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怎样提炼铅再生铅

元素符号Pb,灰白色金属,在元素周期表中属ⅣA族,原子序数82,原子量207.2,面心立方晶体,常见化合价为+2、+4。 
铅是人类较早提炼出来的金属之一,炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期。埃及前王朝时期(早于公元前3000年)即有用铅制作的小的人像,美索不达米亚于乌拉克三期(Uruk Ⅲ,公元前3000年)已用铅制作小容器或锤成薄片,在乌尔(Ur)遗址曾发现残破的铅质水管。但是,直到公元前15世纪之后,铅才较常见于巴勒斯坦一带。 
中国古代“铅”写作“”。商代(公元前16~前11世纪)中期在青铜器铸造中已用铅,西周(公元前11世纪~前771年)的铅戈含铅达99.75%。在古代,铅往往被加入铜中成为合金化金属,还用来制作铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]、铅丹(Pb3O4)。
北美于1621年开始采炼铅矿。欧洲于17世纪开始有大规模生产铅的记载。1800年欧洲产铅约两万吨,其中一半产于英国。 
资源 铅的矿物有原生硫化矿和次生氧化矿两种。硫化矿的主要矿物为方铅矿(PbS),常和闪锌矿(ZnS)、辉银矿(Ag2S)、黄铁矿(FeS2)等共生。氧化矿主要有白铅矿(PbCO3)和硫酸铅矿(PbSO4)。方铅矿是生产铅的主要矿物。 
世界铅矿资源较丰富的国家有美国、加拿大、苏联、澳大利亚和墨西哥等。中国铅矿资源也较多,分布于湖南、广西、广东、江西、江苏、云南、青海、甘肃、陕西等省区,著名的矿山有水口山、凡口、桃林等。
    性质和用途 铅是最软的重金属,也是比重大的金属之一,展性良好,易与其他金属制成合金。
    铅在空气中表面氧化,生成氧化铅膜。在潮湿并含有二氧化碳的空气中,则生成碱式碳酸铅。这些生成物都能阻止铅继续氧化。铅是两性金属,可形成铅酸盐。铅能和HCl或H2SO4作用,形成几乎不溶的PbCl2或PbSO4,从而防止铅继续被腐蚀。 
铅广泛用于制造铅合金。铅合金大量用于制造蓄电池极板,铅管和铅板用作防腐材料。铅对X射线和γ射线有良好的吸收性,广泛用作X光机和原子能装置的防护材料。汽油内加入四乙基铅[Pb(C2H5)4]可提高其辛烷值。用作颜料的铅化合物有铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]、铅丹(Pb3O4)、铅黄(PbCrO4)、密陀僧 (PbO)等。盐基性硫酸铅、磷酸铅和硬脂酸铅用作聚氯乙烯的稳定剂。 
美国1979年用铅量比例为:蓄电池61%,汽油添加剂12%,颜料6%,弹药4%,建筑材料3%,电气2%,其他12%。
由于铅毒和经济等原因,某些领域中的铅,已经或即将为其他材料所代替。铅的售价有下降的趋势。1979、1980、1981年伦敦市场铅的平均价格分别为54.5、41.2、33.3美分/磅。 
70年代末世界铅产量的80%以上用传统的烧结-鼓风炉流程生产,约10%用铅锌鼓风炉流程(I.S.P)生产,其他生产方法有波利顿(Boliden)电炉、改良膛式炉(BBU)和短窑等。 
炼铅的原料主要是硫化铅矿,采出的矿石品位一般低于3%,须经选矿得到铅精矿再行冶炼。铅精矿一般成分为:铅40~75%,锌1~10%,硫16~20%,还常含有银、铜、铋、砷、锑等伴生或共生金属。 
硫化铅精矿炼铅 主要包括烧结赔烧、鼓风炉熔炼等过程
     烧结焙烧 使精矿中的PbS氧化为PbO,并烧结成块。烧结块含铅40~50%,含硫低于2%。一部分二氧化硫浓度高的焙烧烟气可用于生产硫酸。 
