硫化铅制冷(硫化铅在空气中焙烧)

1. 硫化铅在空气中焙烧

火法冶金的工艺流程一般分为矿石准备、冶炼、精炼3个步骤：

①矿石准备。选矿得到的细粒精矿不易直接加入鼓风炉（或炼铁高炉），须先加入冶金熔剂（能与矿石中所含的脉石氧化物、有害杂质氧化物作用的物质），加热至低于炉料的熔点烧结成块；或添加粘合剂压制成型；或滚成小球再烧结成球团；或加水混捏；然后装入鼓风炉内冶炼。硫化物精矿在空气中焙烧的主要目的是：除去硫和易挥发的杂质，并使之转变成金属氧化物，以便进行还原冶炼；使硫化物成为硫酸盐，随后用湿法浸取；局部除硫，使其在造锍熔炼中成为由几种硫化物组成的熔锍。

②冶炼。此过程形成由脉石、熔剂及燃料灰分融合而成的炉渣和熔锍（有色重金属硫化物与铁的硫化物的共熔体）或含有少量杂质的金属液。有还原冶炼、氧化吹炼和造锍熔炼3种冶炼方式：还原冶炼：是在还原气氛下的鼓风炉内进行。加入的炉料，除富矿、烧结块或球团外，还加入熔剂（石灰石、石英石等），以便造渣，加入焦炭作为发热剂产生高温和作为还原剂。可还原铁矿为生铁，还原氧化铜矿为粗铜，还原硫化铅精矿的烧结块为粗铅。氧化吹炼：在氧化气氛下进行，如对生铁采用转炉，吹入氧气，以氧化除去铁水中的硅、锰、碳和磷，炼成合格的钢水，铸成钢锭。造锍熔炼：主要用于处理硫化铜矿或硫化镍矿，一般在反射炉、矿热电炉或鼓风炉内进行。加入的酸性石英石熔剂与氧化生成的氧化亚铁和脉石造渣，熔渣之下形成一层熔锍。在造锍熔炼中，有一部分铁和硫被氧化，更重要的是通过熔炼使杂质造渣，提高熔锍中主要金属的含量，起到化学富集的作用。

③精炼。进一步处理由冶炼得到的含有少量杂质的金属，以提高其纯度。如炼钢是对生铁的精炼，在炼钢过程中去气、脱氧，并除去非金属夹杂物，或进一步脱硫等；对粗铜则在精炼反射炉内进行氧化精炼，然后铸成阳极进行电解精炼；对粗铅用氧化精炼除去所含的砷、锑、锡、铁等，并可用特殊方法如派克司法以回收粗铅中所含的金及银。对高纯金属则可用区域熔炼等方法进一步提炼。

2. 硫化铅焙烧的产物是什么

一,冶炼方法:

炼铅原料主要为硫化铅精矿和少量块矿.铅的冶炼方法有火法和湿法两种,目前世界上以火法为主,湿法炼铅尚处于试验研究阶段.火法炼铅基本上采用烧结焙烧——鼓风炉熔炼流程,占铅总产量的85—90%;其次为反应熔炼法,其设备可用膛式炉,短窑,电炉或旋涡炉;沉淀熔炼很少采用.铅的精炼主要采用火法精炼,其次为电解精炼,但我国由于习惯原因未广泛采用电解法.

炼锌的原料主要是硫化锌精矿和少量氧化锌产品.火法炼锌采用竖罐蒸馏,平罐蒸馏或电炉;湿法炼锌在近20年以来得到迅速发展,现时锌总产量的70—80%为湿法所生产.火法炼锌所得粗锌采用蒸馏法精炼或直接应用;而湿法炼锌所得电解锌,质量较高,无需精炼.

对难于分选的硫化铅锌混合精矿,一般采用同时产出铅和锌的密闭鼓风炉熔炼法处理.

对于极难分选的氧化铅锌混合矿,经长期研究形成了我国独特的处理方法,即用氧化铅锌混合矿原矿或其富集产物,经烧结或制团后在鼓风炉熔化,以便获得粗铅和含铅锌的熔融炉渣,炉渣进一步在烟化炉烟化,得到氧化锌产物,并用湿法炼锌得到电解锌.此外,也可以用回转窑直接烟化获得氧化锌产物.

