铅操作手册.docx

1、铅操作手册自然属性及地位 铅是常用的有色金属，其年产销量在有色金属中排在铝、铜和锌之后的第四位。铅的化学符号是Pb（拉丁语Plumbum），原子序数为82，是所有稳定的化学元素中原子序数最高的。密度11.34g/cm3，熔点327.5，沸点1740。有较强的抗放射性穿透的性能。铅是一种银灰色有光泽的重金属，在空气中易氧化生成一层氧化铅或碱式碳酸铅，使铅表面失去光泽并防止进一步氧化。铅的导电性能相当低，抗腐蚀性能很高；质柔软，延性弱，展性强。 地壳中的铅常与锌、铜共生，构成铅锌矿或铅锌铜矿，其中除铅、锌、铜外，一般还含有金、银、铋、镉、铟、锗、锡等金属。因此，铅矿石需要通过预先选矿得到含铅40-

2、70%的精矿才能进行冶炼。 目前全球实现了工业化的铅冶炼工艺有前苏联的氧气闪速熔炼-电热还原法（基夫塞特（Kivcet）、QSL炼铅、富氧顶吹浸没熔炼法（ISA和Ausmelt炼铅）、卡尔多转炉炼铅、鼓风炉炼铅、氧气底吹炼铅（SKS）等。 铅的消费领域集中在铅酸蓄电池、电缆护套、铅箔及挤压产品、铅合金、颜料及其他化合物、汽油添加剂、弹药和其他方面，其中铅酸蓄电池中铅的消费量占到总消费量的75%以上。 铅在没有任何物理和化学性能损失的情况下，可以完全回收，目前可进入循环链的铅有90%得到回收。 中国是世界最大的铅生产国和消费国，2009年精铅的产量达到355万吨，在世界总产量867万吨中占到41

3、%；2009年中国铅消费量为333万吨，在世界总消费量822.5万吨中占到40%。 铅分类及质量标准 铅锭分为大锭和小锭，小锭为长方梯形，底部有打捆凹槽，两端有突出耳部。大锭为梯形，底部有T形凸块，两侧有抓吊槽。小锭单重可为：48kg3kg、42kg2kg、40kg2kg、24kg1kg；大锭单重可为：950 kg50kg、500 kg25kg。根据国标GB/T 469-2005，国内铅锭按化学成分分为5个牌号：Pb99.994、Pb99.990、Pb99.985、Pb99.970、Pb99.940。 表 铅锭化学成分表类别Pb不小于化学成分%杂质，不大于AgCuBiAsSbSnZnFeCdN

4、i总和pb99.99499.994 0.0008 0.0010 0.0040 0.0005 0.0008 0.0005 0.0004 0.0005 -0.0060 pb99.99099.990 0.0015 0.0010 0.0100 0.0005 0.0008 0.0005 0.0004 0.0010 0.0002 0.0002 0.0100 pb99.98599.985 0.0025 0.0010 0.0150 0.0005 0.0008 0.0005 0.0004 0.0010 0.0002 0.0005 0.0150 pb99.97099.970 0.0050 0.0030 0.030

5、0 0.0010 0.0010 0.0010 0.0005 0.0020 0.0010 0.0010 0.0300 pb99.94099.940 0.0080 0.0050 0.0600 0.0010 0.0010 0.0010 0.0005 0.0020 0.0010 0.0020 0.0600 铅从原矿开始，经过采矿和选矿，得到含铅45%70%的铅精矿，然后送入冶炼厂进行冶炼。 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。 主要冶炼工艺介绍： 基夫塞特（Kivcet）炼铅：1967年前苏联有色金属矿冶研究院开始试验；1988年实现了工业化连续生产。该工艺

