最新粗鉛初步火法精煉專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座課件

鉛的性質(zhì)

鉛是日常生活中較常見(jiàn)的金屬，其物理性質(zhì)方面的特點(diǎn)為硬度小、比重大、熔點(diǎn)低、沸點(diǎn)高、展性好、延性差、對(duì)電與熱的傳導(dǎo)性差、高溫下容易揮發(fā)、在液態(tài)下流動(dòng)性大等。其主要物理性質(zhì)有：原子量207.21，比重(20℃)11.3437克／cm3，熔點(diǎn)327.43℃，沸點(diǎn)1525℃，導(dǎo)熱系數(shù)(100℃)0.081卡／厘米·度·秒鉛的蒸氣壓與溫度的關(guān)系如下：溫度(℃)62071082096011301290136014151525蒸氣壓(mmHg)10-310-210-1l.01050100289760可見(jiàn)在高溫下鉛的揮發(fā)程度很大，所以在火法煉鉛過(guò)程中容易導(dǎo)致鉛的揮發(fā)損失和環(huán)境污染，煉鉛廠(chǎng)必須設(shè)置完善的收塵設(shè)備。

0鉛的性質(zhì)0鉛的用途在現(xiàn)代工業(yè)所有消耗的有色金屬中，鉛居第四為，僅次于鋁、銅和鋅，成為工業(yè)基礎(chǔ)的重要金屬之一。鉛的用途主要表現(xiàn)在：?鉛蓄電池（蓄電池工業(yè)的用鉛量最大，當(dāng)今世界60％以上的鉛用于蓄電池生產(chǎn)）；?運(yùn)輸行業(yè)用鉛作軸承合金；?建筑行業(yè)中的隔音材料；?X射線(xiàn)室的屏蔽材料；?化學(xué)和冶金工中的防腐、防漏以及溶液貯存設(shè)備等。1鉛的用途1一、概述

視處理方法和原料的不同，生產(chǎn)的粗鉛都含有一定量的雜質(zhì)，一般雜質(zhì)含量為2%～

4%，少數(shù)也有低于2%或高于5%的，粗鉛成分下表。2一、概述2

粗鉛中含的雜質(zhì)有Cu、Fe、Ni、Co、Zn、As、Sb、Sn、Au、Ag、S、Se、Te、Bi等。雜質(zhì)含量主要取決于鉛精礦的成分，冶煉方法也影響雜質(zhì)含量。

粗鉛需經(jīng)過(guò)精煉才能廣泛使用。精煉目的是除去雜質(zhì)。由于鉛含有上述雜質(zhì)，影響了鉛的性質(zhì)，使鉛的硬度增加，韌性降低，對(duì)某些試劑的抗蝕性能減弱，使之不適于工業(yè)應(yīng)用。用這樣的粗鉛去制造鉛白、鉛丹時(shí)，也不能得到純凈的產(chǎn)品，因而降低了鉛的使用價(jià)值。所以，要通過(guò)精煉，提高鉛的純度。3粗鉛中含的雜質(zhì)有Cu、Fe、Ni、Co、Z

粗鉛精煉的原料有三類(lèi)：第一類(lèi)是鉛熔煉或鉛鋅冶煉產(chǎn)出的粗鉛，俗稱(chēng)礦產(chǎn)粗鉛（簡(jiǎn)稱(chēng)礦鉛）；第二類(lèi)是再生鉛；第三類(lèi)是錫冶煉副產(chǎn)粗鉛。

4粗鉛精煉的原料有三類(lèi)：4粗鉛的冶煉方式介紹

粗鉛精煉的方法有兩類(lèi)，第一類(lèi)為火法精煉，第二類(lèi)為先用火法除去銅與錫后，再鑄成陽(yáng)極板進(jìn)行電解精煉。目前世界上火法精煉的生產(chǎn)能力約占80%。采用電解精煉的國(guó)家主要有中國(guó)、日本、加拿大等國(guó)。我國(guó)大多數(shù)企業(yè)粗鉛的處理均采用電解法精煉?；鸱ň珶捠抢秒s質(zhì)金屬與主金屬（鉛）在高溫熔體中物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)方面的差異，形成與熔融主金屬不同的新相（如精煉渣），并將雜質(zhì)富集于其中，從而達(dá)到精煉的目的。

例如：銅在粗鉛中的溶解度隨溫度降低面減小，因而可采用熔析除銅;

銅對(duì)硫的親和力大于鉛，因而有加硫除銅；砷、銻、錫等雜質(zhì)對(duì)氧的親和力大于鉛，因而有氧化（或氧化加堿）精煉和堿性精煉除砷、銻、錫；在含雜質(zhì)金屬的粗鉛中添加第三種甚至更多種金屬，它們與雜質(zhì)金屬形成金屬化合物（合金）的親和力大于鉛，因而有加鋅除銀、加鈣鎂除鉍等方法。5粗鉛的冶煉方式介紹粗鉛精煉的方法有兩類(lèi)，第

