铅行业状况分析报告.docx
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铅行业状况分析报告
冶金工程概论作业
2000~2010年铅行业状况分析报告
2000~2010年铅行业状况分析报告
报告目录
第一节、铅
第二节、我国及世界铅行业2000~2010年金属产量、消费量
第三节、我国及世界铅主要消费领域
第四节、我国及世界铅储量及/或储量基础
第五节、2011-2012年我国铅行业现状与发展方向分析
第六节、我国资源（主要、次要、二次）特点及面临问题
第七节、河南豫光金铅股份有限责任公司和安徽科威金属材料股份公司的铅冶炼工艺流程
第一节铅
铅是原子序数为82的金属元素，铅是所有稳定的化学元素中原子序数最高的，铅在地壳中的含量为0.0016%，主要矿石是方铅矿。
铅是一种软的重金属，密度较大，固态时为11.34g/cm3,它有毒性，是一种有延伸性的弱金属。
铅的本色是青白色的，在空气中它的表面很快被一层暗灰色的氧化物覆盖。
铅被用作建筑材料，用在铅酸蓄电池中，用作枪弹和炮弹，焊锡、奖杯和一些合金中也含铅。
从80年代开始，铅的应用开始骤然下降。
主要原因是铅的生理作用和它对环境的污染。
今天汽油、染料、焊锡和水管一般都不含铅了。
中国在全球铅锌产业链中处于重要地位。
但与铅锌生产、消费大国不相适应的是中国在全球竞争中的优势并不明显，尤其是目前国内铅锌矿产资源保证程度降低、产业结构不合理、冶炼企业利润空间缩小以及环境污染严重等问题，产业可连续发展能力严重减弱。
第二节、我国及世界铅行业2000~2010年金属产量、消费量
根据世界和我国铅冶炼生产及消费情况，世界铅产量近几年间变化相对较小，而我国铅产量明显增长。
世界铅消费量增长缓慢，但我国铅消费量迅速增长。
由于我国的汽车工业快速发展，汽车保有量猛增，蓄电池需求量随之增加。
预计未来几年国内消费量继续保持过去几年的增长速度，甚至有所提高。
表1-1我国及世界铅2000~2010年铅金属产量、消费量（单位：
万吨）统计
年份
2000
2001
2002
2003
2004
2005
我国产量
110
119.5
132.5
156.4
193.5
239
世界产量
664.9
654.7
665.6
676.2
679
740
我国消费量
65
80
95.0
110
151
199
世界消费量
641.5
652.6
665.6
681.3
729.6
780.3
续表1-1我国及世界铅2000~2010年铅金属产量、消费量（单位：
万吨）统计
年份
2006
2007
2008
2009
2010
我国产量
275.92
277
340
361
--
世界产量
803
819
890
878
--
我国消费量
225.5
253.9
282.6
151
--
世界消费量
810.5
837.76
867.06
822.5
--
资料主要来源：
USGS《MineralCommoditySummaries》
第三节、我国及世界铅主要消费领域
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量的一半以上，其中美国占90.4％，日本占74.8％。
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受到限制，替代品也逐渐增多，所以其应用前景并不乐观。
中国是铅酸电池的生产和消费大国,我国铅酸蓄电池产量平均以每年高达20％的速度增长，铅酸蓄电池产量约占世界产量的1/3，出口量以每年高达29％速度递增。
目前全球铅产量增长主要依赖于中国产量增长，而消费方面，从２００７年开始中国消费增长量远远超过全球铅消费增长量.
