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1 铅锌的资源、产品市场和生产方法1

1．1 世界铅锌资源与储量1

1．1．1 世界铅资源与储量1

1．1．2 世界锌资源与储量1

1．1．3 世界探明的巨型铅锌矿床2

1．1．4 世界近期开发的大型铅锌矿床3

1．2 中国铅锌资源与储量4

1．2．1 中国铅资源与储量4

1．2．2 中国锌资源与储量6

1．2．3 铅锌矿资源的保护7

1．3 世界铅锌产量7

1．3．1 世界铅产量7

1．3．2 世界锌产量9

1．4．1 中国铅产量10

1．4 中国铅锌产量10

1．4．2 中国锌产量11

1．5 世界铅锌消费量12

1．5．1 世界铅的消费量12

1．5．2 世界锌的消费量13

1．6 中国铅锌消费量14

1．6．1 中国铅的应用领域及需求量预测14

1．6．2 中国锌的应用领域及需求量预测16

1．7 铅锌矿物及二次原料17

1．7．1 铅锌矿物及铅锌精矿17

1．7．2 铅锌的二次原料19

1．8 铅锌冶炼方法20

1．8．1 铅精矿冶炼21

1．8．2 锌精矿冶炼23

参考文献25

2．1．1 电子层结构26

2．1 铅锌及有关元素的物理化学性质26

2 铅锌及其主要伴生元素素和化合物的性质26

2．1．2 极化率27

2．1．3 粒子半径28

2．1．4 离子势30

2．1．5 原子和离子的电离能31

2．1．6 放射性同位素32

2．1．7 电负性33

2．1．8 磁化率33

2．1．9 熔点、熔化热、沸点、气化热35

2．1．10 密度、摩尔体积、线胀系数、弹性模数、热导率、电阻率及磁化率35

2．1．11 不同温度下的蒸气压36

2．1．12 不同温度下的密度、表面张力、粘度37

2．1．13 水合38

2．1．14 非晶态固体38

2．1．15 超导39

2．2 铅锌及其主要伴生元素和化合物的热力学性质40

2．2．1 氧势图40

2．2．2 硫势图42

2．2．3 铅锌主要化合物的热力学性质42

2．2．4 水溶液中的有关电极反应的标准氧化还原电势43

2．2．5 水溶液体系的热力学数据46

参考文献48

3 铅锌硫化精矿的焙烧与烧结49

3．1 铅锌硫化精矿焙烧与烧结的理论基础49

3．1．1 PbS氧化的热力学49

3．1．2 PbS氧化的动力学55

3．1．3 ZnS氧化的热力学58

3．1．4 ZnS氧化的动力学61

3．1．5 铁硫化物在焙烧过程中的变化65

3．1．6 含锌、铅复杂原料的硫酸化焙烧67

3．1．7 铅锌精矿中其它金属硫化物的氧化反应69

3．2．1 锌精矿正常流态化的鼓风压力与鼓风量76

3．2 硫化精矿的流态化焙烧76

3．2．2 流态化焙烧炉78

3．2．3 锌精矿流态化焙烧的生产工艺82

3．3 硫化精矿的烧结焙烧92

3．3．1 烧结焙烧的炉料及配料92

3．3．2 烧结返粉的制备96

3．3．3 烧结炉料的制粒98

3．3．4 带式烧结机99

3．3．5 铅锌烧结焙烧过程100

3．3．6 烧结机的供风排气104

3．3．7 铅锌烧结焙烧的生产操作106

3．3．8 烧结焙烧的量平衡关系108

3．3．9 烧结焙烧过程的技术经济指标110

参考文献112

4．1 铅鼓风炉熔炼的物料114

4 铅烧结块鼓风炉熔炼114

4．2 铅鼓风炉还原熔炼的理论基础116

4．2．1 氧化铅还原的热力学116

4．2．2 复杂铅氧化物(PbO·SiO2)还原的热力学117

4．2．3 铅氧化物还原的动力学119

4．2．4 铅烧结块中其它金属氧化物的还原128

4．2．5 铁的氧化物还原129

4．2．6 铅烧结块中的金属硫化物在熔炼过程中的行为129

4．3 铅烧结块还原熔炼的生产工艺130

4．4 炼铅鼓风炉131