火法精煉的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、占地面積小，并可以按粗鉛成分和市場(chǎng)需求采用不同的工序。從而產(chǎn)出多種牌號(hào)的精鉛。含鉍和貴金屬少的粗鉛最宜采用火法精煉?；鸱ň珶挼娜秉c(diǎn)是鉛直收率低，勞動(dòng)條件差，工序繁雜，中間產(chǎn)品處理量大。當(dāng)前，世界上粗鉛火法精煉的生產(chǎn)能力約占總精煉能力的70％，而電解精煉多在我國(guó)、日本和加拿大等國(guó)采用。粗鉛火法精煉的典型流程6火法精煉的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、占地面積小，鉛的電解精煉技術(shù)在我國(guó)、日本和加拿大等國(guó)家廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)品質(zhì)量高,生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定,操作條件好。缺點(diǎn):生產(chǎn)周期長(zhǎng),占用資金大,投資大,生產(chǎn)成本略高。鉛電解精煉的一般工藝流程如圖所示：7鉛的電解精煉技術(shù)在我國(guó)、日本和加拿大等國(guó)家廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)

粗鉛火法精煉的目的視采用精煉流程不同而異。全火法精煉的目的是除去銅、錫、砷、銻、銀、鋅、鉍等雜質(zhì)，將粗鉛提純，生產(chǎn)出合格的精鉛產(chǎn)品。對(duì)于電解精煉而言，確切地講，它所采用的火法精煉只是初步火法精煉，其基本任務(wù)是將粗鉛中的雜質(zhì)銅、錫除至一定程度，并調(diào)整銻量，澆鑄成化學(xué)質(zhì)量和物理規(guī)格均滿(mǎn)足電解要求的陽(yáng)極板；粗鉛火法精煉的目的視采用精煉流程不同而異。全8二、鉛電解精煉時(shí)雜質(zhì)的行為

在粗鉛陽(yáng)極中，通常含有金、銀、銅、銻、砷、錫、鉍等雜質(zhì)，雜質(zhì)在陽(yáng)極中除以單質(zhì)存在外，還以固溶體、金屬間化合物、氧化物、硫化物等形態(tài)存在。陽(yáng)極中的雜質(zhì)在電解過(guò)程中的行為是很復(fù)雜的，按其標(biāo)準(zhǔn)電位可將陽(yáng)極中的雜質(zhì)分為三類(lèi)：9二、鉛電解精煉時(shí)雜質(zhì)的行為在粗鉛陽(yáng)極中，通

（1）電位比鉛負(fù)的金屬Zn、Fe、Cd、Co和Ni等（2）電位比鉛正的Sb、Bi、As、Cu、Ag、Au等（3）電位與鉛很相近的Sn由于它們具有比鉛高的析出電位，電解時(shí)同鉛一道從陽(yáng)極溶解，但含量較少，且極易除去。由于它們具有比鉛更低的析出電位，電解時(shí)一般不溶解，而留于陽(yáng)極泥中。Sn與SiF62－生成SnSiF6，Sn，但并不完全溶解，部分留在陽(yáng)極泥中。根據(jù)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電位可把鉛中的雜質(zhì)金屬分為三類(lèi)：10（1）電位比鉛負(fù)的金屬Zn、Fe、Cd、Co和Ni等（2

第一類(lèi)雜質(zhì)金屬能與鉛一道從陽(yáng)極溶解進(jìn)入電解液，由于其析出電位較鉛負(fù)，故在正常情況下不會(huì)在陰極上放電析出。由于這些雜質(zhì)在粗鉛中含量很小，且在火法精煉過(guò)程中很易除去，所以一般情況下不會(huì)在電解液中積累到有害的程度。