二,精矿杂质对铅锌冶炼的影响:

1.铅精矿中的杂质:

铜:在精矿中呈含铜硫化物存在.在烧结焙烧温度下,反应为氧化铜,熔炼时还原为金属铜,进入粗铅,如粗铅含铜高(>2%)时,则需造冰铜,对铜进行回收,否则,熔炼时,铅,渣分离困难,且易堵塞虹吸道,造成处理困难,影响工人健康和铅的挥发损失大.铅产品中合铜量较高时易使铅变硬.故要求铅精矿中含铜量<3%,混合精矿含铜<1%.

锌:在铅精矿中以硫化锌状态存在,焙烧时变成ZnO.在熔炼过程中不起化学变化,大部分进入炉渣,增加炉渣粘度,缩小铅液与炉渣比重差,而使二者分离困难,影响铅的回收率.部分ZnO可能凝结在炉壁上形成炉结,使操作困难.原料中含锌高时,会造成高铁炉渣,增加铅在渣中的损失.锌易使铅金属变硬不能压成薄片,并促使硫酸对铅的腐蚀性.因此要求铅精矿含锌不大于10%.

砷:在精矿中以毒砂(FeAsS)及雄黄(As2S3)的状态存在,熔炼时,部分还原成As2O3而挥发进入烟气,形成极有害的大气环境污染.部分As进入粗铅和炉渣;粗铅中含As高时,需采用碱性精炼法除As,产出的浮渣中所含的Na3AsO4极易溶于水而污染水源,致使人畜中毒.砷易与铅形成合金,使铅硬化,故要求铅精矿中含砷不大于0.6%.

氧化镁(MgO):熔点2800℃,增加炉渣熔点,且易使铁的氧化物在渣中溶解度降低,炉渣变粘,一般含MgO达3.5%,则故障频繁,因此希望铅精矿含MgO不大于2%.

氧化铝(Al2O3):熔点2050℃,使炉渣熔点增高,粘度增大,特别是与ZnO结合成锌尖晶石(ZnO·Al2O3),在鼓风炉中系不熔物质,使炉渣熔点与粘度显著升高,故要求精矿中Al2O3不大于4%.

2.锌精矿的杂质:

铜:在精矿中常呈铜的硫化物状态存在,焙烧时,主要形成不同形式的氧化亚铜,残余的硫化铜易形成冰铜,降低炉料的熔点.湿法炼锌时,溶液中的Cu++腐蚀管道,阀门,在竖罐蒸馏时,往往有少量进入粗锌,影响商品锌质量.因此要求锌精矿含Cu不大于2%.

铅:锌精矿中含硫化铅较高时,形成易熔的铅硫,铅硫首先促使结块甚至使焙烧料熔化,阻止硫的脱除.氧化铅易与许多金属氧化物形成低熔点共晶,在800℃时开始熔化,引起炉料在沸腾炉和烟道中结块.湿法炼铅中,焙砂浸出时,转化为硫酸铅,消耗硫酸.火法炼铅中,铅的氧化物在蒸馏罐中还原所得的铅,部分气化,冷凝成为锌锭中的杂质,影响商品锌质量,焙烧矿中硫酸铅在蒸馏罐中被还原为硫化铅,与其它金属硫化物可形成冰铜,造成罐壁的腐蚀.因此要求锌精矿中含铅不大于3%.

铁:铁在锌精矿中呈铁闪锌矿存在时,焙烧时形成铁酸锌.在湿法炼锌过程中,铁酸锌用稀酸浸出不溶解,影响锌的浸出率,增加浸出渣的处理费.精矿中游离的FeS焙烧时转化为Fe2O3,硫酸浸出时呈FeSO4进入溶液,在氧化中和时,生成絮状Fe(OH)3,影响浓密机澄清速度.在火法竖罐蒸馏时,焙烧矿中的Fe2O3还原成FeO与金属铁,其中金属铁在竖罐中形成积铁,影响竖罐温度升高,使锌蒸发不充分,致使渣中含锌高;矿石中存在SiO2时,易与FeO形成硅酸盐侵蚀罐壁;当粗锌进入蒸馏塔时,粗锌含铁量直接影响塔的寿命.因此希望锌精矿含铁一般不大于16%,湿法炼锌不大于10%.