汽车用铅酸电池是最重要的终端需求,汽车起动用蓄电池是铅酸蓄电池最主要用途，约占铅酸蓄电池需求量的37%。
电动自行车的迅速发展也拉动了铅酸电池需求,由于便捷、低成本、零排放、无污染等优点，近几年我国电动自行车市场一直保持跨越式增长。
电动自行车用铅酸蓄电池的发展使得中国铅消费量将会一直呈现跨越式增长。
同时颜料、化工用品行业也是铅的重要消费领域。
第四节、我国及世界铅储量及/或储量基础
世界铅储量比较丰富，资源潜力较大，加上高再生率，能够满足未来全球经济发展的需要。
数据表明，世界铅资源有广阔的勘察前景。
据美国地质调查局（USGS）公布的资料显示，1999-2009年间，世界铅的储量和储量基础分别增加了23.4%和18.9%。
世界铅储量和储量基础在2007年分别增加到7900万吨和1.7亿吨，至今维持在该水平。
表1-2我国铅储量/储量基础统计表（单位：
万吨）
年份
2000
2001
2002
2003
2004
储量
900
1100
1100
1100
1100
储量基础
1135
--
--
--
--
续表1-2我国铅储量/储量基础统计表（单位：
万吨）
年份
2005
2006
2007
2008
2009
2010
储量
1100
1100
1100
1100
1200
1300
储量基础
3600
3700
3942
3600
--
--
表1-3世界铅储量/储量基础统计表（单位：
万吨）
年份
2000
2001
2002
2003
2004
储量
6400
6400
6800
6700
6700
储量基础
13000
13000
14000
14000
14000
续表1-3世界铅储量/储量基础统计表（单位：
万吨）
年份
2005
2006
2007
2008
2009
2010
储量
6700
6700
7900
7900
7900
8000
储量基础
14000
14000
17000
17000
17000
---
资料来源：
USGS《MineralCommoditySummaries》
2009年世界铅储量为7900万吨，储量基础为17000万吨，与2000年相比，储量增加了1500万吨，储量基础增加了4000万吨。
澳大利亚、中国、美国、秘鲁、墨西哥等国家的储量占世界储量的比例为68%，剩余的32%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。
资料来源：
USGS《MineralCommoditySummaries》
世界勘查和开采铅锌矿的主要类型有：
沉积喷气型、密西西比河谷型、砂页岩型、黄铁矿型、矽卡岩型、热液交代型和脉型等，其中以前四类为主，它们占世界总储量的85%以上，尤其是沉积喷气型，不仅储量大，而且品位高，世界各国均很重视。
第五节2011-2012年我国铅冶金现状与行业发展方向分析
（一）冶金技术现状。
从总体上看，铅冶炼行业的工艺技术大体上分为三代:
第一代为烧结锅－鼓风炉工艺技术，该工艺技术因难以解决污染问题；第二代为烧结机－鼓风炉工艺技术，该工艺技术可使污染情况大为降低；第三代为强化冶炼工艺技术，如QSL法和有我国自主知识产权的“水口山炼铅法”炼铅工艺。
而目前我国在铅冶炼方面基本采用以下技术：
（1）烧结-鼓风炉炼铅法技术；
（2）氧气底吹炼铅法技术（QSL）；（3）水口山炼铅法技术（SKS）；（4）火法精炼铅技术；（5）电解精炼铅技术；传统的鼓风烧结——鼓风炉法，使用时间久远、技术成熟可靠、生产稳定、建设投资少、回收率高。
近年来又对鼓风烧结机和烧结操作制度作了许多改进，如烧结机采用刚性滑道，以减少漏风；采用返烟烧结提高SO2浓度—非稳态制酸等。