11第一類(lèi)雜質(zhì)金屬能與鉛一道從陽(yáng)極溶

第二類(lèi)雜質(zhì)在電解熔煉過(guò)程中基本上不溶解，從而在陽(yáng)極表面上形成陽(yáng)極泥層。當(dāng)陽(yáng)極泥散落或脫落，這些雜質(zhì)將被帶入電解液中，并隨著電解液流動(dòng)而被粘附在和夾雜于陰極析出鉛中，對(duì)陰極質(zhì)量影響很大。尤其是銅、銻、銀和鉍顯著。下面分別敘述：1212銅：陽(yáng)極中銅的活性很小，在沒(méi)有氧的參與下，不會(huì)呈離子狀態(tài)進(jìn)入電解液中，所以在電解液中含量很少。陽(yáng)極中銅的存在嚴(yán)重影響陽(yáng)極泥的物理性質(zhì)。當(dāng)陽(yáng)極中含銅超過(guò)0.06%時(shí)，陽(yáng)極泥將顯著地變硬和致密，以致阻礙鉛的正常溶解，并使槽電壓升高而引起雜質(zhì)的溶解和析出。因此，電解前粗鉛必須先進(jìn)行火法精煉，將銅降至0.06%以下。13銅：陽(yáng)極中銅的活性很小，在沒(méi)有氧的參與下，不會(huì)呈離子狀態(tài)進(jìn)入砷：在電解過(guò)程中砷與銻的性質(zhì)相似，難溶于電解液。陽(yáng)極中砷含量一般不大于0.4%。砷和銻都具有增大陽(yáng)極泥強(qiáng)度的效果。工廠(chǎng)實(shí)踐證明，控制陽(yáng)極泥中砷、銻的總量>0.8%,可以確保陽(yáng)極泥不脫落。14砷：在電解過(guò)程中砷與銻的性質(zhì)相似，難溶于電解液。陽(yáng)極中砷含量銻:銻在陽(yáng)極中呈固溶體的形態(tài)存在，由于其標(biāo)準(zhǔn)電位較正，在電解過(guò)程中很少進(jìn)入電解液，而是留在陽(yáng)極泥中。但銻能在陽(yáng)極表面的陽(yáng)極泥中形成堅(jiān)固而又疏松多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，包裹陽(yáng)極泥使之具有適當(dāng)?shù)母街鴱?qiáng)度而不脫落。當(dāng)陽(yáng)極含銻>2%時(shí)，陽(yáng)極泥會(huì)變得堅(jiān)硬而難于刷下。當(dāng)陽(yáng)極含銻<0.5%時(shí)，陽(yáng)極泥容易散碎脫落，電解液渾濁，貴金屬損失嚴(yán)重，析出鉛質(zhì)量難以保證。因此，生產(chǎn)中陽(yáng)極含銻一般控制在0.8%～1.2%。如果粗鉛生產(chǎn)配料有困難，致使粗鉛含銻太高或太低，在初步火法精煉裝鍋時(shí)就要適量配入含銻低或銻高的雜鉛或粗鉛，確保陽(yáng)極有適量的銻，這在生產(chǎn)上稱(chēng)之為“調(diào)銻”。15銻:銻在陽(yáng)極中呈固溶體的形態(tài)存在，由于其標(biāo)準(zhǔn)電位較正，在電解鉍：鉍和砷一樣，標(biāo)準(zhǔn)電位比銻還正，在電解過(guò)程中不會(huì)呈離子狀態(tài)進(jìn)入電解液，而是保留在陽(yáng)極泥中，所以用電解法分離鉛和鉍是最徹底的。生產(chǎn)中偶然出現(xiàn)電解液含鉍增高，導(dǎo)致析出鉛質(zhì)量不合格，多是由于掉極造成陽(yáng)極泥溶解污染電解液造成的。16鉍：鉍和砷一樣，標(biāo)準(zhǔn)電位比銻還正，在電解過(guò)程中不會(huì)呈離子狀態(tài)銀：銀通常是粗鉛陽(yáng)極中含量較高的雜質(zhì)金屬，也是陽(yáng)極泥中回收價(jià)值最大的貴金屬。電解時(shí)銀和鉍一樣絕大部分保留在陽(yáng)極泥中，在陽(yáng)極泥中得到富集而有利于貴金屬回收。17銀：銀通常是粗鉛陽(yáng)極中含量較高的雜質(zhì)金屬，也是陽(yáng)極泥中回收價(jià)

熔析除銅的基本原理是基于銅在鉛液中的溶解度隨著溫度的下降而減少，當(dāng)含銅高的鉛液冷卻時(shí)，銅便成固體結(jié)晶析出，由于其比重較鉛小(約為9)，因而浮至鉛液表面，以銅浮渣的形式除去。銅在鉛液中的溶解度隨著溫度的變化而變動(dòng)，溫度下降時(shí)，液體合金中的含銅量相應(yīng)地減少，當(dāng)溫度降至共晶點(diǎn)(326℃)時(shí)，銅在鉛中的含量為0.06%，這是熔析除銅的理論極限。熔析操作有兩種方法：1.加熱熔析法；2.冷卻熔析法。二者熔析原理是相同的，前者是將粗鉛錠在反射爐或熔析鍋內(nèi)用低溫熔化，使鉛與雜質(zhì)分離；后者是將鼓風(fēng)爐放出的鉛水鉛泵汲送到熔析設(shè)備，然后降低溫度使雜質(zhì)從鉛水中分凝出來(lái)。

