3.1 概述
炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期(公元前7000~5000年 )。我国在殷代末年纣王时便已会炼铅,古罗马人喜欢用 铅作水管,而古代的荷兰人,则爱用它作屋顶。
铅以工业规模生产开始于16世纪,1621年在美国米索里开始 开采和冶炼铅矿。
1730年英国德彼郡开创了膛式炉炼铅法;
20世纪初,发展为烧结机烧结焙烧—鼓风炉还原熔炼法;
目前正在向艾萨炉炼铅发展。
我国采用烧结—鼓风炉炼铅始于1910年。解放后,相继建成 株洲冶炼厂、白银冶炼厂 、韶关冶炼厂、河南豫光冶炼厂等 诸多炼铅企业,构成了我国当今铅生产领域的主体。
(1)铅的用途
在现代工业所有消耗的有色金属中,铅居第四位,仅次于铝、铜和锌,成为工业基础的重要金属之一。
铅的用途主要表现在:
铅蓄电池(占世界铅消费60%以上);
运输行业用铅作轴承合金;
建筑行业中的隔音材料;
X射线室的屏蔽材料;
化学和冶金工业中防腐及贮存设备等。
我国铅产品消费主要集中在铅酸蓄电池领域,2009年我国铅酸蓄电池耗铅所占铅消费总量的比例在72%左右,接下来是氧化铅、铅合金及铅材,所占比例分别是15%和7%。
目前,铅酸蓄电池最终消费领域主要集中在三方面:汽车领域(不包括农用车、军用车等)、电动车领域和铅酸蓄电池的出口。2008年,上述三方面所占蓄电池耗铅量的比例分别达到了25%、24%和16%。
3.1.3 铅的主要生产方法与流程
该法属传统炼铅工艺。硫化铅精矿经烧结焙烧后得到铅烧结块,在鼓风炉中进行还原熔炼,产出粗铅。
(1)烧结焙烧—鼓风炉还原熔炼该方法的优点:工艺稳定、可靠,对原料适应性强,经济效果尚好。
该方法的缺点:烧结烟气SO2浓度低,采用常规制酸工艺难以实现SO2的充分利用,严重污染了环境。此外,烧结过程中产生的热量不能得到充分利用,在原料(制备返粉)多段破碎、筛分时,工艺流程长,物料量大,扬尘点分散,造成劳动作业条件恶劣。
(2)硫化铅精矿直接熔炼
硫化铅精矿不经烧结焙烧直接生产金属铅的冶炼方法称为直接熔炼。其原则工艺流程如图1-2所示。
直接熔炼采用工业氧气或富氧空气,通过闪速熔炼或熔池熔炼的强化冶金过程,利用氧化反应放热,或者还燃烧少量燃料,产出粗铅和富铅渣。由于产生的烟气体积小,烟气SO2浓度高,适宜于生产硫酸;且精矿和氧化气体在整个反应炉内能充分混合,强烈反应,冶金炉的单位容积处理精矿能力大。 直接炼铅的方法主要有闪速熔炼(如基夫赛特法)、熔池熔炼(如氧气底吹-QSL法、水口山法;富氧顶吹-奥斯麦特法、艾萨法)等。
与传统炼铅法相比,直接熔炼在氧化阶段有许多优点,例如:精矿不需要烧结,不需要附设多道破碎、筛分的返粉制备工序,而熔炼设备密封好,铅尘、铅烟外逸得到了很好的控制;烟气量小,烟气中SO2浓度大大提高;精矿本身的燃烧价值得到充分利用;生成了熔融的含铅炉渣,适合于其后的还原阶段处理。 氧化熔炼产生一种必须还原回收铅的高铅渣,用粉煤、碎焦等代替昂贵的优质冶金焦作还原剂,在充分接触的还原炉(段)内完成高铅渣的还原过程。 直接熔炼可在一座炉内分设氧化段和还原段来完成整个冶金过程,也可用两座或多座炉来分别完成,因而出现了多种不同的直接熔炼方法。
国内外铅冶炼均以烧结—鼓风炉传统工艺为主;
传统炼铅工艺方面,国外的装备水平较国内高;
由于国内煤、焦炭单价及劳动力成本较国外低,因此铅的加工费低于国外;
国外开发的炼铅新工艺推广不快;而我国自行开发的氧气底吹氧化—鼓风炉还原炼铅新工艺,推广速度很快,已被豫光、水口山、祥云飞龙、池洲、保定安建等公司采用。
湿法炼铅仍处于试验阶段。