4．4．1 矩形炉子的结构组成131

4．4．2 炉子结构参数136

4．4．3 “椅型”鼓风炉138

4．4．4 铅鼓风炉熔炼产物的分离和保温设备139

4．5．1 碳质燃料的燃烧140

4．5 铅鼓风炉熔炼的供风与排气140

4．5．2 铅鼓风炉的还原能力143

4．5．3 铅鼓风炉熔炼的供风和风量的确定144

4．5．4 富氧空气熔炼与热风熔炼145

4．5．5 铅鼓风炉的排气150

4．6 铅鼓风炉熔炼产物151

4．6．1 铅鼓风炉内的物理化学变化151

4．6．2 粗铅152

4．6．3 铅炉渣152

4．6．4 铅锍和黄渣160

4．7 铅鼓风炉熔炼的操作163

4．7．1 开炉163

4．7．2 正常作业及过程技术控制165

4．7．3 常见故障及其处理167

4．8 鼓风炉熔炼的主要技术经济指标169

4．7．4 停炉169

4．9 铅鼓风炉熔炼金属平衡、物料平衡与热平衡170

4．10 氧化铅矿的鼓风炉熔炼174

参考文献177

5 硫化铅精矿的直接熔炼178

5．1 硫化铅精矿直接熔炼的基本原理178

5．2 Kivcet法直接炼铅185

5．3 氧气底吹炼铅法196

5．4 顶吹浸没熔炼法205

5．5 氧气顶吹Kaldo转炉法210

参考文献214

6 炼铅炉渣及其烟化处理215

6．1 炼铅炉渣的组成及其性质215

6．1．1 炼铅炉渣的化学组成215

6．1．2 熔融炼铅炉渣的物理化学性质219

6．1．3 熔融炉渣的结构236

6．2 炼铅炉渣的处理238

6．2．1 回转窑烟化法238

6．2．2 电热烟化法239

6．2．3 烟化炉烟化法240

6．3 炼铅炉渣烟化炉处理的生产工艺240

6．3．1 炉渣烟化的基本原理240

6．3．2 炉渣烟化的设备246

6．3．3 炉渣烟化的生产实践255

6．3．4 烟化炉处理氧化铅锌矿266

6．4 烟化炉有关计算267

6．4．1 单位生产率(床能力)的计算267

6．4．2 烟化炉及其风口主要尺寸的计算268

6．4．3 烟化炉主要工艺参数的计算269

6．5 烟化炉的物料平衡和热平衡270

参考文献271

7 粗铅的精炼274

7．1 粗铅的化学成分和粗铅的精炼工艺流程274

7．2 粗铅火法精炼277

7．2．1 粗铅除铜277

7．2．2 粗铅除碲285

7．2．3 粗铅除砷锑锡286

7．2．4 粗铅加锌除银290

7．2．5 粗铅除锌292

7．2．6 粗铅除铋293

7．2．7 最终精炼296

7．3 粗铅电解精炼297

7．3．1 铅电解的电极反应过程297

7．3．2 电解过程中杂质的行为298

7．3．3 电解液与阴阳极的制备298

7．3．4 电解技术条件及其控制302

7．3．5 电解设备306

7．3．6 阳极泥的洗滤309

7．3．7 主要技术经济指标310

7．3．8 铅电解液的净化313

7．3．9 析出铅的熔化与铸锭313

参考文献314

8 湿法炼锌的浸出过程316

8．1 湿法炼锌浸出过程及所用的物料316

8．2 典型的浸出工艺流程及描述317

8．2．1 常规浸出流程317

8．2．2 热酸浸出流程318

8．3 浸出过程的基本化学反应318

8．3．1 金属氧化物的溶解与沉淀反应318

8．3．2 Zn-H2O系及M-H2O系电势-pH图320

8．3．3 中性浸出液中Fe2+的氧化和Fe3+与As、Sb的共沉淀323

8．3．4 铁酸锌浸出的热力学与动力学325

8．4．1 单浸出-浸出渣送铅熔炼处理328

8．4 锌焙砂浸出工艺与生产实践328

8．4．2 常规法-浸出渣经浮选后送回转窑挥发锌329

8．4．3 热酸浸出-黄钾铁矾法沉铁335

8．4．4 热酸浸出-针铁矿法沉铁浸出过程343

8．4．5 复浸-高压还原浸出-赤铁矿法沉铁浸出过程347