6、是由原苏联的莫斯科有色研究院和哈萨克斯坦共同研制完成的。意大利萨米公司购买了该项专利权并在威斯麦港（Vesme Port）建设了一座8万吨/年粗铅厂。许可证和基本设计费高达1000万美元，投资巨大。 基夫塞特法炼铅对物料的制备要求严格，入炉炉料经配料后要求充分干燥至水份0.5%以下，粒度要求100目左右。终渣含铅3%以上，仍有低空污染问题，生产能耗高。 QSL炼铅：由德国鲁奇公司等研制的，已在中国、德国、韩国建厂，该工艺对原料制备要求相对较为宽松，物料水份、粒度组成不受严格的限制。 由于氧化与还原在同一个装置中完成，终渣含铅为5%-10%，氧耗高、电耗高。 富氧顶吹浸没熔炼法（ISA和Ausm

7、elt炼铅）：是澳大利亚联邦科学工业研究组织（简称CSIRO）在20世纪70年代初开始研究开发的顶吹浸没喷枪技术衍生出来的熔炼方法，属熔池熔炼范畴。20世纪70年代末澳大利亚MIM与CSiRO合作开发熔炼技术直接炼铅，并以艾萨炼铅法取得专利权。20世纪80年代初顶吹浸没喷枪技术发明人组建了Ausmelt公司并在喷枪和一些新的应用领域进行了开发，至此MIM和Ausmelt两家公司均获得了该项技术的转让权。该技术采用两台同样结构的竖式炉子分别进行氧化、还原熔炼。目前，ISA法氧化段生产已趋正常，氧化炉产出的SO2烟气可供制酸，但还原段生产稳定性较差。同时，该工艺氧枪更换频繁，一般4-7天需更换一次

8、，作业率低，换枪机构复杂，且投资较大。 卡尔多转炉炼铅：由瑞典波立登公司开发的技术，是氧气冶金在顶吹转炉上的一种应用，也属熔池熔炼范畴。炼铅工艺分两段进行： 富氧熔化并氧化，熔融物料还原熔炼，渣含铅可根据还原剂用量和还原时间确定，渣含铅也在3%左右。但氧化和还原产出的烟气，二氧化硫含量有较大差异。氧化段烟气，二氧化硫浓度高达16%，还原段产出烟气二氧化硫浓度低于400PPm。为了酸厂的连续生产，氧化段烟气先经压缩冷凝使50%的二氧化硫液化，剩余的烟气中的二氧化硫制酸。 ISA和Kaldo实际意义上都不是一步炼铅，只有Kivcet和QSL法属一步炼铅，前者要不是两个炉子分别氧化还原，要不分阶段进

9、行。 鼓风炉法炼铅：该工艺铅冶炼生产能耗高,产生SO2浓度低，不能实现两转两吸制酸，污染较为严重，劳动条件差。根据设备不同又分为烧结锅-鼓风炉、烧结机-鼓风炉和密闭鼓风炉ISP。烧结锅-鼓风炉国家已明确规定在2000年前必须淘汰。目前大部分现在生产的企业主要用的是烧结机-鼓风炉工艺。ISP技术可以使用混合铅锌矿原料进行冶炼，具有原料适应范围广，工艺成本低等优点。 氧气底吹炼铅（SKS）：1998年，多家单位出资合作利用水口山底吹炼铅试验车间，开展了氧气底吹熔炼-鼓风炉还原炼铅（即SKS法）验证试验工作，经两个多月的试验证明，工艺可靠、指标可行。实现了用底吹熔炼取代传统炼铅工艺中的烧结和返粉破碎

10、工序。由于底吹炉烟气SO2浓度高，利于制酸，硫的回收率高达95%96%，同时由于取消了烧结返粉破碎，彻底根治了SO2和铅扬尘污染。底吹熔炼过程不需外加燃料，完全自热并可利用部分余热发电节能。更主要的是底吹过程约有50%的铅通过交互反应直接产出粗铅，进入鼓风炉的高铅渣含铅40%45%，与烧结块含铅不相上下，因此鼓风炉熔炼的物料与烧结工艺比相应减少约50%，因此，焦炭耗量明显下降，从而使炼铅成本低于传统工艺，加上硫酸的利润，可取得良好的经济效益。该工艺原料适应性强，既可直接处理各种品位的铅精矿，也可以处理各种含铅物料、次生料，如铅极板、废旧蓄电池等。经过初级冶炼后得到的粗铅进一步精炼，有火法和湿法

