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1、 设计（论文）专用纸第一章 绪 论1.1 铅的性质1.1.1 铅的物理性质铅是蓝灰色金属，新的断口具有明显的金属光泽。铅的蒸汽压较大，在不同温度下铅的平衡蒸汽压如下表1-1：表1-1 同温度下铅的平衡蒸汽压 温度/K89398310931233蒸汽压/Pa0.131.3313.33133.32温度/K156316331798 蒸汽压/Pa6666.113332.2100324.72由于高温时铅的挥发性较强，易导致铅的损失，所以炼铅厂必须具有完善的收尘设备，以保证铅的回收，同时防止工作人员铅中毒。铅在重金属中是最柔软的金属，硬度为莫氏1.5，能用指甲刻划；展性很好，可轧成铅皮，锤成铅箔；延展性差
2、，不能拉成铅丝。铅为热和电的不良导体，如果银的热导率和电导率为100，则铅的热导率仅为8.5，而电导率仅为10.7，铅的主要物理性质如表1-2所示。表1-2 铅的主要物理性质性质单位数值半径熔点沸点熔化热汽化热密度热导率电阻率PmKKkJ/molkJ/molkg/m3w/(mk)m132（Pb+2），84（Pb4+）175（Pb）600.6520135.121177.811350（293k）35.3（300k）20.64810-8（293k） 1.1.2 铅的化学性质铅是元素周期表中第6周期A族元素，元素符号Pb，原子序数82，相对原子质量207.2.。铅原子的外电子构型为Xe4f145d10
3、6s26p2,在形成化合物时可失去6p轨道上的2个电子，也可同时失去6s轨道上的2个电子，故铅有+2价和+4价，常温下为+2价为主。常温下铅在完全干燥的空气中，或者在不含空气的水中，都不会起化学变化；在潮湿的和含有CO2的空气中，铅失去金属光泽而变成暗灰色，其表面被次氧化铅（Pb2O）薄膜所覆盖。铅与氧生产四种氧化物 PbO Pb2O Pb3O4 Pb2O3，其中最稳定的是PbO，其余都不稳定，只是冶金过程的中间产物。PbO是容易挥发的氧化物，沸点1743K，在空气中1073K时便显著挥发，因此炼铅过程中因PbO挥发而造成的损失很大。铅易溶于硝酸、硼氟酸、硅氟酸等算中；难溶于稀盐酸及硫酸，常温
4、时盐酸和硫酸的作用仅及于铅的表面，因为生成的PbCl2和PbSO4几乎是不溶解的，附着在铅的表面，使得其内部的金属不受酸的影响。1.2铅的用途及分类1.2.1 铅的用途铅是电气工业部门制造蓄电池、汽油添加剂和电缆的原材料；由于铅具有很高的抗酸、碱性能，故它广泛用于化工设备和冶金工厂电解槽作内衬；铅能吸收放射性射线，所以用作原子能工业和医学中的防护屏；铅能与许多金属形成合金，所以铅也以合金的形式被广泛使用，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。1.2.2 铅的分类目前最常见的一种铅分类方法是把铅分为粗铅和电铅，粗铅是指经过冶炼后得到含铅量为96%左右的铅，电铅是
5、指经过电解精炼后得到的含铅量为99.99%以上的铅；另一种方法则把铅分为国际一号铅和国际二号铅，国际一号铅：牌号1#电解铅，铅含量不小于99.994%，国际二号铅：牌号2#电解铅，铅含量不小于99.99%。1.3炼铅原料1.3.1 矿物原料铅在地壳中平均含量为0.0016%。从矿床中开采的铅矿主要有硫化矿和氧化矿两大类，其中硫化矿分布最广。主要的硫化矿物是方铅矿（PbO），其共生矿物为闪锌矿（ZnS），伴生矿物为辉银矿（Ag2S）此外还常伴生有黄铁矿（FeS2）和其他硫化矿物。氧化铅矿主要由白铅矿（PbCO3）和铅矾（PbSO4）组成，属于次生矿，常出现在原生矿的上层，或与硫化矿共存而形成硫化
6、氧化复合矿。铅在氧化矿床中的储量比在硫化矿床中少得多，故对炼铅工业来说，氧化矿意义较小。自然界中铅矿成单一矿床存在的很少，多数是多金属矿，最常见的是铅锌复合矿。1.3.2 再生铅原料从废旧金属和工业金属废料中提取的金属称为二次金属或再生金属。可以用来生产再生铅的原料很广泛，如回收的废旧蓄电池残片及填料，废电池厂和冶炼铅厂所产生的铅浮渣，二次金属回收厂和有色金属生产厂所产生的铅炉渣，二次金属回收和贵金属冶炼厂所产生的含铅烟尘，湿法冶金所产生的浸出铅渣，铅熔炼所产生的铅锍，铅消费部门的各种废旧料等等，其中以废蓄电池的回收量最大。1.4世界铅资源分布及商业库存1.4.1世界铅资源分布世界铅储量比较丰
7、富，资源潜力较大，加上较高再生率，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。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%如图1-1所示。图1-1 2009年国家