8．5 氧化锌粉及含锌烟尘的浸出349

8．5．1 原料氧化锌粉及含锌烟尘的来源与化学成分349

8．5．2 氧化锌粉浸出前的预处理350

8．5．3 氧化锌粉原料的浸出353

8．6 氧化锌矿的直接浸出356

8．7 硫化锌精矿的氧压浸出359

8．7．1 工艺过程的化学机理和动力学359

8．7．2 氧压浸出的工业实践361

8．7．3 氧压浸出与常规黄钾铁矾法的技术经济比较367

8．8．1 主要浸出设备及生产数据369

8．8 浸出过程所用设备及生产数据369

8．8．2 矿浆浓密与过滤设备371

8．8．3 锌浸出渣的干燥375

参考文献376

9 硫酸锌浸出溶液的净化377

9．1 硫酸锌浸出溶液的成分及其净化方法377

9．2 用锌粉置换法净化硫酸锌溶液378

9．2．1 锌粉置换法的一般原理378

9．2．2 锌粉置换除铜、镉381

9．2．3 锌粉置换除钴、镍382

9．3 用有机试剂沉淀法除钴、镍387

9．3．1 黄药除钴法387

9．3．2 β-萘酚除钴法388

9．4 除去氟氯等其它杂质的净化方法389

9．4．1 除氯389

9．5 净化过程的主要设备390

9．4．2 除氟390

9．4．3 除碱离子390

9．5．1 流态化净化槽391

9．5．2 机械搅拌槽392

9．5．3 厢式压滤机392

9．5．4 板框压滤机393

9．5．5 管式压滤器394

9．6 净化过程的操作与控制395

9．6．1 连续两段加锌粉除铜镉395

9．6．2 锌粉-锑盐净化法的操作与控制396

9．6．3 锌粉-黄药净化法的操作与控制402

9．6．4 锌粉-砷盐净化法的操作与控制404

9．7 净化过程的主要技术经济指标407

参考文献409

10．1 锌电积的电极反应410

10 硫酸锌溶液的电积过程410

10．1．1 锌电解液成分411

10．1．2 阴极反应412

10．1．3 阳极反应415

10．2 杂质在电积过程中的行为417

10．3 电锌质量419

10．4 锌电积添加剂的使用421

10．4．1使析出锌平整、光滑、致密的添加剂421

10．4．2 提高析出锌化学质量的添加剂421

10．4．3 使析出锌易于剥离的添加剂422

10．4．4 降低酸雾的添加剂422

10．5 锌电积的面积电流与电流效率422

10．5．1 锌电积的面积电流422

10．5．2 锌电积的电流效率423

10．6．2 电解液电阻电压降428

10．6．1 硫酸锌分解电压428

10．6 锌电积的槽电压与电能消耗428

10．6．3 阴、阳极电阻电压降429

10．6．4 接触点电阻电压降430

10．6．5 阳极泥电阻电压降430

10．7 锌电积的主要设备433

10．7．1 电解槽433

10．7．2 阴极434

10．7．3 阳极438

10．7．4 供电设备与电路联接439

10．7．5 电解液冷却方式与设备439

10．7．6 剥锌与剥锌机442

10．8 锌电积过程的操作与控制442

10．8．1 通电开槽与阳极镀膜442

10．8．4 电解烧板及其处理443

10．8．3 槽面管理与技术控制443

10．8．2 电解液的循环与冷却443

10．8．5 酸雾的产生与防护444

10．9 锌电积的技术操作条件和技术经济指标444

10．10 阴极锌的熔铸447

参考文献453

11 鼓风炉炼锌454

11．1 氧化锌还原反应的热力学456

11．2 氧化锌还原反应的动力学458

11．3 鼓风炉炼锌炉内主要反应分析460

11．3．1 炉料加热带461

11．3．2 再氧化带461

11．3．3 还原带462

11．3．4 炉渣熔化带462

11．4 鼓风炉炼锌炉内发生的其它化学变化467

11．5 锌蒸气的冷凝468