11、两种。国外以火法为主，我国以电解精炼为主。电解法的特点是能更好地回收金、银、铋等有价金属，并得到纯电铅。火法精炼则较灵活，可根据粗铅中杂质情况和市场的需求组织生产，投资也省。 冶炼厂生产的产品通常有铅和铅合金两种。铅锭直接铸成，而合金则需要在熔融的铅中加入合金元素后再铸造。另外，铅还可制成氧化铅及其他化合物、铅板材等，用于玻壳、颜料、电池等下游行业中。同时下游行业的报废产品可以进入二次回收，经过重新分选后，进行二次冶金。 炼铅原料大部分是硫化铅精矿，小部分是铅锌氧化矿，其中所含有价金属几乎都可在冶炼过程中回收。中国硫化铅精矿中常含有以下有价金属：铅、锌、铜、砷、锑、铋、镉、汞、金、银、硒、碲、

12、铟、锗、铊。在烧结过程，95%以上的汞进入烟气；70%的铊，3040%的镉、硒、碲，以及一小部分砷、锑、铋等金属进入烟尘；其余留在烧结块和返粉中。在鼓风炉熔炼过程中，几乎全部的金、银和大部分铜、砷、锑、铋、锡、硒、碲进入粗铅，95%以上的锌、锗，50%以上的铟进入炉渣，8090%的镉进入烟尘。在火法初步精炼过程，粗铅中的铜、锡、铟大部分进入浮渣，金、银、铋等金属留在铅中。在铅电解精炼过程，比铅更正电性的金属如金、银、铜、锑、铋、砷、硒、碲等不溶解而留在阳极泥，比铅更负电性的金属如铁、锌、镍、钴与铅一道溶解，进入电解液，但不在阴极析出。 从烧结机烟气中可回收汞，烟尘一般返回配料，经循环富集后回收

13、镉和铊。处理鼓风炉烟尘可回收镉、锌、铟、铊等金属。 浮渣熔炼时产出粗铅、冰铜（包括砷冰铜）、炉渣和烟尘，可从冰铜和炉渣中回收铜、铅，从烟尘中回收铟和砷。处理含锡较高的粗铅时，高锡浮渣可经重选得到铅精矿和锡精矿，分别回收铅、锡。 中国低品位铅锌氧化矿在鼓风炉化矿过程中，一部分铅、锌、镉、锗挥发进入烟尘，一部分进入粗铅，大部分留在熔渣。熔渣经烟化炉挥发，铅、锌、镉、锗进入烟尘，再从烟尘中回收。世界铅消费主要集中在铅酸蓄电池、化工、铅板及铅管、焊料和铅弹领域，其中铅酸蓄电池是铅消费最主要的领域，2009年美国、日本和中国铅酸蓄电池耗铅量所占比例分别达到了86%、86% 和81.4%。基于环保的要求，

14、其他领域中铅的消费都比较低。 世界铅资源分布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。按照2009年世界铅精矿产量380万吨计算，现有世界铅储量和储量基础的静态保证年限分别为20.8年和44.7年。 表1999-2009年世界铅储量及储量基础（万吨 金属） 储量 储量基础 1999年 6400143002000年

15、 6400130002001年 6400130002002年 6800140002003年 6700140002004年 6700140002005年 6700140002006年 6700140002007年 7900170002008年 7900170002009年 790017000资料来源：USGSMineral Commodity Summaries 全球铅资源分布相对比较集中，主要分布在澳大利亚、北美、中国、中亚等国家和地区。2009年，前五位资源国的铅储量在世界总储量中占到68%。 （以上内容由安泰科提供） 世界铅精矿的生产 1970-2009年，世界铅精矿长期增长率为0.3%，

16、2000-2009年年均递增2.2%，2009年为385.1万吨。西方国家铅精矿产量长期处于下降趋势，中国是世界铅精矿增长的主要力量。 世界铅精矿的主要生产国有中国、澳大利亚、美国、秘鲁和墨西哥，2009年上述国家铅精矿产量在世界总产量中占到77%。 表世界主要国家铅精矿产量（万吨金属量） 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 世界合计 342.2352.5361.6382.5379.3中国 114.2133.1140.2147.2152.4 澳大利亚 71.562.158.959.452.5美国 43.642.943.442.241.5秘鲁 31.931.332.934

