有色金属行业基础知识(更新)

有色金属行业基础知识

(更新)

有色金属行业基础知识

1.概述

1.1 有色金属的分类

有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外所有的金属，包括：铜、铝、铅、锌、镍等常用金属；钨、钼、锡、锑等稀有金属；金、银等贵金属；铈、镧等稀土金属，以及硅、硒等半金属，共计64种元素。

国际上的研究机构大多数都将有色金属分为基本金属（Basemetals）、贵金属(Preciousmetals)、小金属(Minormetals)、稀土金属（rare earth metal）和半金属（semimetal）。基本金属包括铜、铝、铅、锌、锡、镍六种金属；贵金属包括金、银、铂、钯、钌、铑、锇、铱；小金属主要包括钨、钼、锑、钛、镁等；稀土金属包括包括镧系元素及性质相近的钪和钇，共17种元素。

1.2 有色金属的生产过程

有色金属的生产，包括地质勘探、采矿、选矿、冶炼和加工等过程。

地质勘探：“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，需找、发现有工业意义的有色金属矿床，并查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料。

采矿：采矿是自地壳内或地表选择性地采集和搬运矿石的过程。绝大部分矿床用普通机械化方法开采。机械化开采又分为露天开采（包括矿石和砂矿）和地下开采两大类。露天开采将矿体上覆的岩层剥离，然后自上而下顺次开采矿体。露天矿敞露地表，可以使用大型采矿机械，作业较安全，矿石损失少，贫化率低，生产能力大，采矿成本低，大型贫铁矿床和建筑材料矿床多用此法。当矿体赋存深度大，矿体厚度小,剥离工作量很大,其经济效益低于地下开采或需要保护地表和景观时，则用地下开采方法。赋存条件复杂，工业储量较小的有色和稀有金属矿床多用此法。

采矿的主要生产过程包括：①采准：在已经开拓完毕的矿床里，按开采方法的要求掘进采准巷道，将阶段划分成矿块作为独立的回采单元。②回采：将矿石崩落破碎,装入运输容器。地下回采包括落矿、出矿作业；露天回采包括穿孔、爆破和采装作业。③运输：将装入运输容器的矿石运交选矿厂或矿仓。

选矿：用物理或化学方法将矿物原料中的有用矿物和无用矿物（通常称脉石）或有害矿物分开，或将多种有用矿物分离开的工艺过程，又称“矿物加工”。

选矿的主要生产过程包括：①破碎：将矿山采出的矿块碎裂至粒度为 5～25mm的过程。②磨碎：以研磨和冲击为主。将破碎产品磨至粒度为10～300μm大小。③筛分和分级：按筛面筛孔的大小将物料分为不同的粒度级别称筛分，常用于处理粒度较粗的物料。按颗粒在介质（通常为水）中沉降速度的不同，将物料分为不同的等降级别，称

分级，用于粒度较小的物料。筛分和分级是在粉碎过程中分出合适粒度的物料，或把物料分成不同粒度级别分别入选。④选别作业：矿物原料经粉碎作业后进入选别作业,使有用矿物和脉石分离，或使各种有用矿物彼此分离。选别作业的产品中，有用成分富集的称精矿，是冶炼业提取金属的原料；无用成分富集的称尾矿；有用成分的含量介于精矿和尾矿之间，需进一步处理的称中矿。

冶炼：冶炼是用焙烧、熔炼、电解以及使用化学药剂等方法把矿石中的金属提取出来的过程。

有色金属冶炼过程,通常分为火法冶金、湿法冶金和电冶金。火法冶金一般具有处理精矿能力大,能够利用硫化矿中硫的燃烧热,可以经济地回收贵金属、稀有金属等优点；但往往难以达到良好的环境保护。湿法冶金常用于处理多金属矿、低品位矿和难选矿；电冶金则适

用于铝、镁、钠等活性较大的金属的生产。这些方法要针对所处理的矿物组成选择使用或组合使用。

加工：将有色金属或合金制成棒、线、板、带、条、管、箔等形状的材料的过程。

有色金属的加工有轧制、挤压及拉伸等多种方法。

2. 有色金属的产业链

有色金属上游产业链包括有色金属采选业以及电力和煤炭等辅助产业；中游为有色金属冶炼及加工业；下游涉及到国民经济各个领域，主要有房地产、汽车、电力、家电、交通运输、军工等领域。不同的有色金属品种，由于具有不同的物理化学属性和不同的用途，其产业链也具有各自不同的特点。

2.1铅锌行业产业链

铅锌行业产业链的分布，上游主要是采矿、选矿以及辅助材料生产、能源供应等，中游为铅锌冶炼、加工，下游为应用领域。我国是铅锌资源丰富国家，因此，上游产业比较发达，全国铅锌矿山数量也比较多。值得强调的是铅锌矿大多伴生，在行业里也成为姊妹金属，尤其是在上游，几乎是不可分割的。我国铅锌冶炼行业比较发达，冶炼方法非常全面，从古老到现代几乎都可以找到，目前和发达国家的冶炼技术差距正在缩小。由于铅锌加工业范围比较窄，和铜、铝相比加工业是这个行业产业链比较薄弱的环节。铅主要用途是蓄电池生

产，加工产业链非常单一。锌的主要用途是防腐蚀，生产热镀锌产品在加工中占有重要地位，其余部分比较小；铅的下游领域主要是汽车以及提供备用电源的银行、电信等领域，也有部分用作防辐射，可见其下游应用范围非常窄。虽然锌的加工业也不是很发达，但下游应用领域还是比较广，基础设施建设领域都少不了锌的参与，电力、铁路、公路、建筑等很多领域都有锌的应用，其在防腐领域占有不可替代地位，此外，在电池、电子、五金器件等领域，锌也有重要应用。铅锌副銦产品，如硫酸、黄金、白银、、锗、铋等也在国民经济建设中发挥重要作用。

2.1.1 铅冶炼

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焙烧、鼓风炉熔炼等过程。

（1）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。

（2）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。

（3）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。

（4）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。除铜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。

（5）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