11．6 鼓风炉炼锌的生产实践471

11．6．1 鼓风炉炼锌的原料及其准备473

11．6．2 炼锌鼓风炉及其铅雨冷凝器476

11．6．3 锌鼓风炉熔炼过程的生产工艺480

11．6．4 锌鼓风炉熔炼的产物及其处理488

11．6．5 鼓风炉炼锌的技术经济指标491

11．7 鼓风炉炼锌的物料平衡及资源充分利用493

11．7．1 物料子衡493

11．7．2 铜和贵金属的回收496

11．7．3 镉和稀散金属的回收496

11．8 鼓风炉炼锌的热平衡及能耗分析497

11．8．1 鼓风炉炼锌的能耗与生产过程的热平衡497

11．8．2 提高热风温度500

11．8．3 低热值煤气(LCV)的利用501

11．8．5 利用冷凝器循环铅的潜热502

11．8．4 空气的脱湿502

参考文献503

12 竖罐炼锌与电热法炼锌504

12．1 竖罐炼锌504

12．1．1 竖罐炼锌的生产工艺504

12．1．2 团矿的制备与焦结505

12．1．3 焦结矿的还原蒸馏与锌蒸气的冷凝507

12．2 电热法炼锌510

参考文献516

13 粗锌的精馏精炼517

13．1 粗锌精馏精炼的基本原理518

13．2 锌精馏塔的构造520

13．3 粗锌精馏精炼的生产实践523

13．4 塔式锌精馏炉热工制度数值仿真及生产强化529

13．4．1 数值仿真建模529

13．4．2 数值仿真计算结果530

13．4．3 仿真结果的现场验证531

13．4．4 仿真结果分析532

13．4．5 热工优化与生产强化532

参考文献534

14 再生铅锌生产535

14．1 再生铅锌及其分类、处理方法535

14．1．1 发展再生有色金属生产的意义535

14．1．2 再生铅锌生产概况536

14．1．3 再生铅锌原料的来源与分类538

14．1．4 再生铅锌原料的处理方法541

14．2 铅锌废料的预处理542

14．2．1 分类542

14．2．2 解体、捆扎、打包和压块543

14．2．3 电磁分选和重介质分选544

14．2．4 废铅蓄电池的预处理544

14．3 废铅蓄电池的火法处理547

14．3．1 废铅料组分在火法熔炼过程中的行为548

14．3．2 废铅料与矿铅原料搭配处理551

14．3．3 废铅蓄电池的反射炉熔炼554

14．3．4 废铅蓄电池的鼓风炉熔炼555

14．3．5 废铅蓄电池的电炉熔炼561

14．3．6 废铅蓄电池的短回转窑熔炼562

14．3．7 Kivcet法处理废铅蓄电池564

14．3．8 Ausmelt法处理废铅蓄电池565

14．4 废铅蓄电池的湿法或火法-湿法联合处理567

14．4．1 铅膏的湿法转化567

14．4．2 美国RSR公司的电解精炼和电解沉积工艺567

14．4．3 铅膏的阴极固相电解还原569

14．4．4 处理废铅蓄电池的湿法-火法联合流程570

14．5．1 铅锡巴比特合金的生产571

14．5．2 含钙巴比特合金的生产571

14．5 从铅废料生产铅基合金和化工产品571

14．5．3 用废杂铅生产铅锡焊条572

14．5．4 用铅废料生产三盐基硫酸铅和黄丹573

14．6 含锌废渣的处理575

14．6．1 横罐蒸馏法处理富锌废料575

14．6．2 锌废渣的半鼓风炉熔炼576

14．6．3 Ausmelt法处理含锌炉渣577

14．6．4 含锌废渣的电炉熔炼578

14．6．5 竖罐渣的旋涡炉熔炼578

14．7 钢铁厂含锌烟尘的处理579

14．7．1 钢铁厂含锌烟尘的化学成分579

14．7．2 回转窑烟化法处理炼钢厂含锌烟尘581

14．7．3 等离子炉处理炼钢厂含锌烟尘586

14．7．4 垂直喷射火焰炉处理炼钢厂含锌烟尘588

14．7．5 湿法冶金处理高炉含锌烟尘590

14．8．1 锌-锰废干电池的浸出——双金属电解工艺592