17、.530.2墨西哥 13.513.513.714.615.5数据来源：ILZSG，安泰科 世界主要铅精矿生产企业有道朗公司（Doe Run）、必和必拓（BHP Billiton）、超达（Xstrata）、泰克资源公司（Teck Resources）等。2009年，世界前10家生产企业铅精矿产量在世界总产量中占到33.6%。世界主要铅矿山有美国的韦伯纳姆矿（Viburnum）铅锌矿、澳大利亚的坎宁顿（Cannington） 银铅锌矿和伊萨山（MountIsa） 铅锌矿、加拿大的红狗铅锌矿（Red Dog）等。2009年，世界前10大矿山的铅精矿产量在世界总产量中占到26.9%。 世界精铅的生产

18、世界精铅生产主要集中在亚洲、欧洲和美洲三大地区，2009年，这三大地区的精铅产量达到847.8万吨，占全球总产量的96.1%；其中亚洲占比达到55.5%。 二十世纪八十年代以前，世界精铅产量在西方产量的增长推动下上扬。1960-1980年间，世界精铅产量的年度增幅为2.7%，其中西方国家精铅产量增幅达到2.6%。九十年代以后，中国铅冶炼产能的迅速扩张，引导中国精铅产量迅猛增长，成为世界精铅产量增长的主力军； 同期，西方国家精铅产量维持在500万吨下方。1990-2009年间，世界精铅产量年度增幅为2.5%，其中西方国家的产量增幅仅为0.2%，而中国达到了13.5%。 亚洲在精铅生产方面与美洲、

19、欧洲明显不同，前者以原生铅为主，而后两者以再生铅为主。2009年，亚洲再生铅产量占其总产量的比例为41.2%，低于世界平均水平的56.4%，欧洲、美洲再生铅产量在总产量中所占比重分别高达76.4%和81.2%。 分国别来看，精铅生产主要集中在中国和美国，2009年上述两国精铅产量为494.5万吨，占全球总量的56.1%。但两国的生产方式截然不同，中国以原生铅为主，美国以再生铅为主。2009年中国精铅产量为370.8万吨，其中再生铅为123.3万吨，所占比重为33.2%。美国2009年精铅产量为123.7万吨，其中再生铅所占比重高达91.4%。 表2005-2009年世界主要国家精铅产量（单位：

20、万吨） 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 全球 763.5792.3812.3851.5882欧洲 170.5165.7177.3179.5166.4非洲 1312.211.711.49.4美洲 204.3207.1205.9206.8192.2亚洲 348382.1392.5426.6489.1大洋洲 27.725.224.927.224.8中国 239.1271.5278.8320.6370.8美国 129.3130.3130.3128.6123.7德国 41.837.940.541.539.1英国 30.429.827.530.331.2其他 322.9322.

21、8335.2345.8317.3数据来源：ILZSG，安泰科 世界铅的消费与贸易世界铅的消费 世界铅消费主要集中在铅酸蓄电池、化工、铅板及铅管、焊料和铅弹领域。铅酸蓄电池是铅消费最主要的领域，2009年美国、日本和中国铅酸蓄电池耗铅量所占比例分别达到了86%、86%和81.4%。基于环保的要求，其他领域中铅的消费都比较低。 世界铅消费趋势分为两个阶段，1970-1994年间，世界铅消费水平基本维持在500-550万吨，年均增幅仅为0.8%；同期西方铅消费呈现增长态势，年均增幅达到1.1%。1995-2009年，中国铅消费异军突起，17.9%的年均消费增幅引领世界铅消费出现2.7%的年均增幅，同