粗鉛的初步火法精煉熔析除銅的基本原理是基于銅在鉛液中的溶解度隨18

當(dāng)粗鉛中含砷銻較高時(shí)，由于銅對(duì)砷、銻的親合力大，能生成難溶于鉛的砷化銅和銻化銅，而與銅浮渣一道浮于鉛液表面而與鉛分離。實(shí)踐證明，含砷、銻高的粗鉛，經(jīng)熔析除銅后，其含銅量可降至0.02～0.03%。粗鉛中含砷、銻低時(shí)，用熔析除銅很難使鉛液含銅降至0.06%。這是因?yàn)椋篴、熔析作業(yè)溫度通常在340℃以上，銅在鉛液中的溶解度大于0.06%；b、含銅熔析渣的上浮取決于鉛液的粘度，鉛液溫度降低則粘度增大，銅渣細(xì)粒不易上浮。在熔析過(guò)程中，幾乎所有的鐵、硫（呈鐵、銅及鉛的硫化物形態(tài)）以及難熔的鎳、鈷、銅、鐵的砷化物及銻化物都被除去；同時(shí)貴金屬的一部分也進(jìn)入熔析渣。當(dāng)粗鉛中含砷銻較高時(shí)，由于銅對(duì)砷、銻的親合力大，能生成難溶192020除銅工藝21除21加硫除銅原理粗鉛經(jīng)熔析脫銅后，一般含銅仍在0.1%左右，不能滿(mǎn)足電解要求，需再進(jìn)行加硫除銅。在熔融粗鉛中加入元素硫時(shí)，首先形成PbS，其反應(yīng)如下：2[Pb]+2S=2[PbS]由于銅對(duì)硫的親和力大于鉛對(duì)硫的親和力，所以硫化鉛中的鉛被銅置換，繼而發(fā)生以下反應(yīng)：[PbS]+2[Cu]=[Pb]+Cu2SCu2S比鉛的比重小，且在作業(yè)溫度下不溶于鉛水，因此，形成的固體硫化渣浮在鉛液面上。最后鉛液中殘留的銅一般為0.001～0.002%。加硫除銅的硫化劑一般采用硫磺。加入量按形成Cu2S時(shí)所需的硫計(jì)算，并過(guò)量20-30%。加硫作業(yè)溫度對(duì)除銅程度有重大影響，鉛液溫度越低，除銅進(jìn)行得越完全，一般工廠(chǎng)都是在330-340℃范圍內(nèi)。加完硫磺后，應(yīng)迅速將鉛液溫度升至450-480℃，大約攪拌40分鐘以后，待硫磺渣變得疏松，呈棕黑色時(shí)，表示反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)，則停止攪拌進(jìn)行撈渣，此種浮渣由于含銅低，只約2-3%，而鉛高達(dá)95%，因此返回熔析過(guò)程。加硫除銅后鉛含銅可降至0.001-0.002%，送去下一步電解精煉。22加硫除銅原理22粗鉛除銅實(shí)例23粗鉛除銅實(shí)例23最新粗鉛初步火法精煉專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座課件24粗鉛的連續(xù)脫銅是應(yīng)用熔析除銅的原理。在CDF爐內(nèi)進(jìn)行，此時(shí)，脫銅爐要有足夠深的熔池和其他降溫設(shè)施，以造成鉛熔池自上而下有一定的溫度梯度，銅及其化合物從熔池較冷的底層析出，上浮至高溫的上層，被鉛液中所含的硫化鉛或特意加入的硫化劑（鉛精礦或黃鐵礦）所硫化，形成冰銅，其反應(yīng)式如下：Pbs(FeS)+2Cu=Cu2S+Pb(Fe)因此，上部鉛液的溫度要求較高又要有足夠的硫化劑，使上浮的銅不斷被硫化，從而又促使底部的銅上浮。隨著這兩個(gè)過(guò)程的進(jìn)行，底部鉛中的銅就越來(lái)越少。除硫化劑外，配料時(shí)還配入鐵屑、蘇打。鐵屑與硫化鉛發(fā)生沉淀反應(yīng)而降低冰銅中的含鉛量，蘇打在過(guò)程中進(jìn)行如下反應(yīng)：4PbS+4Na2CO3=4Pb+3Na2S+Na2SO4+4CO2從而降低了冰銅的熔點(diǎn)及含鉛量。其余部分則形成砷酸鹽，銻酸鹽及錫酸鹽進(jìn)入爐渣。粗鉛脫銅程度取決于熔池底層的溫度，鉛在熔池的停留時(shí)間和粗鉛中的砷銻含量等因素。產(chǎn)出的冰銅和爐渣從熔池上部放出，脫銅后的鉛液從底部虹吸放出。連續(xù)脫銅原理粗鉛的連續(xù)脫銅是應(yīng)用熔析除銅的原理。在CDF爐內(nèi)進(jìn)行，此時(shí)，25在一定意義上說(shuō)，連續(xù)脫銅過(guò)程就是把浮渣反射爐處理銅質(zhì)浮渣的過(guò)程于粗鉛熔析除銅過(guò)程有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，連續(xù)脫銅就是把浮渣反射爐置于除銅鍋上的聯(lián)合設(shè)備，在這里不斷地實(shí)現(xiàn)銅的析出和硫化，使其形成冰銅，消除了中間產(chǎn)物—浮渣。連續(xù)脫銅具有的優(yōu)點(diǎn)是：a、簡(jiǎn)化了流程，能在一個(gè)爐子內(nèi)完成多種任務(wù);b、充分利用鉛液的潛熱，節(jié)約燃料；c、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了生成成本；d、便于實(shí)踐機(jī)械化和自動(dòng)化。在一定意義上說(shuō)，連續(xù)脫銅過(guò)程就是把浮渣反射爐處理銅質(zhì)浮渣的過(guò)26銅浮渣的處理所謂“浮渣”，一般都是指火法精煉過(guò)程中浮在熔融(主)金屬表面上，由精煉過(guò)程形成的雜質(zhì)化合物及機(jī)械夾帶的主金屬液滴(塊)所組成的固體物質(zhì)。熔析除銅產(chǎn)出的浮渣一般含Ｃu10%-20%，Pb60%-80%。27銅浮渣的處理27