8、主要铅储量世界勘查和开采的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。近年来发现的铅矿主要产在美国(阿拉斯加)、澳大利亚、加拿大、中国、爱尔兰等地。1.4.2 世界铅的商业库存目前世界铅的商业库存量仍偏高，随着市场供应缺口的加大，今后会消化掉一定量的库存，从而有利于铅矿和精炼铅的产量增长。2004 年世界精炼铅出口总量为 149.64 万吨，比 1994 年增长 56.4 %。目前世界主要出口国有中国、澳大利亚、加拿大、比利时、哈
9、萨克斯坦、美国和秘鲁等。 2004 年世界精炼铅总进口量为 174.39 万吨，比 1994 年增长 79.1 %。目前世界主要进口国和地区有美国、韩国、德国、西班牙、法国、中国台湾、泰国、印度、马来西亚、荷兰和意大利等。从总的情况来看，中国、澳大利亚、加拿大、比利时、哈萨克斯坦、德国、秘鲁和美国等国是世界上最主要的铅出口国，以上八国 2004 年精炼铅出口量占当年世界精炼铅出口量的 70 %以上；而美国、韩国、西班牙、中国台湾、意大利、德国和法国等则是世界上重要的铅进口国和地区，以上 7个国家和地区 2004 年精炼铅进口量占当年世界精炼铅进口量的 50 %。2004年世界精炼铅的商业库存量
10、为 27.53 万吨，美国战略储备为 5.54 万吨，均为近几年的较低水平。到 2004 年底，西方世界精炼铅的库存量可供消费周数下降到 3 周。1.5 我国的铅市场分析过去几年来国内铅行业无论产量还是消费量都得到快速增长，中国已成为全球最大铅生产国和消费国。然而，国内铅精矿产量无法满足冶炼需求，每年大约三分之一的原料供给依赖进口。未来铅冶炼行业的发展仍将受到原料供应的制约，同时铅价和加工费的波动也在很大程度上影响着铅企业的利润。原料供应及铅价走势成为铅企业最为关注的问题之一，也是影响铅行业未来发展的重要因素。1.5.1 铅精矿产量2010 年中国铅精矿产量达到171 万t，占全球总产量44%
11、份额。20052010 年，中国铅精矿产量年平均增长9.6%。中国铅精矿生产主要分布在内蒙、四川、湖南、云南和广西等资源丰富地区，2010 年上述5省区铅精矿产量合计达108.5 万t，占全国总产量的63%。中国铅采选行业集中度较低，企业数量多、规模小。全国有800 家以上铅矿山企业，而2010 年铅精矿产量在1 万t 以上的不到20 家。全国前10大铅矿山企业铅精矿产量合计为29.9 万t，仅占全国总量的17.5%。截止2013 年底将有20 个铅锌矿山扩产项目投产，将新增铅锌矿石采选能力1 250 万t/a，折合铅金属量9.9 万t 和锌金属量43.9 万t。其中三分之二新增产能为现有矿山
12、产能的扩建，而来自新发现矿山的新建采选能力只占到三分之一，说明未来铅锌矿山产量增长将主要来自于现有矿山的扩建。而近年新发现的铅锌矿山由于存在地质勘探程度较低、矿石类型和成分复杂、品位不高、地处偏远地区、基础设施条件差等种种不利条件，大部分新增铅锌资源在短期内无法得到有效开发利用。随着这些扩产项目陆续投产，预计未来5 年内中国铅矿山产量将保持5.6%的年平均增速，到2015年铅精矿产量达到225 万t，占世界总量的47%。1.5.2 铅精矿进口量中国既是世界最大的铅精矿生产国，也是最大的铅精矿消费国。中国自产铅精矿产量无法满足国内铅冶炼行业的需求，每年仍需进口大量铅精矿作为原料补充。200520
13、10 年，中国铅精矿进口量年均增长11.8%，到2010 年达88.2 万t （铅金属量）。中国铅精矿供应的对外依存度从2005 年的33%提高到2010 年的35%。中国主要从秘鲁、美国、澳大利亚、俄罗斯和哈萨克斯坦等国进口铅精矿，2010 年从上述5 国进口的铅精矿数量占全年进口量的61.3%。在下游消费快速增长的带动下，预计未来5 年内中国原生铅产量将保持6.4%的年平均增速，快于同期铅精矿产量增长（5.6%）。在这种情况下，铅精矿进口量需保证10.8%的年平均增长，才能满足国内铅冶炼行业的需要。预计到2015 年中国铅精矿进口量将达到147 万t （铅金属量），而铅精矿供应的对外依存度
14、将提高至40%。1.6 我国铅冶炼的生产现状 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1 2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入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。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，5万以上生产能力的只有不到10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。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。 第6页第 1 页