砷:精矿中含砷,在沸腾焙烧时,砷进入烟气,造成制硫酸时V2O5触煤中毒.焙烧矿中的砷绝大部分在浸出时被除掉,但溶液含As高,则消耗FeSO4量大(铁量为砷量20倍),铁多渣多,带走的锌也多.As能在阴极上放电析出,产生烧板现象(阴极反熔).因此要求精矿混合料中As不大于0.5%.

二氧化硅:精矿中往往含有游离的SiO2和各种结合状态硅酸盐,在高温下与氧化锌形成硅酸锌.湿法浸出时,硅酸以胶体状进入溶液中,使产品浓缩,过滤工序极为困难.在蒸馏过程的高温条件下,SiO2与CaO,FeO等形成硅酸盐,腐蚀罐壁有碍蒸馏.要求精矿中SiO2不大于7%.

氟:在沸腾焙烧烟气中的氟,易使制酸系统瓷砖腐蚀,损坏设备.电解液中含氟高时,阴极锌不易剥离.要求锌精矿中F不大于0.2%.

三,铅锌冶炼对伴生组份的综合回收:

1.铅冶炼时的综合回收:

硫:在烧结机烟气中予以回收制硫酸.

铜:在鼓风炉熔炼时,以冰铜形式回收或在火法精炼时以含铜浮渣形式回收.

铊:在烧结烟尘中予以回收.

金,银,铂族金属,硒,碲和铋:在电解精炼阳极泥中回收,或在火法精炼的浮渣中回收.

锌:在鼓风炉渣中用烟化法回收.

镉:在烟尘中予以回收.

2.锌冶炼时的综合回收:

硫:在沸腾焙烧烟气中回收.

铅:在氧化锌浸出渣中回收.

金,银:在浸出渣中用浮选法回收为精矿.

镉:在铜镉渣中予以回收.

铜:在铜镉渣中予以回收.

铟,镓,锗:在铟锗渣中回收.

钴:在净液时以钴渣形式回收.

铊:在除氟氯过程中(多膛炉或回转窑)的烟尘中回收.

四,铅锌冶炼产品质量标准:

1.铅金属见表1

2.锌金属见表2

铅 金 属 GB496—64 表1

铅品号

代 号

化 学 成 分 (%)

用 途 举 例

Pb≮

杂 质 不 大 于

Ag

Cu

Sb

Sn

As

Bi

Fe

Zn

Mg+Ca+Na

总和

1

Pb—1

99.994

0.0005

0.0005

0.0005

0.001

0.0005

0.003

0.0005

0.0005

0.003

0.006

铅粉和特殊用途

2

Pb—2

99.990

0.0005

0.001

0.001

0.001

0.001

0.005

0.001

0.001

0.003

0.01

铅板压延品,光学玻璃和铅丹

3

Pb—3

99.980

0.001

0.001

0.004

0.002

0.002

0.006

0.002

0.002

0.003

0.02

铅合金板栅和印刷铅板

4

Pb—4

99.950

0.0015

0.001

0.005

0.002

0.002

0.03

0.003

0.003

Mg 0.005

Ca+Na 0.002

0.05

耐酸衬子和管子

5

Pb—5

99.900

0.002

0.002

Sb+Sn

0.01

0.005

0.06

0.005

0.005

Mg 0.01

Ca+Na 0.04

0.01

焊锡,印刷铅字合金,铅包电缆,轴承合金

6

Pb—6

99.500

0.002

0.004

Sb+Sn+As

0.25

0.10

0. 01

0. 01

Mg 0.02

Ca+Na 0.10

0.5

铅字合金,淬火槽,水道管接头

锌 金 属 GB470—64 表2

锌

品

号

代 号

化 学 成 分 (%)