就是利用煤氣用富氧燃燒，在高溫下利用無(wú)煙煤把金屬鉛，銻從它們的氧化物還原出來(lái)，其脈石成分與添加的熔劑（Na2CO3）造渣，從而與還原出來(lái)的金屬鉛、銻等分離，產(chǎn)出的冰銅中有部分元素以氧化物和硫化物形態(tài)存在，在高溫下配入還原劑、熔劑，使其中的部分氧化物被還原成金屬，F(xiàn)e與加入的熔劑組成二元系的渣，F(xiàn)e被除去。采用銅與鉛的密度的差異，降溫使銅浮于上表面，達(dá)到銅與鉛分離。由于銅合金還含有雜質(zhì)Pb、Sb、As，在鼓入壓縮空氣的情況下，利用Pb、Sb與氧的親合力大于Cu與氧的親合力，除去Pb、Sb，銅進(jìn)一步提純，達(dá)到與雜質(zhì)分離的過(guò)程。浮渣反射爐原理就是利用煤氣用富氧燃燒，在高溫下利用無(wú)煙煤把金屬鉛，銻從28浮渣反射爐工藝流程浮渣反射爐工藝流程29

各煉鉛廠(chǎng)均用蘇打—鐵屑法專(zhuān)門(mén)處理銅浮渣。其優(yōu)點(diǎn)是鉛回收率高，達(dá)到95～98%；鉛锍含鉛低，銅鉛比高，可達(dá)4～8，銅回收率可過(guò)85～90%。處理浮渣的爐料配比列于下表。30各煉鉛廠(chǎng)均用蘇打—鐵屑法專(zhuān)門(mén)處理銅浮渣。其優(yōu)點(diǎn)鉛的性質(zhì)

鉛是日常生活中較常見(jiàn)的金屬，其物理性質(zhì)方面的特點(diǎn)為硬度小、比重大、熔點(diǎn)低、沸點(diǎn)高、展性好、延性差、對(duì)電與熱的傳導(dǎo)性差、高溫下容易揮發(fā)、在液態(tài)下流動(dòng)性大等。其主要物理性質(zhì)有：原子量207.21，比重(20℃)11.3437克／cm3，熔點(diǎn)327.43℃，沸點(diǎn)1525℃，導(dǎo)熱系數(shù)(100℃)0.081卡／厘米·度·秒鉛的蒸氣壓與溫度的關(guān)系如下：溫度(℃)62071082096011301290136014151525蒸氣壓(mmHg)10-310-210-1l.01050100289760可見(jiàn)在高溫下鉛的揮發(fā)程度很大，所以在火法煉鉛過(guò)程中容易導(dǎo)致鉛的揮發(fā)損失和環(huán)境污染，煉鉛廠(chǎng)必須設(shè)置完善的收塵設(shè)備。

31鉛的性質(zhì)0鉛的用途在現(xiàn)代工業(yè)所有消耗的有色金屬中，鉛居第四為，僅次于鋁、銅和鋅，成為工業(yè)基礎(chǔ)的重要金屬之一。鉛的用途主要表現(xiàn)在：?鉛蓄電池（蓄電池工業(yè)的用鉛量最大，當(dāng)今世界60％以上的鉛用于蓄電池生產(chǎn)）；?運(yùn)輸行業(yè)用鉛作軸承合金；?建筑行業(yè)中的隔音材料；?X射線(xiàn)室的屏蔽材料；?化學(xué)和冶金工中的防腐、防漏以及溶液貯存設(shè)備等。32鉛的用途1一、概述

視處理方法和原料的不同，生產(chǎn)的粗鉛都含有一定量的雜質(zhì)，一般雜質(zhì)含量為2%～

4%，少數(shù)也有低于2%或高于5%的，粗鉛成分下表。33一、概述2

粗鉛中含的雜質(zhì)有Cu、Fe、Ni、Co、Zn、As、Sb、Sn、Au、Ag、S、Se、Te、Bi等。雜質(zhì)含量主要取決于鉛精礦的成分，冶煉方法也影響雜質(zhì)含量。

