【文章內容簡介】 容易被 C和 CO 所還原。 ⑶、 硫酸鉛 硫酸鉛 (PbSO4)的密度為 ，熔點為 1170℃。 PbSO4是比較穩(wěn)定的化合物，開始分解的溫度為 850℃，而激烈分解的溫度為 905℃。 PbS、 ZnS和 Cu2S 等的存在可促進 PbSO4的分解，促使其開始分解溫度降低。例如 PbSO4+PbS 系中，反應開始溫度為630℃。 PbSO4和 PbO均能與 PbS 發(fā)生相互反應生成金屬鉛，是硫化鉛精礦直接熔煉的反應之一。 ⑷、 氯化鉛 氯化鉛 (PbCl2)為白色，其熔點為 498℃，沸點為 954℃，密度為 8 。 PbCl2在水溶液中的溶解度甚小， 25℃時為 ％， 100℃時才為 ％。但 PbCl2溶解于堿金屬和堿土金屬的氯化物 (如 NaCl等 )水溶液中。 PbCl2在 NaCl 水溶液中的溶解度隨溫度和 NaCl 濃度的提高而增大，當有 CaCl2存在時，其溶解度更大。例如，在 50℃下 NaCl飽和溶液中鉛的最大溶解度為 42g/L； 當有 CaCl2存在下的 NaCl飽和溶液加熱至 100℃時，則鉛的溶解度可達 100~110g/L。 2 鉛生產方法概述 鉛 從原 礦 開始，經過采 礦 和 選礦 ，得到含 鉛 45%－ 70%的 鉛 精礦 ，然后送入 冶煉 廠進行 冶煉 。目前世界上鉛的冶煉方法有 火法 和 濕法 兩 種，主要以 火法 為主， 濕法 煉鉛還未實現工業(yè)化?；鸱ㄒ睙捰挚煞譃橹苯右睙挿ê蛡鹘y(tǒng)冶煉法。 1 直接煉鉛法 直接冶煉法主要有以 下幾種： （ 1）基夫塞特法 (Kivcet)煉鉛： 1967年前蘇聯(lián) 有色 金 屬礦冶研究院開始試驗； 1988年實現了工業(yè)化連續(xù)生產。該工藝是由原蘇聯(lián)的莫斯科有色研究院和哈薩克斯坦共同研制完成的。意大利薩米公司購買了該項專利權并在威斯麥港，基夫塞特法煉鉛對物料的制備要求嚴格，入爐爐料經配料后要求充分干燥至水份 %以下，粒度要求 100目左右。終渣含鉛 3%以上，仍有低空污染問題，生產能耗高。 （ 2）氧氣底吹煉鉛法（ QSL）：由德國魯奇公司等研制的，已在中國、德國、韓國建廠，該工藝對 原料 制備要求相對較為寬松，物料水份、粒度組成不受嚴格的限制。 由于 氧化 與還原在同一個裝置中完成，終渣含鉛為 5%10%，氧耗高、電耗高。 （ 3） 水 口山煉鉛法（ SKS)；該法是中國自行開發(fā)的直接煉鉛新工 藝。它是在一臺氧氣底吹回轉爐內冶煉的。鉛精礦不經焙燒和燒結，在此煉出一步分粗鉛，另一部分鉛氧化成 PbO 進入爐渣，爐渣含鉛 9 40%，鑄塊后進鼓風爐還原熔煉。 （ 4）氧氣 頂吹 煉鉛法：此法是兩段（氧化和還原）操作的直接煉鉛法，澳大利亞 MIM 公司和 Ausmelt公司分別擁有類似的技術。所建的工廠有處理鉛精礦和廢舊電池的，也有用于煉鉛爐渣煙化回收鋅的。爐型和煉銅的艾薩爐或奧氏爐相同。 MIM 公司最初建設的一套生產設施是由兩臺相互連通的爐子組成，一臺氧化熔煉爐產出粗鉛和高鉛爐渣的混合熔體，該混合熔體經過連通管進入還原 爐，高鉛爐渣在還原爐用噴槍噴入粉煤還原。 2 傳統(tǒng)煉鉛法 傳統(tǒng)煉鉛法主要為燒結鼓風爐熔煉法，而鼓風爐煉鉛歷史悠久，到 19 世紀已出現較大規(guī)模的生產，主要是將燒結塊和焦炭從爐頂分層加入鼓風爐內進行還原熔煉。粗鉛和爐渣從各自的放出口間斷或連續(xù)放出。粗鉛品位為 96%～ 98%，需進一步精煉。爐渣進行煙化處理，回收其中的鋅、鉛和其它有價金屬后棄去。由于該法工藝簡單、生產穩(wěn)定、回收率高等優(yōu)點，多年來被廣泛采用，所生產的鉛占世界鉛產量的 80%以上。 3 鉛直接熔煉 1 鉛直接熔煉的基 本原理 金屬硫化物精礦直接熔煉的特點之一是利用工業(yè)氧氣 ,二是采用強化冶煉過程的現代冶金設備 ,從而使金屬硫化物受控氧化熔煉在工業(yè)上應用成為可能。 