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铅冶金一、铅的性质和用途二、炼铅原料三、铅的生产方法四、铅资源及生产概况一、铅的性质和用途铅呈兰灰色，铅的比重大，固体铅比重为11.34。熔点327.5℃，沸点1525℃，高压下铅易挥发。铅质柔软，展性很好；铅的导电和导热性很差。铅是制造蓄电池、气油添加剂和电缆的原材料，还具有很高的抗酸、碱性能，广泛用于化工设备和冶金工厂电解槽作内衬；铅能和许多金属形成合金，如铅基轴承合金、活字金、焊料等；铅的化合物用于颜料、玻璃及橡胶工业部门。二、炼铅原料•铅在地壳中的平均含量为0.0016%，铅矿可分为硫化矿和氧化矿两大类，其中硫化矿分布最广。•硫化矿主要有：方铅矿（PbS）[和闪锌矿（ZnS）、Ag2S、FeS2共生]•氧化矿主要由：PbCO3（白铅矿）和铅矾（PbSO4）组成。•自然界中单一铅矿很少，多为Pb、Zn复合矿。•现代开采的铅矿石一般含铅为3~9%，最低含铅在0.4~1.5%范围内，必须进行选矿富集。三、铅的生产方法•现代铅的生产方法都是火法，主要有：1、反应熔炼2、焙烧——还原熔炼1、反应熔炼法PbS+2PbO→3Pb+SO2PbS+PbSO4→2Pb+2SO2利用一部分Pb氧化生成的PbO和PbSO4与未氧化的PbS相互反应生成铅，可在膛式炉和反射炉进行。此法只适于处理高品位的铅精矿（65~70%以上）。2、焙烧——还原熔炼法是现今采用最普遍的方法，占铅生产总量的85~90%。该方法生产纯金属铅有三个主要工序：（1）烧结—焙烧（2）还原熔炼（3）精炼流程讲解•硫化铅精矿的粒度大部分小于200目，在入鼓风炉前必须进行焙烧，其目的是：氧化脱硫，同时把精矿中的砷、锑顺便去除；另外烧结成块，将细粒构料烧结成具有一定硬度和孔隙度的烧结块。烧结过程中主要有如下反应：2PbS+O2→PbO+PbSO4+SO23PbSO4+PbS→4PbO+4SO2PbSO4+PbS→2Pb+2SO2PbS+2PbO→3Pb+SO2（Pb会被再次氧化）•焙烧后主要为PbO，少量Pb和PbSO4。鼓风炉熔炼•烧结块主要含PbO、PbSO4和Pb，进入鼓风炉后在焦碳的作用下，铅氧化物发生还原。PbO+CO→Pb+CO2PbSO4+4CO→PbS+4CO2PbS+Fe→FeS+Pb加铁悄分离Pb粗铅精炼•经过鼓风炉熔炼，得到粗铅，粗铅中含有很多杂质，如Cu、Fe、Zn等，这些杂质会影响铅的性能，还有贵金属需要回收。为了得到更纯的铅，就需要将粗铅精炼，精炼有两种方法：•①火法精炼•②电解精炼①火法精炼•熔析除Cu：Cu在铅液中的溶解度随温度降低而减小。降低温度，Cu就会析出，浮于铅液面。•加S除Cu：2Pb+S2→2PbSPbS+2Cu→Pb+Cu2S硫化亚铜浮于铅液面•真空除锌：在13.33~1.33Pa、600℃时，Zn挥发率96~98%，而铅的挥发率仅为0.03~0.07%。•加Zn除Ag：Zn和Ag可形成AuZn5、Ag2Zn3将于铅液面。②电解精炼•精铅作阳极，纯铅作阴极，以硅氟酸和硅氟酸铅的水溶液为电解液。在阳极：Pb—2e→Pb2+阴极：Pb2++2e→Pb•从铅阳极泥中回收贵金属四、铅资源及生产概况1、世界铅资源丰富，但地理分布较为集中2003年世界铅储量为6700万吨，储量基础为14000万吨，与1990年相比，储量减少了300万吨，储量基础增加了2000万吨。澳大利亚的铅储量为1500万吨，占世界储量的22%,中国占16%，美国占12%，哈萨克斯坦占7%，秘鲁占5%，加拿大占3%，墨西哥占2%，以上7个国家的储量占世界储量的比例为67%，剩余的33％的储量分布在世界其他国家和地区。储量基础较多的国家有澳大利亚、中国、美国和加拿大，合计占世界铅储量基础60％以上。其他储量基础较多的国家还有秘鲁、哈萨克斯坦、墨西哥、摩洛哥、瑞典和南非等。按2004年世界铅矿山产量314.40万吨计，现有铅储量和储量基础静态保证年限分别为21年和45年。2、世界生产形势受少数生产大国控制目前世界上有40多个国家从事铅的开采工作，2004年铅矿山产量为314.40万吨，比1994年增加16.7%(表2)。世界矿山铅的生产大国有澳大利亚、中国、美国、秘鲁、墨西哥等，年产量均在10万吨以上。20世纪90年代初，受世界第一大铅矿生产国前苏联解体以及再生铅产量的大幅增加的影响，世界铅矿山生产出现大幅度滑坡，1994年跌至近30年以来的低点，之后随着世界经济的好转和一些富铅矿山的投产，铅矿山产量开始逐年增加，到2001年铅矿山产量增长到308.05万吨，2002年受铅价低迷的影响，铅矿山产量略有下降，之后两年又逐年增加，2004年铅矿山产量达到了314.40万吨。