用 途 举 例

Zn≮

杂 质 不 大 于

Pb

Fe

Cd

Cu

As

Sb

Sn

总和

特1

Zn—01

99.995

0.003

0.001

0.001

0.0001

0.005

高级合金及特殊用途

1

Zn—1

99.99

0.005

0.003

0.002

0.001

0.01

压铸零件,电镀锌,高级氧化锌,医药化学试剂

2

Zn—2

99.96

0.015

0.01

0.01

0.001

0.04

电极锌片,黄铜,压铸零件,锌合金

3

Zn—3

99.90

0.05

0.02

0.02

0.002

0.1

锌板,热镀锌,铜合金

4

Zn—4

99.50

0.3

0.03

0.07

0.002

0.005

0.01

0.002

0.5

锌板,热镀锌,氧化锌,锌粉

5

Zn—5

98.70

1.0

0.07

0.2

0.005

0.01

0.02

0.002

1.3

含锌铜合金,普通氧化锌,普通铸件

附录三:

矿区工业品位指标的计算方法

根据普查评价阶段所能获得的地质资料和国内铅锌矿山一般生产技术经济指标,计算矿区工业品位(指矿区平均品位)可采用简单易行的"价格法".

"价格法"公式如下:

① 一吨矿石完全成本:为每吨原矿所分摊的采矿,选矿,原矿运输成本及企业管理费和精矿销售费的总和:

采矿成本:即出矿成本,不同开拓方式(平硐,竖井),不同采矿方法,排水量大小等,均影响采矿成本.目前,我国地下开采小型矿山采矿成本约12—23元/吨,大中型矿山10—28元/吨.

选矿成本:铅锌矿石一般为浮选,其选矿成本受矿石含泥程度,矿物粒度,药剂消耗量,尾矿输送距离等因素影响.目前,浮选的选矿成本一般为10—16元/吨.

原矿运输成本:指采出矿石由坑口至选厂的运输费,受运输距离远近和运输方式(电机车,索道等)的影响.目前,我国坑采矿山一般为1—1.5元/吨.

企业管理费:企业管理费受企业规模大小和管理水平的影响.目前,我国大中型企业2—4元/吨,小型企业3—5元/吨.

精矿销售费:铅锌精矿由矿山选厂运至冶炼厂交货地点的一切费用(运输费,装卸费,管理费等)为精矿销售费.运输费可按公路,铁路,水运的距离和有关部门规定的运价计算.但参与上述公式计算时,应将精矿销售费折算分摊成原矿销售费.

② 采矿贫化率:因地质条件不同,采矿方法不同和管理水平不同,采矿贫化率而有差异.目前,我国坑内采矿的贫化率一般为10—25%.

③ 选矿回收率:根据具体矿区的矿石可选性试验结果选取指标.

④ 精矿含每吨金属价格:为国家规定的现行价格,其计价单位为精矿中所含每吨金属.

由于在公式中,精矿销售费需折算分摊成原矿销售费,而在品位尚未确定的条件下,精矿量难以确定,因此折算分摊存在困难,为避免这一问题,可改用下列公式.在下列公式中,一吨矿石完全成本不包括精矿销售费所分摊折算的费用.

公式中精矿价格需进行折算,如锌精矿含Zn 55%时,每吨金属含量的价格为1010元,则每吨精矿价格为1010元×55%=555.5元.

公式中精矿销售费,系每吨精矿的销售费,不分摊折算成原矿费用.

每一具体矿区在地质评价时,可将具体矿区的各项参数代入上述公式中,求出矿区工业品位,从而对矿区的经济意义作出评价.

根据我国当前铅锌矿生产一般技术经济指标的计算,以及有些矿山生产实际资料,矿区工业品位一般要求,硫化矿Pb+Zn 4—5%,混合矿Pb+Zn 6—8%,氧化矿Pb+Zn 8—10%,这个数据也可供矿床经济评价和考虑矿区是否转入详细勘探的参考.对易采易选,交通方便的矿区,以及生产矿山外围的矿区,这个数据可酌情降低.今后,考虑到矿山管理及采选技术水平的不断提高,上述矿区工业品位的参考数据,也必然会逐步降低.

计算矿区工业品位,除"价格法"外,尚有其它一些方法,但多较上述方法繁杂,考虑到普查阶段所能获得的资料有限,故不一一列举,必要时可向工业设计部门了解.