粗鉛需經(jīng)過(guò)精煉才能廣泛使用。精煉目的是除去雜質(zhì)。由于鉛含有上述雜質(zhì)，影響了鉛的性質(zhì)，使鉛的硬度增加，韌性降低，對(duì)某些試劑的抗蝕性能減弱，使之不適于工業(yè)應(yīng)用。用這樣的粗鉛去制造鉛白、鉛丹時(shí)，也不能得到純凈的產(chǎn)品，因而降低了鉛的使用價(jià)值。所以，要通過(guò)精煉，提高鉛的純度。34粗鉛中含的雜質(zhì)有Cu、Fe、Ni、Co、Z

粗鉛精煉的原料有三類(lèi)：第一類(lèi)是鉛熔煉或鉛鋅冶煉產(chǎn)出的粗鉛，俗稱(chēng)礦產(chǎn)粗鉛（簡(jiǎn)稱(chēng)礦鉛）；第二類(lèi)是再生鉛；第三類(lèi)是錫冶煉副產(chǎn)粗鉛。

35粗鉛精煉的原料有三類(lèi)：4粗鉛的冶煉方式介紹

粗鉛精煉的方法有兩類(lèi)，第一類(lèi)為火法精煉，第二類(lèi)為先用火法除去銅與錫后，再鑄成陽(yáng)極板進(jìn)行電解精煉。目前世界上火法精煉的生產(chǎn)能力約占80%。采用電解精煉的國(guó)家主要有中國(guó)、日本、加拿大等國(guó)。我國(guó)大多數(shù)企業(yè)粗鉛的處理均采用電解法精煉?；鸱ň珶捠抢秒s質(zhì)金屬與主金屬（鉛）在高溫熔體中物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)方面的差異，形成與熔融主金屬不同的新相（如精煉渣），并將雜質(zhì)富集于其中，從而達(dá)到精煉的目的。

例如：銅在粗鉛中的溶解度隨溫度降低面減小，因而可采用熔析除銅;

銅對(duì)硫的親和力大于鉛，因而有加硫除銅；砷、銻、錫等雜質(zhì)對(duì)氧的親和力大于鉛，因而有氧化（或氧化加堿）精煉和堿性精煉除砷、銻、錫；在含雜質(zhì)金屬的粗鉛中添加第三種甚至更多種金屬，它們與雜質(zhì)金屬形成金屬化合物（合金）的親和力大于鉛，因而有加鋅除銀、加鈣鎂除鉍等方法。36粗鉛的冶煉方式介紹粗鉛精煉的方法有兩類(lèi)，第

火法精煉的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、占地面積小，并可以按粗鉛成分和市場(chǎng)需求采用不同的工序。從而產(chǎn)出多種牌號(hào)的精鉛。含鉍和貴金屬少的粗鉛最宜采用火法精煉?；鸱ň珶挼娜秉c(diǎn)是鉛直收率低，勞動(dòng)條件差，工序繁雜，中間產(chǎn)品處理量大。當(dāng)前，世界上粗鉛火法精煉的生產(chǎn)能力約占總精煉能力的70％，而電解精煉多在我國(guó)、日本和加拿大等國(guó)采用。粗鉛火法精煉的典型流程37火法精煉的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、占地面積小，鉛的電解精煉技術(shù)在我國(guó)、日本和加拿大等國(guó)家廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)品質(zhì)量高,生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定,操作條件好。缺點(diǎn):生產(chǎn)周期長(zhǎng),占用資金大,投資大,生產(chǎn)成本略高。鉛電解精煉的一般工藝流程如圖所示：38鉛的電解精煉技術(shù)在我國(guó)、日本和加拿大等國(guó)家廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)

粗鉛火法精煉的目的視采用精煉流程不同而異。全火法精煉的目的是除去銅、錫、砷、銻、銀、鋅、鉍等雜質(zhì)，將粗鉛提純，生產(chǎn)出合格的精鉛產(chǎn)品。對(duì)于電解精煉而言，確切地講，它所采用的火法精煉只是初步火法精煉，其基本任務(wù)是將粗鉛中的雜質(zhì)銅、錫除至一定程度，并調(diào)整銻量，澆鑄成化學(xué)質(zhì)量和物理規(guī)格均滿(mǎn)足電解要求的陽(yáng)極板；粗鉛火法精煉的目的視采用精煉流程不同而異。全39二、鉛電解精煉時(shí)雜質(zhì)的行為

在粗鉛陽(yáng)極中，通常含有金、銀、銅、銻、砷、錫、鉍等雜質(zhì)，雜質(zhì)在陽(yáng)極中除以單質(zhì)存在外，還以固溶體、金屬間化合物、氧化物、硫化物等形態(tài)存在。陽(yáng)極中的雜質(zhì)在電解過(guò)程中的行為是很復(fù)雜的，按其標(biāo)準(zhǔn)電位可將陽(yáng)極中的雜質(zhì)分為三類(lèi)：40二、鉛電解精煉時(shí)雜質(zhì)的行為在粗鉛陽(yáng)極中，通