但就整体工艺而言，在环保要求日益严格的现状下，烧结—鼓风炉熔炼法仍存在一些较难继续接受的缺点：
（1）无论怎样改进，烧结烟气SO2浓度依旧偏低，难以达到常规制酸工艺的要求；
（2）无论采用何种烧结方式，烧结块依然含有2%～3%的残硫，鼓风炉烟气的SO2浓度通常高达4g/m3，难以经济治理，对环境污染严重；
（3）烧结返料量大（～80%），设备庞大，随烟气逸散的粉尘量大，这是导致铅污染事件时有发生的主要原因；
（4）烧结过程中大量氧化反应热不能得到回收利用，而烧结块冷却后在鼓风炉熔炼又要消耗大量的冶金焦，能耗高；
（5）操作环境差、劳动、工业卫生条件差、对职工身体健康有较大危害。
我国株洲冶炼厂、沈阳冶炼厂、济源冶炼厂等铅厂的改扩建工程采用此法。
此外我们经常处理铅阳极泥是采用火法——电解法流程获得金、银，渣进行还原熔炼，精炼得精铋等，流程简单、技术成熟，工人易操作，但有价金属回收率不高，锑、铅呈氧化物形态挥发进入烟尘，不但不便于综合回收，而且造成第二次污染。
而一般来说是电解法对银、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。
（二）主要发展趋势
改革开放使中国经济在过去几十年迅速发展，从而带动了有色金属行业的发展。
在锌、铅的主要终端消费市场中，汽车、电力及建筑行业在过去几年均有很大幅度的增长，这种增长趋势预计在未来一段时间内还会继续。
国内外对铅冶炼技术的研究开发一直是向着规模化、环保化、集约化方向发展。
国内现有大大小小的再生铅生产企业至少300家，生产能力从几十吨到上千吨不等，可2万吨以上的企业屈指可数。
工艺上主要采用传统的小反射炉、鼓风炉等熔炼工艺，一些小企业和个体户甚至用原始的土罐熔炼。
由于熔炼技术和设备落后，极板和浆料全部混炼，导致了严重的环境污染和资源浪费，主要表现在：
铅回收率低，国外的回收率一般为95%，而我国目前仅为80%-85%，全国每年大约有1万吨铅在熔炼过程中流失掉；综合利用率低。
很多企业由于缺少分选处理技术，将蓄电池的极板和浆料混炼，合金成分锑没有充分利用而成为废渣；能耗高，是国外的2-4倍，国外水平是150-200公斤标准煤/吨铅，我国为400-600公斤标准煤/吨铅；污染严重，熔炼过程中产生大量的铅蒸气、铅尘、二氧化硫，废气中的铅含量超过国家标准几十倍，所以未来在炼铅技术、资源整合上还会有很大的举动。
我国铅矿资源短缺现象日益严重，而再生铅产业具有明显的资源和环保优势，在相关产业政策的正确引导下，能够有效解决我国铅资源短缺、铅污染严重等诸多问题。
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。
发展再生铅产业可以减少原生铅矿石的开采量，生产再生铅可以从铅废料中直接回收，不需要像生产原生铅那样经过采矿、选矿等工序，再生铅生产成本比原生铅低38%。
此外，再生铅能耗仅为原生铅的25.1%~31.4%，每生产1吨再生铅，可节约1360千克标煤，减排固废98.7吨，节水208吨，减排二氧化硫0.66吨，大大减少铅废料对环境的污染和资源的浪费，在资源和环保的双重压力下，发展再生铅，使铅金属进入良性循环，是循环经济建设的重要领域。
第六节我国资源（主要、次要、二次）特点及面临问题。
全球铅资源分布相对比较集中，主要分布在澳大利亚、中国、俄罗斯、美国、南美等国家和地区。
2010年，前五位资源国的铅储量在世界总储量中约占到78%。
资料来源：
《MineralCommoditySummaries2010》
我国是世界上铅资源比较丰富的国家之一，不仅分布广、类型多，而且资源前景好，已探明的储量居世界前列。
2006年世界已查明的铅储量为6400万吨，储量基础13000万吨，而我国在历经50年地质勘察，全国累计探明铅储量达4618万吨，经40多年的开采消耗，目前保有铅储量为3497万吨，居世界第二位。
