉛為低熔點(diǎn)化合物形成的硅酸鉛和鐵酸鉛為低熔點(diǎn)化合物,可在作業(yè)溫度下形成液態(tài)，冷卻后形成堅(jiān)可在作業(yè)溫度下形成液態(tài)，冷卻后形成堅(jiān)實(shí)的大塊。因此，是燒結(jié)過(guò)程中的粘結(jié)劑實(shí)的大塊。因此，是燒結(jié)過(guò)程中的粘結(jié)劑，使物料粘結(jié)成完整而多孔的燒結(jié)礦。液，使物料粘結(jié)成完整而多孔的燒結(jié)礦。液相的形成和數(shù)量是獲得足夠強(qiáng)度燒結(jié)塊的相的形成和數(shù)量是獲得足夠強(qiáng)度燒結(jié)塊的基礎(chǔ)?；A(chǔ)。

5、這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .2 2 鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理1.目的 (1)把燒結(jié)礦中的鉛最大限度的還原，以獲得富集有金銀等貴金屬的粗鉛; (2)同時(shí)使?fàn)t料中的各種造渣成分結(jié)合成渣并盡量將鋅吸收這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .2 2 鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理2.基本原理基本原理 鼓風(fēng)爐下部燃料燃燒產(chǎn)生的高溫還原性氣體上升過(guò)程中，將熱傳遞給爐料，并發(fā)生各種冶金反應(yīng)，熔化成熔體，流入爐缸，按密度不同而分成粗鉛層和熔渣層。 主要反應(yīng)有：這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .2 2

6、鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理（1）鉛的化合物）鉛的化合物 焦炭燃燒：焦炭燃燒： 2C + O2 =2CO PbO被生成的被生成的CO還原：還原： PbO + CO = Pb +CO2 硅酸鉛中的硅酸鉛中的PbO可被可被CaO置換出來(lái)，再被置換出來(lái)，再被CO還原：還原： 2PbO.SiO2+CaO+2CO=CaO.SiO2+2Pb+2CO2這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .2 2 鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理 有有SiO2存在時(shí)，存在時(shí)，PbSO4發(fā)生如下反應(yīng)：發(fā)生如下反應(yīng)： PbSO4+4CO=PbS+4CO2PbSO4+SiO2=PbO.S

7、iO2+SO2+1/2O2 PbS在熔煉過(guò)程不反應(yīng)，全部進(jìn)入冰銅，需利用在熔煉過(guò)程不反應(yīng)，全部進(jìn)入冰銅，需利用沉淀熔煉過(guò)程分離鉛。沉淀熔煉過(guò)程分離鉛。PbS+Fe=FeS+Pb這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .2 2 鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理（2）鐵化合物）鐵化合物 燒結(jié)塊中的燒結(jié)塊中的鐵化合物鐵化合物主要以主要以Fe2O3、Fe3O4以及硅以及硅酸亞鐵，鐵的氧化物在鼓風(fēng)爐熔煉過(guò)程中發(fā)生如下酸亞鐵，鐵的氧化物在鼓風(fēng)爐熔煉過(guò)程中發(fā)生如下變化：變化： Fe2O3+CO Fe3O4 +COFeO 大量的大量的FeO與與SiO2發(fā)生造渣反應(yīng)，生成發(fā)生造渣反應(yīng)

8、，生成2FeO.SiO2進(jìn)進(jìn)入爐渣中：入爐渣中： 2FeO+ SiO2= 2FeO.SiO2 燒結(jié)塊中少量的燒結(jié)塊中少量的FeS進(jìn)入鉛冰銅。進(jìn)入鉛冰銅。這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .2 2 鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理 （3）銅的化合物）銅的化合物 燒結(jié)塊中的銅燒結(jié)塊中的銅以以Cu2O、Cu2O.SiO2和和Cu2S的形式存在。的形式存在。當(dāng)燒結(jié)塊中殘硫率高，當(dāng)燒結(jié)塊中殘硫率高，Cu2O與其他金屬硫化物發(fā)生反與其他金屬硫化物發(fā)生反應(yīng)：應(yīng)：Cu2O+FeS=Cu2S+FeO 該反應(yīng)為鼓風(fēng)爐熔煉的造冰銅過(guò)程。該反應(yīng)為鼓風(fēng)爐熔煉的造冰銅過(guò)程。 當(dāng)燒結(jié)塊殘硫

9、率低，當(dāng)燒結(jié)塊殘硫率低，Cu2O按如下反應(yīng)：按如下反應(yīng)：Cu2O+CO=2Cu+CO2 金屬銅進(jìn)入粗鉛中成為鉛中雜質(zhì)。金屬銅進(jìn)入粗鉛中成為鉛中雜質(zhì)。 Cu2S與與Cu2O.SiO2在熔煉過(guò)程中不發(fā)生反應(yīng)，在熔煉過(guò)程中不發(fā)生反應(yīng)， Cu2S進(jìn)入進(jìn)入鉛冰銅中，鉛冰銅中， Cu2O.SiO2進(jìn)入爐渣。進(jìn)入爐渣。這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .2 2 鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理 （4）鋅的化合物）鋅的化合物 鋅在燒結(jié)塊中主要以鋅在燒結(jié)塊中主要以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在鼓風(fēng)

