电铅粗铅技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

粗铅精炼的方法主要有火法精炼和电解精炼两种，目前世界上火法精炼的生产能力约占总精炼能力的80%，而采用电解精炼的国家只有中国、日本和加拿大等少数国家。一般来说，电解法对银、金、铋和锑的分离效果好，铅、银等金属的回收率高，劳动条件好，机械化自动化程度高。电解法的缺点是基建投资较火法高。火法精炼与电解精炼相比具有工艺设备少、基建投资低、生产周期短、铅积压少、占地面积小、劳动定员少、产品多样化和生产成本低等优点。但采用火法需要处理大量中间产物，能耗较高。

目前粗铅火法精炼的优点多于电解精炼，当原料中杂质元素较少，尤其是含锡低的粗铅更适合采用火法精炼。因为粗铅含锡的高低，将直接关系到火法精炼的生产成本，故在确定是否采用火法精炼生产工艺时，需要对粗铅的含锡量进行分析。

第二节 产品工艺特点或流程

1、火法精炼工艺特点

由于粗铅中含有1%-5%的杂质，可能存在的杂质成分是铜、砷、锑、锡、锡以及贵金属银等，因此粗铅火法精炼的工艺过程主要有除铜、除砷锑锡、除银、脱锌、除铭、最终精炼和铸锭等工序。

2、工艺流程

1）除铜工序

该工序是根据铜与硫的亲和力比铅更大的原理进行硫化脱铜，首先从熔炼车间还原熔炼产出的热态粗铅，用粗铅包和吊车装运到钢制半球形的精炼锅中加热，铅液温度控制在340℃左右，加入工业硫磺，开动搅拌机不断地搅拌，使铅液中的铜与硫反应生成硫化铜而浮于铅液表面形成固态铜浮渣，铜浮渣可由捞渣机自动捞出，然后将除铜后的粗铅液加热到450℃，再用铅泵打到除砷锑锡锅，除铜后的铅液含铜可降至0.01%-0.05%。

2）除砷锑锡工序

利用砷锑锡比铅更容易氧化的性质加入氧化剂使砷锑锡等杂质氧化，氧化物再与碱反应生成相应的钠盐而被除去。将除铜后的粗铅液转入除砷锑锡锅，铅液温度控制在550℃左右，加入硝酸钠和氢氧化钠并开动搅拌机，硝酸钠受热后分解出活性氧，使铅液中的砷锑锡等杂质氧化并与氢氧化钠反应生成砷酸钠、锑酸钠和锡酸钠等钠盐而浮于铅液表面形成固态浮渣，砷锑锡浮渣可由捞渣机自动捞出，然后粗铅液用铅泵打到除银锅。

3）除银工序

基于银与熔融锌的结合比熔融铅更稳定，可生成一些比重小、熔点高且不溶于铅的银锌化合物浮于铅液表面呈固态银锌壳而被除去。除砷锑锡后的粗铅液转入除银锅进行间断除银，通常采用两段加锌除银。

加入的锌包括金属锌块、脱锌得到的冷凝锌和贫银锌壳碎块，第一段除银先加入2/3的锌，在450℃左右的铅液温度下，搅拌30--40min后，捞出富银锌壳送去回收银。再进行第二段除银，加入剩余1/3的锌并搅拌，待铅液冷却到38090时捞出贫银锌壳，贫银锌壳返回第一段除银。加锌除银后铅液中的银可降到3-10g/t。

4）脱锌工序

加锌除银后的铅液中溶有~0.5%的锌，利用锌和铅蒸气压差别较大的特点进行真空蒸馏脱锌，脱锌作业是在真空脱锌锅中进行，铅液温度控制在590℃左右，采用机械搅拌并抽真空，保持残压为0.6-0.7Pa，锌以蒸汽的形式从铅液中蒸发出来，并在水冷真空罩上冷凝成固态锌，脱锌作业结束后，关闭真空管路，揭开水冷真空罩并清除真空罩上的冷凝锌，清除下来的冷凝锌可返回到除银工序重复使用。脱锌后铅液中的锌可降到0.034%-0.04%。

5）除铋工序

脱锌后的铅液打入除锡锅，铅液温度控制在360~370℃时，加入金属钙镁，锡与钙镁生成难溶于铅液的化合物而形成锡渣浮在铅液表面，用捞渣机自动捞去锡渣，除锡后铅液含锡量小于0.01%。如果脱锌后铅液中的锡含量较低则无需除锡，可直接用铅泵打入最终精炼锅。

6）最终精炼工序

除铋后的铅液打入最终精炼锅，当铅液加热到400-420℃时，加入氢氧化钠和作为氧化剂的硝酸钠，开动搅拌机不断地搅拌，将铅液中微量的钙、镁、锑和锌等杂质氧化而形成氧化浮渣最后一次除去。

7）铸锭工序

最终精炼后的铅液含铅99.95%以上，铅液加热到450500℃时，可用铅泵打入直线铸锭机浇铸成每块重量小于50kg的精铅锭，也可直接在铅液中加入其它金属元素配制成铅基合金后再浇铸成合金锭。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

目前，国内铅冶炼企业无论在生产规模，还是在工艺技术上都和国外铅冶炼企业有较大的差距。我国已加入WTO，未来国外铅冶炼企业将逐步进入广阔的中国市场，而且国外金属期货交易市场的交易价格将进一步影响国内电解铅的市场价格，国内铅冶炼企业在产品品种、产品质量、加工成本和环境保护等方面将面临更严峻的国际竞争。为此，国内铅冶炼有关企业今后的发展重点是改变传统思路，在优化生产工艺、降低生产成本和开发适销对路的产品方面，采取更积极、更灵活和更有效的措施，加快技术改造步伐。

未来电铅粗铅冶炼技术上的主要趋势有：

1）工艺改造，生产高效化

在火法精炼技术上未来的发展方向是加强对杂质清除工艺的研发和改造，通过研究各种物质物理及化学性能的特点来通过添加催化剂、化学反应剂等方法来加强其除杂效果。而在电解法工艺的运用上更多得是考虑生产功效的进一步增强，由于电解法基建成本较高，对于企业的生产规模有较高要求，因而未来应进一步开发大型预焙槽的基础，并逐步改善电解槽结构技术，通过生产工艺的改造及完善，使其各项技术指标进一步提高，同时使生产过程高效化。

2）再生铅技术发展

目前我国再生铅冶炼技术落后，回收工作不完善，造成了废铅对环境的严重污染。随着各国环保政策的严格化和规范化及各国自身经济实力的增强，目前许多国家已普遍采用新萨明公司无污染再生铅工艺为代表的废铅蓄电池处理技术，我国在这方面今后的重点是加强该技术的引入或自行研发，通过利用废水处理、硫化沉淀或用石灰乳中和沉淀，短窑熔炼和铅精炼锅技术设备来实现再生铅技术的发展。

3）加强废料废渣的排放控制技术

由于铅对人体、渔业、农业都有一定程度的危害，国家对这方面的问题也将越来越重视，为此今后企业在发展过程中另外一个重要的技术发展方向就是加强废料废渣的处理，对其含铅量进行严格控制，通过建立严格的污染物排放监控系统及监控技术来防止铅对环境的污染。