都是机密呀= =

3. 硫化铅在空气中焙烧产生什么

冶炼铅一般原料为硫化铅精矿

　　硫化铅精矿炼铅主要包括烧结赔烧、鼓风炉熔炼等过程。烧结焙烧，使精矿中的PbS氧化为PbO，并烧结成块。烧结块含铅40～50％,含硫低于2％。一部分二氧化硫浓度高的焙烧烟气可用于生产硫酸。

　　利用还原熔炼将破碎成100毫米左右的烧结块配以10%左右的焦炭装入鼓风炉，从炉的下部鼓入空气或预热空气（250～450℃）或富氧空气，使焦炭燃烧，保持风口区的温度在1300℃左右，含有CO的高温烟气在炉内向上运动，在此过程中，使炉料中的氧化铅还原成铅，氧化铁等形成炉渣。液体铅和炉渣流入炉缸，进行分离。铅液在向下流动过程中捕集金、银、铜、铋等金属。所得含铅约98％的粗铅，送往精炼。炉渣含锌高时，经烟化炉处理回收锌、铅。

　　下面就是铅的精炼，火法精炼的基建投资省，生产费用低，为世界许多炼铅厂采用；电解精炼除铋效果好，粗铅含铋高时，宜采用电解精炼。下面是去除杂质的步骤：

1. 熔析是利用铜在铅中的溶解度随温度的降低而减小的特性，降温除去部分铜，加硫是使铜生成Cu2S进一步除去。经过这两段作业，铅中含铜可降至0.001～0.002％。

2. 碱性精炼除砷、锡、锑。除铜后的铅液不断流经熔融的氢氧化钠和氯化钠，同时加入硝石(NaNO3)作氧化剂，使砷、锡、锑分别氧化生成砷酸钠(Na3AsO4)、锡酸钠(Na2SnO3)和锑酸钠(Na3SbO4),溶于氢氧化钠和氯化钠的混合熔体中而与铅分离。

3. 加锌除银。加锌于含银的铅液，生成浮于铅液表面的“银锌壳”。银锌壳一般比粗铅含银高20倍，是提取银的原料。铅液中残存的锌(0.6～0.7%),可用碱性精炼法或氯化精炼法除去。真空蒸馏除锌法也已被一些工厂采用。

4. 加钙、镁除铋。在一定温度下铋与钙可生成Bi2Ca3和Bi3Ca,铋与镁可生成Bi2Mg3，此法可使铅中的铋降至0.01～0.02％。

4. 硫化铅煅烧

1、代替石灰石制水泥

据调查，全国约有不少生产线在运行，生产工艺普遍采用湿法工艺，与一般采用石灰石为主要原料的湿法工艺比较，由于电石渣含水量高，流动性差。

为保证料浆的入窑流动性，其含水量在56%左右。比一般石灰石配料的湿法窑料含水量高50%-55%，因此热耗比一般湿法高20%左右。如吉化公司水泥厂，年产水泥10-20万t。

2、生产生石灰作为电石原料

电石生产石灰脱水后得到含固量60%的电石废渣，用螺旋运输机输送，在造粒机长度四分之三处均匀分配至造粒机内，造粒制成5～20mm大小不等的园球，再经气流干燥炉（350℃）干燥，回转炉（900～1000℃）煅烧。

干燥炉内物料的干燥是利用回转炉内来的热废气干燥的。煅烧成的回收石灰流入缷料斗，装车运送到电石厂作电石原料。

3、生产轻质砖

此砖以浓缩的废电石废渣（含水39.6%）为主要原料，掺入少量的水泥，与经过破碎的煤渣（粒径<20mm）、碎石料按电石废渣：水泥：碎石：煤渣=3.2：1.1：3.2：2.5的比例搅拌均匀，经砌块成型机加压成型，自然养护28天左右，可出厂销售。