14．8 锌-锰干电池的再生利用592

14．8．2 锌-锰废干电池的竖炉处理593

14．8．3 从锌-锰废干电池生产锌锰微肥594

14．9 用锌废料生产锌化工产品596

14．9．1 用锌废料生产活性氧化锌596

14．9．2 用锌废料生产硫酸锌597

14．9．3 用锌废料生产氯化锌598

参考文献599

15 铅锌冶金过程的物料衡算与热量衡算实例600

15．1 铅精矿烧结焙烧过程的冶金计算600

15．1．1 计算基本数据600

15．1．2 铅烧结焙烧过程的物料衡算602

15．2 铅烧结块鼓风炉熔炼过程的冶金计算611

15．2．1 熔炼过程物料衡算的假定条件611

15．2．2 熔炼产物的计算611

15．3．1 除铜615

15．3 铅火法精炼过程的冶金计算615

15．3．2 除砷锡锑(软化过程)616

15．3．3 除银617

15．3．4 最终精炼(含碱性精炼除锌)618

15．4 铅电解精炼过程的冶金计算618

15．4．1 计算基础资料和设定条件618

15．4．2 除铜619

15．5 鼓风炉炼锌过程的物料衡算622

15．5．1 物料衡算的基础资料及设定条件622

15．5．2 熔炼物料量及成分的计算623

15．5．3 熔炼所需空气量及产出烟气量计算624

15．6 鼓风炉渣烟化炉吹炼过程的计算627

15．6．1 烟化炉吹炼炉渣的物料衡算627

15．6．2 烟化炉吹炼炉渣的热量衡算630

15．7．1 锌精矿流态化焙烧的物料衡算634

15．7 锌精矿流态化焙烧过程的物料与热量衡算634

15．7．2 锌精矿流态化焙烧的热量衡算641

15．8 锌焙烧矿浸出过程的物料衡算644

15．8．1 锌焙烧矿常规浸出流程645

15．8．2 锌焙烧矿热酸浸出黄钾铁矾法流程648

15．9 硫酸锌溶液净化过程的物料衡算655

15．9．1 铜镉渣量和成分计算655

15．9．2 浸出液除铜镉的金属衡算656

15．10 锌电积过程的物料与热量衡算656

15．10．1 锌电积过程的物料衡算656

15．10．2 锌电积过程的热量衡算658

15．11 阴极锌熔铸过程物料衡算661

参考文献661

16．1．2 铅锌冶炼烟气治理现状及排放要求662

16．1．1 铅锌冶炼烟气中的主要污染物及其危害662

16．1 铅锌冶炼厂的烟气治理662

16 铅锌冶炼厂的烟气治理及污水处理662

16．1．3 铅锌冶炼烟气的特点663

16．1．4 铅锌冶炼烟气的治理664

16．2 铅锌冶炼厂的污水处理667

16．2．1 污水来源及污水成分667

16．2．2 污水排放标准668

16．2．3 污水处理的概况671

16．2．4 含重金属污水的处理672

16．2．5 污水处理设计内容及工艺配置原则676

16．2．6 含砷、汞、酚离子的污水处理676

16．2．7 污水处理厂的污泥处置678

参考文献681

17 铅锌冶炼厂原料的综合利用682

17．1 铅冶炼过程原料的综合利用683

17．1．1 伴生元素在铅冶炼过程中的分布683

17．1．2 从铅阳极泥回收金银685

17．1．3 湿法处理铅阳极泥回收金银689

17．1．4 从铅阳极泥回收铋690

17．1．5 从铅阳极泥回收碲693

17．1．6 从铅烧结烟尘回收铊695

17．1．7 从铅鼓风炉烟尘回收硒、碲、镉696

17．1．8 利用含铅物料生产三盐基硫酸铅或氧化铅699

17．2 湿法炼锌过程的原料综合利用700

17．2．1 从锌净化的铜镉渣中生产镉702

17．2．2 从锌净化的黄酸钴渣中回收钴707

17．2．3 从砷盐净化除钴渣中回收钴709

17．2．4 从焙烧粗氧化锌粉的烟尘中回收铊710

17．2．5 从锌浸出渣或铁矾渣中回收铟、锗、镓711