（1）電位比鉛負(fù)的金屬Zn、Fe、Cd、Co和Ni等（2）電位比鉛正的Sb、Bi、As、Cu、Ag、Au等（3）電位與鉛很相近的Sn由于它們具有比鉛高的析出電位，電解時(shí)同鉛一道從陽(yáng)極溶解，但含量較少，且極易除去。由于它們具有比鉛更低的析出電位，電解時(shí)一般不溶解，而留于陽(yáng)極泥中。Sn與SiF62－生成SnSiF6，Sn，但并不完全溶解，部分留在陽(yáng)極泥中。根據(jù)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電位可把鉛中的雜質(zhì)金屬分為三類(lèi)：41（1）電位比鉛負(fù)的金屬Zn、Fe、Cd、Co和Ni等（2

第一類(lèi)雜質(zhì)金屬能與鉛一道從陽(yáng)極溶解進(jìn)入電解液，由于其析出電位較鉛負(fù)，故在正常情況下不會(huì)在陰極上放電析出。由于這些雜質(zhì)在粗鉛中含量很小，且在火法精煉過(guò)程中很易除去，所以一般情況下不會(huì)在電解液中積累到有害的程度。

42第一類(lèi)雜質(zhì)金屬能與鉛一道從陽(yáng)極溶

第二類(lèi)雜質(zhì)在電解熔煉過(guò)程中基本上不溶解，從而在陽(yáng)極表面上形成陽(yáng)極泥層。當(dāng)陽(yáng)極泥散落或脫落，這些雜質(zhì)將被帶入電解液中，并隨著電解液流動(dòng)而被粘附在和夾雜于陰極析出鉛中，對(duì)陰極質(zhì)量影響很大。尤其是銅、銻、銀和鉍顯著。下面分別敘述：4312銅：陽(yáng)極中銅的活性很小，在沒(méi)有氧的參與下，不會(huì)呈離子狀態(tài)進(jìn)入電解液中，所以在電解液中含量很少。陽(yáng)極中銅的存在嚴(yán)重影響陽(yáng)極泥的物理性質(zhì)。當(dāng)陽(yáng)極中含銅超過(guò)0.06%時(shí)，陽(yáng)極泥將顯著地變硬和致密，以致阻礙鉛的正常溶解，并使槽電壓升高而引起雜質(zhì)的溶解和析出。因此，電解前粗鉛必須先進(jìn)行火法精煉，將銅降至0.06%以下。44銅：陽(yáng)極中銅的活性很小，在沒(méi)有氧的參與下，不會(huì)呈離子狀態(tài)進(jìn)入砷：在電解過(guò)程中砷與銻的性質(zhì)相似，難溶于電解液。陽(yáng)極中砷含量一般不大于0.4%。砷和銻都具有增大陽(yáng)極泥強(qiáng)度的效果。工廠(chǎng)實(shí)踐證明，控制陽(yáng)極泥中砷、銻的總量>0.8%,可以確保陽(yáng)極泥不脫落。45砷：在電解過(guò)程中砷與銻的性質(zhì)相似，難溶于電解液。陽(yáng)極中砷含量銻:銻在陽(yáng)極中呈固溶體的形態(tài)存在，由于其標(biāo)準(zhǔn)電位較正，在電解過(guò)程中很少進(jìn)入電解液，而是留在陽(yáng)極泥中。但銻能在陽(yáng)極表面的陽(yáng)極泥中形成堅(jiān)固而又疏松多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，包裹陽(yáng)極泥使之具有適當(dāng)?shù)母街鴱?qiáng)度而不脫落。當(dāng)陽(yáng)極含銻>2%時(shí)，陽(yáng)極泥會(huì)變得堅(jiān)硬而難于刷下。當(dāng)陽(yáng)極含銻<0.5%時(shí)，陽(yáng)極泥容易散碎脫落，電解液渾濁，貴金屬損失嚴(yán)重，析出鉛質(zhì)量難以保證。因此，生產(chǎn)中陽(yáng)極含銻一般控制在0.8%～1.2%。如果粗鉛生產(chǎn)配料有困難，致使粗鉛含銻太高或太低，在初步火法精煉裝鍋時(shí)就要適量配入含銻低或銻高的雜鉛或粗鉛，確保陽(yáng)極有適量的銻，這在生產(chǎn)上稱(chēng)之為“調(diào)銻”。46銻:銻在陽(yáng)極中呈固溶體的形態(tài)存在，由于其標(biāo)準(zhǔn)電位較正，在電解鉍：鉍和砷一樣，標(biāo)準(zhǔn)電位比銻還正，在電解過(guò)程中不會(huì)呈離子狀態(tài)進(jìn)入電解液，而是保留在陽(yáng)極泥中，所以用電解法分離鉛和鉍是最徹底的。生產(chǎn)中偶然出現(xiàn)電解液含鉍增高，導(dǎo)致析出鉛質(zhì)量不合格，多是由于掉極造成陽(yáng)極泥溶解污染電解液造成的。47鉍：鉍和砷一樣，標(biāo)準(zhǔn)電位比銻還正，在電解過(guò)程中不會(huì)呈離子狀態(tài)銀：銀通常是粗鉛陽(yáng)極中含量較高的雜質(zhì)金屬，也是陽(yáng)極泥中回收價(jià)值最大的貴金屬。電解時(shí)銀和鉍一樣絕大部分保留在陽(yáng)極泥中，在陽(yáng)極泥中得到富集而有利于貴金屬回收。48銀：銀通常是粗鉛陽(yáng)極中含量較高的雜質(zhì)金屬，也是陽(yáng)極泥中回收價(jià)