5. 硫化铅高温焙烧

反应方程式：PbS+O2＝PbO+SO2

6. 硫化铅焙烧反应方程式

一、冶炼方法

炼铅原料主要为硫化铅精矿和少量块矿。铅的冶炼方法有火法和湿法两种，目前世界上以火法为主，湿法炼铅尚处于试验研究阶段。火法炼铅基本上采用烧结焙烧－鼓风炉熔炼流程，占铅总产量的85%～90%；其次为反应熔炼法，其设备可用膛式炉，短窑，电炉或旋涡炉；沉淀熔炼很少采用。铅的精炼主要采用火法精炼，其次为电解精炼，但我国由于习惯原因未广泛采用电解法。

炼锌的原料主要是硫化锌精矿和少量氧化锌产品。火法炼锌采用竖罐蒸馏，平罐蒸馏或电炉；湿法炼锌在近20年以来得到迅速发展，现时锌总产量的70%～80%为湿法所生产。火法炼锌所得粗锌采用蒸馏法精炼或直接应用；而湿法炼锌所得电解锌，质量较高，无需精炼。

对难于分选的硫化铅锌混合精矿，一般采用同时产出铅和锌的密闭鼓风炉熔炼法处理。

对于极难分选的氧化铅锌混合矿，经长期研究形成了我国独特的处理方法，即用氧化铅锌混合矿原矿或其富集产物，经烧结或制团后在鼓风炉熔化，以便获得粗铅和含铅锌的熔融炉渣，炉渣进一步在烟化炉烟化，得到氧化锌产物，并用湿法炼锌得到电解锌。此外，也可以用回转窑直接烟化获得氧化锌产物。

7. 硫化铅在空气中焙烧现象

铅易溶于硝酸、硼氟酸、硅氟酸和醋酸，常温下难溶于硫酸、盐酸、氢氟酸。NH4OH溶液或通空气的稀NaOH溶液能徐徐溶解铅。铅能溶于硝酸银溶液，其他的硝酸盐和氯化物会腐蚀铅。钾、钠、铁、氨的硫酸盐和钾的碳酸盐、氰化物溶液对铅不起作用。铅位于第六周期ⅣA族，原子半径146pm，Pb半径84pm，第一电离能718.96kJ/mol，电负性1.8，主要氧化数+2、+4。银灰色有光泽的重金属，在空气中易氧化而失去光泽，变灰暗，质柔软，延性弱，展性强。密度11.34g/cm，熔点327.5℃，沸点1525℃。有较强的抗放射穿透的性能。铅的再结晶温度在室温以下，压力加工性能极好，不产生加工硬化。铅和铅合金的强度、硬度，特别是疲劳强度和蠕变强度较低，易遭疲劳和蠕变破坏，在设计和用作构件时应予以注意。扩展资料铅的地壳丰度较铜、锌、锡小。自然界中最主要的铅矿是硫化矿，其次是氧化铅矿。硫化铅矿主要组成为原生的方铅矿（PbS）。但单一的硫化铅矿很少，常与闪锌矿伴生，合称铅锌矿。另外的伴生矿物常有辉银矿（）（Ag2S）、黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、硫砷铁矿（FeAsS）、辉铋矿（Bi2S3）及铟、锗、镓、铊、碲等稀散元素的矿物。铅锌矿成分复杂，要预先经过选矿富集方宜进行冶炼。氧化铅矿主要由白铅矿（PbCO3）和铅钒（PbSO4）组成，属次生矿，多出现在硫化矿的上层，或与硫化矿共生。含铅废杂料也是生产铅的重要资源。铅的提取冶金分火法炼铅和湿法炼铅两类方法，在工业生产中前者应用较多。传统的火法炼铅方法一般包括铅精矿烧结焙烧、铅熔炼、粗铅火法精炼或（铅电解精炼）三大环节。传统的铅熔炼方法以鼓风炉还原熔炼法炼铅的应用最为广泛。用这种方法生产的铅占总产铅量的85%。鼓风炉还原熔炼法炼铅是一种用焦炭作还原剂把铅的氧化物还原为粗铅的方法，此法须先经烧结焙烧把硫化铅精矿中的大部分PbS转变成PbO，并使烧结焙烧料烧结成块。铅熔炼产出的粗铅还含有很多杂质，需经火法精炼或电解精炼才能获得达到产品质量标准、满足用户要求的精铅，并回收粗铅中的有价金属。粗铅火法精炼在当今的铅精炼中占主导地位。