17．2．6 从锌浸出渣中回收银715

17．3．1 从锌精矿焙烧或烧结烟气中回收汞718

17．3 火法炼锌过程的原料综合利用718

17．3．2 从锌焙烧烟尘中提取镉721

17．3．3 从高镉锌(锌镉合金)中提取镉722

17．3．4 从硬锌和锌渣中回收锗723

17．4 从硫化物精矿焙烧或烧结烟气中回收硫725

17．4．1 接触法生产硫酸725

17．4．2 湿式硫酸法从铅烧结低浓度SO2烟气制酸727

参考文献728

18 铅锌冶炼厂产品的延伸729

18．1 用锌焙砂直接还原蒸馏生产氧化锌729

18．2 以湿法炼锌厂纯净的硫酸锌溶液生产化工产品731

18．2．1 以纯净的硫酸锌溶液生产硫酸锌731

18．2．2 以纯净的硫酸锌溶液生产碱式碳酸锌和氧化锌733

18．2．3 以纯净的硫酸锌溶液生产立德粉(锌钡白)734

18．3 在阴极锌熔铸时配制锌合金735

18．4 用粗锌精馏塔生产金属锌粉和氧化锌粉738

18．5 用精馏产的高纯锌生产无汞锌粉740

18．6 用精馏产的高纯锌生产喷涂锌丝742

18．7 在精铅熔铸时配制铅合金744

参考文献746

19 铅锌冶金中的筑炉材料747

19．1 铅锌冶金炉窑常用耐火制品的主要应用特性747

19．1．1 常用耐火砖的主要性能747

19．1．2 炉渣、金属和气氛对耐火材料的影响748

19．1．3 耐火制品的高温使用性能评估749

19．1．4 不同耐火材料间的相互反应温度750

19．2 铅锌冶金炉窑用的特种耐火材料751

19．2．1 概述751

19．2．2 碳化硅制品751

19．3 不定形耐火材料752

19．3．1 概述752

19．3．2 耐火浇注料(耐火混凝土)754

19．4 隔热耐火材料758

19．4．1 概述758

19．4．2 常用隔热与保温材料的工作性能759

19．5 铅锌冶金炉窑中常用的几种新型耐火材料764

19．5．1 优质镁铬砖764

19．5．2 高铬镁铬砖764

19．5．3 铬铝尖晶石砖769

19．5．4 特种用途的耐火浇注料770

19．6 铅锌冶金炉窑耐火衬里结构实例771

19．6．1 概述771

19．6．2 铅锌密闭鼓风炉772

19．6．3 电热前床774

19．6．4 氧气底吹炼铅炉(QSL炉)774

19．6．5 锌精矿流态化焙烧炉776

19．6．7 塔式锌精馏炉777

19．6．6 竖罐炼锌蒸馏炉777

19．6．8 炼锌电炉779

19．6．9 锌浸出渣挥发窑780

19．7 铅锌冶金炉窑的水冷元件782

19．7．1 水冷技术在冶金炉上的作用782

19．7．2 水冷金属构件在铅锌冶金炉窑的应用782

19．7．3 水冷金属构件的结构与计算783

19．7．4 金属水冷构件的安全使用790

参考文献791

20 铅锌冶炼厂的职业卫生和劳动保护792

20．1 铅锌火法冶炼中的尘毒危害和劳动保护792

20．1．1 铅及其伴生有毒元素的职业危害792

20．1．2 铅锌火法冶炼的尘毒预防措施800

20．2 湿法炼锌车间的职业中毒与防护803

20．2．1 浸出——净化车间的砷化氢中毒及预防804

20．2．2 锌电解车间的酸雾危害与预防805

参考文献806

21 氧气在铅锌冶金中的应用807

21．1 氧的性质807

21．2 氧气的制取方法807

21．2．1 深冷法制取氧807

21．2．2 变压吸附法制取氧811

21．3 氧气在铅锌冶金中的应用812

21．4 冶金工业中使用氧气的注意事项813

21．4．1 氧气管道813

21．4．2 氧气管道与其它管线的安全距离816

21．4．3 氧气在管道中的流速818

21．4．4 氧气管道的其它安全要求818

21．4．5 氧气空气混合818

参考文献819

附录 中、英(俄)名称对照820