熔析除銅的基本原理是基于銅在鉛液中的溶解度隨著溫度的下降而減少，當(dāng)含銅高的鉛液冷卻時(shí)，銅便成固體結(jié)晶析出，由于其比重較鉛小(約為9)，因而浮至鉛液表面，以銅浮渣的形式除去。銅在鉛液中的溶解度隨著溫度的變化而變動(dòng)，溫度下降時(shí)，液體合金中的含銅量相應(yīng)地減少，當(dāng)溫度降至共晶點(diǎn)(326℃)時(shí)，銅在鉛中的含量為0.06%，這是熔析除銅的理論極限。熔析操作有兩種方法：1.加熱熔析法；2.冷卻熔析法。二者熔析原理是相同的，前者是將粗鉛錠在反射爐或熔析鍋內(nèi)用低溫熔化，使鉛與雜質(zhì)分離；后者是將鼓風(fēng)爐放出的鉛水鉛泵汲送到熔析設(shè)備，然后降低溫度使雜質(zhì)從鉛水中分凝出來(lái)。

粗鉛的初步火法精煉熔析除銅的基本原理是基于銅在鉛液中的溶解度隨49

當(dāng)粗鉛中含砷銻較高時(shí)，由于銅對(duì)砷、銻的親合力大，能生成難溶于鉛的砷化銅和銻化銅，而與銅浮渣一道浮于鉛液表面而與鉛分離。實(shí)踐證明，含砷、銻高的粗鉛，經(jīng)熔析除銅后，其含銅量可降至0.02～0.03%。粗鉛中含砷、銻低時(shí)，用熔析除銅很難使鉛液含銅降至0.06%。這是因?yàn)椋篴、熔析作業(yè)溫度通常在340℃以上，銅在鉛液中的溶解度大于0.06%；b、含銅熔析渣的上浮取決于鉛液的粘度，鉛液溫度降低則粘度增大，銅渣細(xì)粒不易上浮。在熔析過(guò)程中，幾乎所有的鐵、硫（呈鐵、銅及鉛的硫化物形態(tài)）以及難熔的鎳、鈷、銅、鐵的砷化物及銻化物都被除去；同時(shí)貴金屬的一部分也進(jìn)入熔析渣。當(dāng)粗鉛中含砷銻較高時(shí)，由于銅對(duì)砷、銻的親合力大，能生成難溶505120除銅工藝52除21加硫除銅原理粗鉛經(jīng)熔析脫銅后，一般含銅仍在0.1%左右，不能滿(mǎn)足電解要求，需再進(jìn)行加硫除銅。在熔融粗鉛中加入元素硫時(shí)，首先形成PbS，其反應(yīng)如下：2[Pb]+2S=2[PbS]由于銅對(duì)硫的親和力大于鉛對(duì)硫的親和力，所以硫化鉛中的鉛被銅置換，繼而發(fā)生以下反應(yīng)：[PbS]+2[Cu]=[Pb]+Cu2SCu2S比鉛的比重小，且在作業(yè)溫度下不溶于鉛水，因此，形成的固體硫化渣浮在鉛液面上。最后鉛液中殘留的銅一般為0.001～0.002%。加硫除銅的硫化劑一般采用硫磺。加入量按形成Cu2S時(shí)所需的硫計(jì)算，并過(guò)量20-30%。加硫作業(yè)溫度對(duì)除銅程度有重大影響，鉛液溫度越低，除銅進(jìn)行得越完全，一般工廠(chǎng)都是在330-340℃范圍內(nèi)。加完硫磺后，應(yīng)迅速將鉛液溫度升至450-480℃，大約攪拌40分鐘以后，待硫磺渣變得疏松，呈棕黑色時(shí)，表示反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)，則停止攪拌進(jìn)行撈渣，此種浮渣由于含銅低，只約2-3%，而鉛高達(dá)95%，因此返回熔析過(guò)程。加硫除銅后鉛含銅可降至0.001-0.002%，送去下一步電解精煉。53加硫除銅原理22粗鉛除銅實(shí)例54粗鉛除銅實(shí)例23最新粗鉛初步火法精煉專(zhuān)業(yè)知識(shí)講座課件55粗鉛的連續(xù)脫銅是應(yīng)用熔析除銅的原理。在CDF爐內(nèi)進(jìn)行，此時(shí)，脫銅爐要有足夠深的熔池和其他降溫設(shè)施，以造成鉛熔池自上而下有一定的溫度梯度，銅及其化合物從熔池較冷