1994年至今，世界主要铅矿生产国的矿山产量均有了较大幅度增长，其中中国铅矿山产量增幅达125.5%，澳大利亚、美国和秘鲁的铅矿山产量也分别增长了45.8％、8.3％和41.3%;2004年以上四国的铅矿山产量占当年世界铅矿山产量的77.2%，而1994年其所占份额仅为56.3%，这表明目前世界铅矿生产相对较集中，而且以上四国铅矿生产的发展对世界铅矿业有着重要影响。3、我国铅生产情况近年来我国精铅产量稳步增长，10年间年均递增14.9%，铅产量占全球总量的比例从1996年的12%增长到2005年的31%,2008年铅产品产量达到320万t，我国已成为全球铅生产、消费中心，铅产量和消费量连续多年位居世界第一。由于铅产量的增长速度高于铅精矿产量和铅消费的增长速度，国内铅精矿供不应求与铅冶炼产品供过于求的矛盾日益显现。在铅产量快速增长的同时，从业企业的数量也迅速增加。近年来，我国铅锌业的销售收人以及固定投资都呈大幅上升态势，在GDP中所占的比重也呈上升趋势。但与国际铅锌巨头相比，我国产业集中度较低，2005年，精铅产量10万t以上的企业有3家，5-10万t的有8家，3万t/a以上的18家。2006年，我国规模以上的铅锌冶炼企业有521家，比2005年增加55家，企业平均冶炼能力仅1.6万t/a。而各有矿地区纷纷垄断矿权，禁止矿源出境，就地筹建冶炼厂，更加剧了产业集中度低的状况。4、世界主要的矿山铅生产国家澳大利亚：80年代末和90年代末，澳大利亚是主要的铅矿石生产国。1997年末，由于坎宁顿矿山投入生产，澳大利亚的铅矿山生产能力增加到63.3万吨，接近全球总产量的l/5。2000年“世纪”(Century)矿山投产，抵消了Hellyer矿山关闭带来的产量损失。2001年皮勒拉(Pillara)矿山的上马使铅矿石产量进一步增加。2004年澳大利亚铅矿山产量67.8万吨，占当年世界产量的21.6％。不过，从长远趋势看，由于布罗肯希尔、伦纳德谢尔弗(LennardShelf)以及罗斯伯里(Rosebery)矿山资源已近枯竭，澳大利亚的矿石铅产量将趋于减少。美国：多年来美国铅矿山产量一直居世界前列。90年代初，美国排名居世界第二位，从1994年中国铅矿山产量猛增超过美国后至今一直居世界第三位。2004年美国的铅矿山产量为40.3万吨，占当年世界产量的12.8％。加拿大：加拿大的铅矿山产量在过去的近20年里急剧下跌，1994年矿山产量为17.09万吨，2004年则减少到7.67万吨，降幅达55.1％。近10年铅矿山产量下滑幅度较大的国家还有墨西哥、瑞典、南非、摩洛哥、哈萨克斯坦、朝鲜等国。5、再生铅的生产迅速增长再生铅在铅工业中占有很重要地位，在发达国家再生铅产量一般占各国精炼铅产量和消费量的一半以上。2004年世界再生铅产量为326.98万吨，占当年世界精炼铅产量的45.1%，占当年世界精炼铅消费量的45.9％。再生铅主要生产国有美国、德国、日本、英国、法国、西班牙和意大利等，年产量均在10万吨以上。2004年美国再生铅的产量为83.17万吨，占世界再生精炼铅产量的25.4%，分别占其本国精炼铅产量和消费量的58.3％和58.9％。我国以矿产铅生产为主，再生铅的产能比重较低。虽然再生铅的企业较多，但规模企业少，大多采用简单的反射炉冶炼技术，产能低，规模小，资源利用率低，环境污染严重，技术装备水平低，行业集中度低，在现有的300多家企业中，5万tla以上生产能力的只有2-3家。由于电池制造业也开始参与废电池的处理，再生铅的生产集中度将会进一步降低。2004年我国再生铅产量为24万吨，占我国精炼铅产量和消费量的比例均在10％左右，其主要原因是我国天然铅资源丰富，再加上环保意识不强，忽视了再生铅的回收利用。尽管存在着原料自给率低、对国外原料依存度高、循环利用率低、有价金属综合利用率低、节能减排压力大等问题，但近年来我国铅工业还是取得了长足的发展，企业的技术装备水平也有了快速的提升。6、世界铅消费大国世界精炼铅消费大国有美国、中国、德国、韩国、日本、英国、墨西哥、意大利和西班牙等，年精炼铅消费量均在20万吨以上，美国是世界上最大的精炼铅消费国，2004年其消费量为141.31万吨，占当年世界消费量的19.8％。中国是世界第二大精炼铅消费国，2004年精炼铅消费量139.88万吨，占当年世界消费量的19.6％。铅的最大消费领域为铅酸蓄电池，主要应用于汽车工业，其消费量占主要铅消费国消费量的一半以上，美国约占90%，日本约占80％。此外，铅还用于弹药、铅管、铅片、合金、电缆包皮以及颜料、化工制品等。由于铅会对环境造成严重污染，因此铅在许多行业的使用被限制，替代品也逐渐增多，所以其应用前景并不乐观。