10、爐熔煉過(guò)程發(fā)生如下反應(yīng)：在鼓風(fēng)爐熔煉過(guò)程發(fā)生如下反應(yīng)：ZnSO4COZnS+CO2 ZnS可進(jìn)入爐渣也可進(jìn)入冰銅?？蛇M(jìn)入爐渣也可進(jìn)入冰銅。 ZnS為熔煉過(guò)程中最有害雜質(zhì)，熔點(diǎn)高，密度大，進(jìn)入冰為熔煉過(guò)程中最有害雜質(zhì)，熔點(diǎn)高，密度大，進(jìn)入冰銅和渣后增加兩者的黏度，減少兩者的密度差，使渣與冰銅銅和渣后增加兩者的黏度，減少兩者的密度差，使渣與冰銅分離困難。如果鉛精礦中含鋅量大，需采用完全焙燒脫硫分離困難。如果鉛精礦中含鋅量大，需采用完全焙燒脫硫。這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .2 2 鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理（5） 金和銀金和銀 鉛是金、銀的捕收劑，熔煉

11、時(shí)大部分金銀進(jìn)入粗鉛是金、銀的捕收劑，熔煉時(shí)大部分金銀進(jìn)入粗鉛中。鉛中。（6）脈石成分）脈石成分 爐料和熔劑中的爐料和熔劑中的SiO2、CaO、MgO和和Al2O3等脈等脈石成分，在熔煉時(shí)不被還原，全部與石成分，在熔煉時(shí)不被還原，全部與FeO反應(yīng)生成反應(yīng)生成爐渣。爐渣。這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .2 2 鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理鼓風(fēng)爐還原熔煉的原理這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .3 3 鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐 1.鼓風(fēng)爐的類型 水套式矩形鼓風(fēng)爐、椅形鼓風(fēng)爐等水套式矩形鼓風(fēng)爐、椅形鼓風(fēng)爐等 2.普通普通鼓風(fēng)爐的結(jié)構(gòu) 爐

12、基、爐缸、爐身、爐頂和風(fēng)管、水管系統(tǒng)及支架等組成。這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .3 3 鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐3.鼓風(fēng)爐的正常作業(yè)鼓風(fēng)爐的正常作業(yè)（1）熔煉工序）熔煉工序 包括備料與加料、鼓風(fēng)與風(fēng)口操作、水套冷卻系統(tǒng)的包括備料與加料、鼓風(fēng)與風(fēng)口操作、水套冷卻系統(tǒng)的看護(hù)、熔煉產(chǎn)品（粗鉛、爐渣等）的放出?？醋o(hù)、熔煉產(chǎn)品（粗鉛、爐渣等）的放出。（2）鼓風(fēng)爐入爐爐料成分）鼓風(fēng)爐入爐爐料成分 爐料中的燒結(jié)礦含鉛爐料中的燒結(jié)礦含鉛50%，塊度為，塊度為50150mm；焦炭；焦炭具有適當(dāng)?shù)目紫抖龋ň哂羞m當(dāng)?shù)目紫抖龋?0%53%）、足夠的機(jī)械強(qiáng)度、較）、足夠的

13、機(jī)械強(qiáng)度、較高發(fā)熱值和著火溫度的冶金焦炭；還加入鐵屑、爐渣以高發(fā)熱值和著火溫度的冶金焦炭；還加入鐵屑、爐渣以及含鉛返料。及含鉛返料。這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .3 3 鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐4.鼓風(fēng)爐煉鉛的主要技術(shù)條件及控制（1）進(jìn)料量（2）料柱高度（3）鼓風(fēng)風(fēng)量和風(fēng)壓（4）液鉛、熔渣放出溫度和爐頂壓力（5）焦率（6）鼓風(fēng)爐水套供水（7）爐缸鉛液面、渣面的控制這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .3 3 鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐5.鉛鼓風(fēng)爐的熔煉產(chǎn)物 粗鉛粗鉛：含：含Pb 97%98%，其他雜質(zhì)為貴金屬

14、和，其他雜質(zhì)為貴金屬和Cu、Zn、Sn、Sb、Bi，As等。等。爐渣爐渣：渣中主要組分：渣中主要組分SiO2、CaO與與FeO。鉛冰銅鉛冰銅：鉛冰銅為：鉛冰銅為PbS、Cu2S、FeS和和ZnS等。含銅等。含銅20%以上的富冰銅可用吹煉法或濕法處理。低品位冰銅需進(jìn)行以上的富冰銅可用吹煉法或濕法處理。低品位冰銅需進(jìn)行富集熔煉。富集熔煉。這里輸入課程名稱或課題名稱主講教師：張公子2.2.2 2. .3 3 鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐鼓風(fēng)爐煉鉛的生產(chǎn)實(shí)踐 砷冰銅（黃渣）砷冰銅（黃渣）：富集有價(jià)金屬的金屬砷化物合金。在爐缸中富集有價(jià)金屬的金屬砷化物合金。在爐缸中存在于鉛冰銅和粗鉛之間，可用轉(zhuǎn)爐吹煉或用富集熔煉處理。存在于鉛冰銅和粗鉛之間，可用轉(zhuǎn)爐吹煉或用富集熔煉處理。煙塵煙塵：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。鉛煙塵是回收高價(jià)值的等。鉛煙塵是回收高價(jià)值的Cd的主要原料。的