目前我国铅储量主要集中在大中型矿床中，特大型矿区有广东凡口、云南兰坪金顶、甘肃西成地区、内蒙古白音诺尔铅矿、江苏南京栖霞山铅矿、浙江黄岩五部铅矿等等，这些以大中型矿床为中心形成的铅资源集中区，为我国铅规模化生产，形成铅工业基地奠定了基础。
但是近年来，随着国内铅需求的增加，国内铅矿开采量不增增长。
2009年，我国铅矿产量169万吨，全球的产量仅360万吨，占世界铅矿总产量的43%。
我国虽然是世界上铅矿产量最大的国家，但并非铅资源最丰盛的国家。
澳大利亚铅储量相当于我国的两倍，但铅矿开采量只有我们的30%左右；美国铅矿储量是我国的70%左右，开采量只有我们的24%左右；秘鲁铅矿储量是我国的50%左右，铅矿开采量只有我们的18%左右。
我国大批开采铅资源，阐明我们对资源的维护程度不够。
我国铅储量占世界储量的30%左右，但由于国内需求逐年增加，加之西方发达国家逐渐减小铅生产，使得我国铅矿需求增幅巨大，国内开采量已经不能满足铅冶炼业的需求，国内冶炼厂每年都要大批进口铅精矿。
我国铅矿进口主要来自秘鲁、美国、澳大利亚、俄罗斯、墨西哥和印度6个国家。
另外，由于铅矿散布普遍，且随着铅价近几年的逐渐上扬，国内各地呈现了很多小矿。
小矿场因环境成本较小，更具有竞争力，但环境污染非常严重。
2009年8月爆出陕西凤翔儿童血铅超标，后又爆出大理84名儿童血铅超标，这都在一定程度上反应出我国铅冶炼环境控制不当，污染严重。
国内一些小型再生铅厂没有收尘设施，环境污染也比较严重。
同时我国铅锌矿储量利用程度较高，已利用储量比例较大，可供利用储量，特别是近期利用和计划近期利用的储量不多，后备资源不足，铅锌矿山资源供应形势日趋严峻。
第七节、河南豫光金铅股份有限责任公司和安徽科威金属材料股份公司的铅冶炼工艺流程
粗铅冶炼技术分为传统工艺和新工艺两大类。
传统炼铅工艺即烧结—鼓风炉流程，存在的主要问题是SO2烟气和铅烟尘造成的环境污染非常严重。
烧结锅产出的SO2烟气因无法回收而全部排空；烧结机产出的烟气含SO2浓度很低，采用非稳态单转单吸制酸，SO2转化率低，尾气排放达不到环保要求；采用TOPSOE制酸，费用昂贵，经济上极不合理，另外，烧结过程大量返料循环破碎作业带来的铅尘弥散污染难以根治；烧结化学反应热亦无法回收利用。
目前在我国铅冶炼的生产过程中，传统的烧结鼓风炉工艺占到大部分，该种工艺能耗高、污染大。
氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅法，是中国有色工程设计研究总院和水口山有色金属公司联合开发的具有国际先进水平的炼铅新工艺，该技术获得了2004国家科技进步二等奖，2003中国有色金属工业科学技术一等奖。
该技术及装置已受到国家知识产权专利保护。
传统炼铅工艺，污染源集中在烧结系统，新工艺采用氧气底吹熔炼取代烧结过程，产出SO2烟气满足两转两吸制酸要求，彻底解决SO2烟气污染问题；底吹炉产出的铅氧化渣考虑采用鼓风炉还原，是由于鼓风炉具有如下优点：
a）技术成熟可靠；b）产能高，设备密闭，环保好；c）具有温度梯度，热能利用率高，不用余热锅炉，投资省，烟尘率低，返料少；d）具有还原梯度，风口区是强还原气氛，渣含Pb低，回收率高。
e）对于老铅厂改造，可以充分利用原有设施，从而可进一步节省投资。
以此形成氧气底吹熔炼——鼓风炉还原炼铅法，构成了熔池熔炼新技术和成熟工艺的完美结合。
“SKS炼铅法”的基本原理是铅精矿的氧化熔炼在密闭的氧气熔炼底吹炉中进行。
其最主要的化学反应是：
PbS＋2PbO=3Pb＋SO2↑。