在鉛精礦的直接熔煉中，根據原料主成分 PbS的含量 ,按照 PbS氧化發(fā)生的基本反應 PbS+O2== Pb+SO2,控制氧的供給量與 PbS 的加入 10 量的比例 (簡稱為氧 /料比 ),從而決定了金屬硫化物受控氧化發(fā)生的程度。 實際上 ,PbS氧化生成金屬鉛有兩種主要途徑：一是 PbS直接氧化生成金屬鉛，較多發(fā)生在冶金反應器的爐膛空間內；二是 PbS與PbO發(fā)生交互反應生成金屬鉛，較多發(fā)生在 反應器熔池中。為使氧化熔煉過程盡可能脫除硫（包括溶解在金屬鉛中的硫），有更多的 PbO生成是不可避免的，在操作上合理控制氧 /料比就成為直接熔煉的關鍵。 在理論上，可借助 PbSO系硫勢 — 氧勢化學勢圖（圖 41）進行討論。 在圖 41 中，橫坐標和縱坐標分別代表 PbSO系中的硫勢和氧勢，并用多相體系中硫的平衡分壓和氧的平衡分壓表示，其對數值分別為 lgPs2和 （折線）將該體系分成上下兩個穩(wěn)定區(qū)（又稱優(yōu)勢區(qū)）。上部 PbOPbSO4為熔鹽，代表 PbS 氧化生成 11 的燒結焙燒產物。在該區(qū)域，隨著硫勢或 SO2勢增大，燒結產物中的硫酸鹽增多；圖下部為 Pb PbS 共晶物的穩(wěn)定區(qū)，由于 Pb 和 PbS 的互溶度很大，因此在高溫下溶解在金屬鉛中的 S 含量可在很大范圍內變化。 如圖所示，在低氧勢、高硫勢條件下，金屬鉛相中的硫可達 13%，甚至更高，這就形成了平衡于縱坐標的等硫量（ S%)線。隨著硫勢降低，意味著粗鉛中更多的硫被氧化生成 SO2進入氣相。在這里，用點實線（斜線）代表二氧化硫的等分壓線（用 PSO2表示）。等 PSO2線表示在多相體系中存在的平衡反應 1/2S2+O2=SO2. 在一定 PSO2下，體系中的氧勢增大，則硫勢降低。反之亦然。 2 鉛直接熔煉工藝流程 該法屬于頂吹熔池熔煉技術 , 其爐體為圓筒形 , 內襯耐火材料 , 噴槍由頂部插入。精礦、 熔劑、 粉煤等物料 , 通常經混合制粒后 , 由加料口加入爐內 (細料也可由噴槍直接加入爐內 ), 爐料被噴入的空氣或富氧空氣所氧化 , 熔煉產出的高鉛渣進入第二段熔爐中 , 在有還原劑的條件下 , 由噴槍噴入空氣 (或富氧空氣 )及燃料燃燒供熱 , 使高鉛渣還原 , 產出粗鉛。該法的核心技術是頂吹噴槍系統(tǒng)。該噴槍在 作業(yè)時通常置于渣層下面 , 但卻能受冷渣層的保護而不損壞。作業(yè)時 , 噴入的氣體和反應產生的氣體的作用使熔池中的熔體產生劇烈運動 , 從而加速反應進行。 鉛精礦、熔劑、煙塵和含鉛渣料等按配料比例充分混合并經制粒 12 后由皮帶運輸機從爐頂加料口送入爐子 , PbS 氧化反應所需的氧氣和空氣及燃油通過噴槍直接以旋渦狀噴射到熔池渣層中 , 并使熔池劇烈攪動。由于噴槍以漩渦狀高速噴出氣體 , 使爐料在高氧位的條件下和有限的空間內 , 進行氣 固 液三相的充分接觸和迅速反應 , 加速了冶煉過程的傳熱和傳質速度 , 大大強化了爐內熔煉的氧化過程 。氧氣由氧氣站供給 , 純度為 90%~93%。操作溫度一般控制在 1050℃ 左右。熔煉過程中硫化鉛和氧氣反應生成氧化鉛 , 硫化鉛和氧化鉛反應生成粗鉛、 富鉛渣和高濃度 SO2煙氣。 ISA熔煉爐產出的高濃度 SO2煙氣通過余熱鍋爐回收余熱、 收塵系統(tǒng)收塵后 , 送往硫酸車間制酸。整個反應釋放出大量的熱 , 加入的爐料被迅速加熱熔化并完成冶金過程的反應 , 所生成粗鉛從排鉛口排出 , 采用圓盤鑄錠機澆鑄后送電解精煉。富鉛渣由鑄渣機鑄成渣塊 , 冷卻后經重型槽式輸送機送至鼓風爐車間進行還原熔煉。 工藝流程如圖 11所示。 13 圖 21艾薩 鼓風爐熔煉工藝流程 艾薩 鼓風爐煉鉛工藝具有如下優(yōu)點 : ⑴、 處理能力大 , 生產效率高。在生產過程中 , 經摸索改進 , ISA 14 爐日處理量可提高到設計值的 170%左右 , 同時如果要繼續(xù)提高處理能力 , 直接將富氧