还原熔炼将破碎成100毫米左右的烧结块配以10%左右的焦炭装入鼓风炉,从炉的下部鼓入空气或预热空气(250~450℃)或富氧空气,使焦炭燃烧,保持风口区的温度在1300℃左右,含有CO的高温烟气在炉内向上运动,在此过程中,使炉料中的氧化铅还原成铅,氧化铁等形成炉渣。液体铅和炉渣流入炉缸,进行分离。铅液在向下流动过程中捕集金、银、铜、铋等金属。所得含铅约98%的粗铅,送往精炼。炉渣含锌高时,经烟化炉处理回收锌、铅。 
粗铅精炼 分火法精炼和电解精炼。火法精炼的基建投资省,生产费用低,为世界许多炼铅厂采用;电解精炼除铋效果好,粗铅含铋高时,宜采用电解精炼。 
火法精炼包括:熔析精炼和加硫除铜。熔析是利用铜在铅中的溶解度随温度的降低而减小的特性,降温除去部分铜,加硫是使铜生成Cu2S进一步除去。经过这两段作业,铅中含铜可降至0.001~0.002%。②碱性精炼除砷、锡、锑。除后的铅液不断流经熔融的氢氧化钠和氯化钠,同时加入硝石 (NaNO3)作氧化剂,使砷、锡、锑分别氧化生成砷酸钠(Na3AsO4)、锡酸钠(Na2SnO3)和锑酸钠(Na3SbO4),溶于氢氧化钠和氯化钠的混合熔体中而与铅分离。③加锌除银。加锌于含银的铅液,生成浮于铅液表面的“银锌壳”。银锌壳一般比粗铅含银高20倍,是提取银的原料。铅液中残存的锌(0.6~0.7%),可用碱性精炼法或氯化精炼法除去。真空蒸馏除锌法也已被一些工厂采用。④加钙、镁除铋。在一定温度下铋与钙可生成Bi2Ca3和 Bi3Ca,铋与镁可生成Bi2Mg3,此法可使铅中的铋降至0.01~0.02%。 
火法精炼作业都可在铸铁制的精炼锅内进行。氧化法除锌也可使用反射炉。 
电解精炼粗铅中的铜、锡等杂质,对电解有害,电解前先用火法初步精炼,以除去铜、锡。电解时阳极中须含有千分之几的锑,以便使阳极泥致密而不脱落,故在铸造阳极前须调整铅液中的含锑量。电解以火法初步精炼的粗铅为阳极,以电解精铅薄片为阴极,在硅氟酸铅和硅氟酸溶液中进行。电解液一般含Pb2+ 80~120克/升、H2SiF680~100克/升。电解液温度30~45℃,电流密度160~250安/米2,同极中心距75~110毫米,槽电压 0.45~0.5伏,电流效率约92~98%,每吨阴极铅的电能消耗为120~160千瓦小时。 
炼铅新工艺 由于 PbS熔点低而造成的焙烧脱硫困难,要求烧结机进料含硫保持在5~7%,为此需配入3.5~4倍于原料量的返粉,这就不仅降低了设备能力,同时也限制了烟气二氧化硫浓度的提高,为二氧化硫的回收带来困难,而且返粉的制备须经烧结块冷却、多段破碎、运输、配料等过程,从而加剧了铅尘和烟气对环境的污染。为此,60年代以来,许多国家先后研究了多种直接处理铅精矿产出粗铅的新方法,以取代传统的烧结机-鼓风炉流程。基夫塞特法(KIVCET)──氧气闪速熔炼、电炉贫化炉渣,正在建设生产厂。氧化顶吹旋转转炉(TBRC)炼铅方法,已为瑞典的炼铅厂所采用。氧气底吹炼铅法(QSL)正在进行工业试验,奥托昆普(Outokumpu)闪速熔炼炼铅法──氧气闪速熔炼、电炉插以还原喷枪贫化炉渣,已完成中间试验工厂。此外,用氯盐浸出铅精矿的湿法炼铅的研究也取得了一些进展。 
再生铅 蓄电池用铅量在铅的消费中占很大比例,因此废旧蓄电池是再生铅的主要原料。有的国家再生铅量占总产铅量的一半以上。 
再生铅主要用火法生产。例如,处理废蓄电池时,通常配以8~15%的碎焦,5~10%的铁屑和适量的石灰、苏打等熔剂,在反射炉或其他炉中熔炼成粗铅。 
铅毒 铅的蒸气和粉尘容易通过呼吸道和食道进入人体,铅和氧化铅溶于血液引起中毒,常有贫血、腹痛、痉挛、眼和肾受损害等症状。铅生产过程中应注意环境保护,加强烟气净化除尘,发现生产人员体内含铅量高时,应治疗排铅。