水口山炼铅法属于有色重金属熔炼方法.将硫化铅精矿、熔剂、烟尘、煤粉及其他含铅物料组成的炉料,经过混合制粒后不经干燥加入吹炼炉,吹入氧气进行熔炼后,产出一部分粗铅,而带有一部分粗铅的炉渣进入电炉,在电炉中由煤粉喷枪喷入煤粉进行还原熔炼,产出金属铅.如果原料含锌高,根据控制还原程度的不同,可以从电炉产出金属锌或氧化锌.“SKS炼铅法”工艺流程见图1－1，铅精矿在氧气底吹炉中进行富氧化脱硫熔炼并沉淀产出一部分粗铅和高铅渣块，高铅渣块再在鼓风炉中进行焦炭还原熔炼产出粗铅。
“水口山炼铅法”的核心技术为富氧低吹炉炼铅技术。
图1—1工艺流程图
1998年，在中国有色工程设计研究总院倡导下，水口山矿务局、河南豫光金铅集团、池州冶炼厂、温州冶炼厂五方集资，进行氧气底吹熔炼—鼓风炉还原工业试验，取得成功。
1999年国家计委、国家经贸委分别批准用该工艺在池州冶炼厂建设3万t/a示范性工厂，在河南豫光金铅集团进行5万t/a铅厂的技术改造。
2002年8月，两厂采用该技术相继投产成功。
目前，国内又有4条生产线在建，国外也有若干家咨询。
氧气底吹炼铅法特点
（1）环保好，熔炼过程在密闭的熔炼炉中进行，避免了烟气外逸，SO2烟气经二转二吸制酸后，尾气排放达到了环保要求。
（2）能耗低，与烧结机—鼓风炉流程相比，氧气底吹实现了自热熔炼并回收了高温烟气中的余热，每生产1t粗铅能产出0.5t蒸汽（4.0MPa）；同时，熔炼炉已产出约50%的一次粗铅，鼓风炉物料处理量较烧结机流程减少约一半，焦炭消耗相应节省40~60%。
吨铅焦耗约150kg左右。
实际生产铅精矿—粗铅单位产品综合能耗<350Kgbm/t粗铅，低于国家规定的特级标准（360kgbm/t粗铅）。
（3）投资省，工艺流程短，相同生产规模较传统烧结机—鼓风炉流程投资可节省15~20%。
（4）生产成本低，和烧结机流程相比，生产过程简单，焦炭消耗量少；生产效率高，同时有价金属和硫回收率高，据实际生产成本核算，每吨粗铅生产成本较烧结机流程降低约10%。
（5）作业率高，氧气底吹熔炼炉年有效作业时间>8000h，即>330d。
（6）回收率高，有价元素回收率如下：
Pb>97%S>95%Au>98%Ag>98%
（7）对原料适应性强，氧气底吹熔炼炉既可直接处理各种品位的硫化铅精矿，又可同时处理各种二次铅原料。
实际生产中，铅原料含铅品位波动在40~65%之间，均能直接入炉进行熔炼。
（8）自动化水平高，氧气底吹熔炼过程采用DCS控制系统，实现了配料、制粒、供氧、熔炼、余热锅炉、锅炉循环水、电收尘、高温风机等全流程、全部设备的集中控制。
主要技术经济指标一览表
氧气底吹熔炼技术发展
氧气底吹熔炼—鼓风炉还原炼铅法解决了长期困扰铅冶炼行业SO2烟气和铅尘的污染问题，各项技术经济指标达到了国际先进水平，较传统烧结流程可节省约一半焦炭量。
但由于熔炼炉产出的熔融铅氧化渣需要凝结后再送鼓风炉还原，高温熔融渣的热焓白白浪费；同时鼓风炉还原工艺焦炭消耗量相对较高，因此，有必要开发熔融铅氧化渣直接还原工艺及装置，以进一步减少焦炭消耗，降低冶炼成本。
发展目标：
开发熔融铅氧化渣还原装置，在该装置内，铅氧化渣被高效彻底还原，还原剂消耗量接近理论值。
形成氧气底吹熔炼—熔融渣直接还原新工艺。
新工艺将博采众长，集中世界上先进炼铅技术的优点，同时克服各炼铅法的缺点，从而使我国这一具有自主知识产权的铅冶炼技术水平由目前的国际先进提升到国际领先。
参考文献
1屠海令等，有色金属冶金、材料、再生与环保，北京：
化学工业出版社，2002，12
2MineralCommoditysummaries2009.
3MineralCommoditysummaries2010.
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