22、期，西方铅消费则以0.4%的速度下降。中国在2004年超过美国，成为全球最大的铅消费国。 全球铅消费呈现两级化，中国和美国的消费量都在百万吨以上，2009年上述两国的铅消费量在全球消费中所占比重分别达到40.4%和17.4%，中国的消费比例在提高，美国的比例低于2008年的18.4%。位居第三的德国，铅消费量只有31万吨。 表世界主要铅消费地区和国家 世界 西方 欧洲 非洲 美洲 亚洲 大洋洲 美国 日本 韩国 中国 2004年 729.6543.4201112043104.115029.237.11512005年 780.3544.2200112133553.115929.138.41992

23、006年 810.5550.5197112173882.916230.333.7225.52007年 814.8524195112014032.715127.934.2253.92008年 826.4509.3183112013872.515226.131.2282.62009年 822.5458.81578.81864702.21431932332.9数据来源：ILZSG，安泰科 世界铅的贸易 世界铅精矿年进出口贸易量大约有400万吨实物量。中国是最大的铅精矿进口国，2009年中国铅精矿进口量在世界总的进口量中占到55%的绝对份额。中国铅冶炼产能迅速扩张，国内产量无法弥补需求，精矿进口自20

24、00年以来快速增长。其他进口量在10万吨以上的国家有韩国、德国和日本。 澳大利亚、秘鲁和美国是世界主要的铅精矿生产国，也是主要的精矿出口国。上述三个国家的出口量在世界总出口量中占到50%的份额。 表世界主要铅精矿进口国，单位：万吨 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 比利时 7.87.26.55.811.7保加利亚 5.06.05.67.23.8德国 12.210.912.712.714.0加拿大 6.03.84.86.55.4中国 56.766.269.779.588.4日本 10.29.49.311.09.9韩国 15.614.515.414.118.7合计 135

25、.0133.3143.0152.2160.7数据来源：ILZSG，安泰科 表世界主要铅精矿出口国，单位：万吨 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 比利时 5.86.65.87.18.9爱尔兰 6.55.75.65.36.1俄罗斯 3.13.34.56.87.8秘鲁 22.720.918.725.227.7美国 38.730.230.327.827.5合计 158.4149.5149.1158.0171.2数据来源：ILZSG，安泰科 2007年以来，世界精铅的年进出口贸易量出现萎缩；2009年的贸易量为316.4万吨，比2006年峰值的394.1万吨减少了77.7万吨或

26、19.7%。 全球精铅进口比较集中，美国一直是最大的精铅进口国。2005年以来，前五位进口国中西班牙的进口量持续下降，中国的进口量在2009年异常大幅增长，主要原因是国内外价差引导的跨市套利交易。其他主要进口国家集中在欧洲和亚洲的一些精铅消费国。 精铅的主要出口国有两种情况，一种是资源丰富的国家，如中国、澳大利亚和加拿大等；一种是冶炼产能较大的国家，如德国和哈萨克斯坦等。中国精铅出口量从2007年开始锐减，原因是中国出口政策的变化，不仅取消了之前15%的出口退税，还增加了10%的出口关税。 表世界精铅主要进口国；单位：万吨 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 全球总计

27、183.5199.2171.9167.3163.1*美国 29.833.326.731.325.3中国 5.93.32.53.115.7韩国 15.912.111.09.213.1西班牙 17.114.913.811.311.8中国台湾 9.810.17.85.49.6其他 107.2147.8125.3130.2107.2*数据来源：ILZSG，中国海关 *未包括新加坡和马来西亚的进口量 表世界精铅主要出口国；单位：万吨 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 全球 179.2194.9167.9154.7153.3*中国 45.553.823.63.42.3澳大利亚 2

28、4.521.822.221.824.6德国 11.412.211.913.916.3加拿大 16.118.416.811.313英国 5.18.76.8812.8墨西哥 1.82.24.68.111.9其他 120.3131.6105.691.674.7*数据来源：ILZSG，中国海关 *：未包括哈萨克斯坦和新加坡的出口量 表2000-2009年铅市场供求平衡 铅精矿产量 精铅产量 精铅消费量 铅价 2000年 316.9666.5651.54542001年 300658.56484542002年 282.9667663.54762003年 311.1678.7684.45142004年 312.8699.8729.68862005年 342.3762.4778.69762006年 352.5793.5806.312892007年 362.6812.