铅冶金学作业
金属材料成形基础作业-3
金属材料成形基础作业（3）1．纯铅（T 熔=327℃）的再结晶温度为 ，它在常温下的变形为 变形。
钨（T 熔=3380℃）的再结晶温度为 ，它在1000℃下的变形为 变形。
2．压力加工的基本生产方式有 ，对于大型重要件的应采用 方法生产？3．如图3-1所示垫圈拟采用简单冲裁模生产，其冲压工序为（1） ，（2） 。
若模具的单面间隙为0.05mm ，则（1）的凸模尺寸为 、凹模尺寸为 ；（2）的凸模尺寸为 、凹模尺寸为 。
图3-1 垫圈4. 单晶体塑性变形的实质是 ，而多晶体塑性变形的实质是 。
5. 如图3-2所示为一钢制拖钩，可以用下列方法制造：铸造、锻造、板料切割，其中以什么方法制得的拖钩拖重能力最大？为什么？图3-2 拖钩6. 对图3-3和图3-4定性绘出锻件图，并选择自由锻基本工序（零件全部机械加工）。
（1）阶梯轴（图3-3）。
坯料尺寸：ф150×220 ；材料：45钢 ；生产批量：10件。
（2）套筒（图3-4）。
坯料尺寸：ф150×170 ；材料：45钢 ；生产批量：20件。
图3-3 阶梯轴全部 3.2图 3-4 套筒7. 图3-5所示零件大批量生产时，应选择哪种锻造方法较为合理？请定性绘出锻件图，并选择锻造基本工序。
图3-5 齿轮8. 将材料及尺寸均相同的金属坯料加热到相同的温度，分别在空气锤、水压机上成形时，金属坯料的变形抗力是否相同？为什么？当金属材料的塑性较差时，应采用何种锻压设备进行成形？9.现拟将一厚度为2mm ，直径为120mm 的平板坯料，拉深成直径为40mm ，高度为40mm 的杯形零件，如图3-6所示。
为防止其产生拉裂、拉穿、起皱等缺陷，在模具设计及工艺上应采取什么措施？现拟采用多次拉深成形，需拉深几次方可成形（写出计算过程）。
（4分）图3-6 拉深件 其余全部3.210. 下列自由锻件、模锻件及冲压件的结构工艺性是否合理，若不合理，请修正（1）自由锻件（2）自由锻件（3）冲压件（4）自由锻件（5）模锻件（6）模锻件。
铅冶金
铅冶炼中、高级工培训资料1铅冶金的一般知识1．1铅的性质1.1..1物理性质金属铅结晶属于等轴晶系，其物理性质方画的特点为硬度小、密度大、熔点低、佛点高、展性好、延性差、对电与热的传导性能差、高温下容易挥发、在液态下流动性大。
这些性质如表1-1所示。
1.1.2化学性质铅在完全干燥的常温空与中或在不含空与的水中，不发生任何化学变化；但在潮湿和含有CO2的空气中，则失夫光泽而变成暗灰色，其表画被PbO2薄膜所覆盖，此膜慢慢地转变成碱性碳酸铅 3PbCO3 Pb（OH）2。
铅在空气中加热熔化时，最初氧化成PbO2，温度升高时则氧化为PbO继续加热到330～450℃形成的PbO氧化为Pb2O3，在450～470℃的温度范围内，则形成Pb3O4（即2PbO•PbO2，俗称铅丹）。
无论是Pb2O3或Pb3O4在高温下都会离解生成PbO因此PbO是高温下惟一稳定的氧化物。
1.2 铅精矿的化学成分及冶炼工艺对铅精矿质量的要求铅精矿是由主金属铅（Pb）、硫（S）和伴生元素Zn、Cu、Fe、As、Sb、Bi、Sn、Au、Ag以及脉石氧化物SiO2、CaO、MgO、Al2O3等组成。
为了保证冶金产品质量和获得较高的生产效率，避免有害杂质的影响，使生产能够顺利进行，铅冶炼工艺对铅精矿成分有一定要求。
（1）主金属含量不宜过低，通常要求大于40％。
过低，对整个铅冶炼工艺来讲，单位物料产出的金属铅量减少，从而降低了生产效率。
（2）杂质铜含量不宜过高，通常要求小于1．5％。
铜过高，烧结块中铜含量会相应升高，在鼓风炉还原熔炼过程中，所产生的锍量增加：一则使溶于锍中的主金属铅损失增加，二则易洗刷鼓风炉水套，缩短了水套使用寿命，并易造成冲炮等安全事故。
另外，含铜太高，也易造成粗铅和电铅中铜含量超标。
（3）锌的硫化物和氧化物均是熔点高、粘度大，特别是硫化锌。
如含锌过高，则在熔炼时，这些锌的化合物进入熔渣和铅锍，会使它们熔点升高，粘度增大，密度差变小，分离困难。
第六次课铅冶金
铅储量基础
3400 2000 1300 300 300 200 1200 4300 13000
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—铅冶金—
2）铅精矿生产 • 20世纪80年代曾是世界铅精矿产量增长最快、年
产量最高的时期，年产量在340-360万吨（金属铅 量，下同）之间，进入80年代以来逐年下降， 1999-2006年间年均下降0.4%，2006年略有回升为 318.4万吨。 • 世界铅精矿产量下降的主要原因是80年代后，再 生铅生产得到了很大发展，对精矿的需求减少。
10.3
4
水口山有色金属有限责任公司
9.8
5
湖南株洲冶炼集团有限公司
9.6
6
济源市万洋冶炼（集团）有限公司
8.7
7
深圳中金岭南有色金属股份有限公司
8.3
8
云南冶金集团总公司
7.3
9
金城江成源冶炼厂
7.3
10
济源市金利冶铁有限责任公司
5.5
11
河池市南方有色冶炼有限责任公司
5.4
19
—铅冶金—
2、国内外铅行业发展现状 （1）国外铅行业概况
16
1、铅的用途
• 铅主要用于铅酸蓄电池（65-70%）。 • 电缆护套。 • 氧化铅。颜料化学品。 • 铅材。防腐和防辐射。 • 各种合金。 • 弹药军火。 • 石油添加剂。
—铅冶金—
17
—铅冶金—
表1-2 世界铅产量及消费量 （万t）
年份 铅产量
铅消费量
1999 627.9 627.9
2000 664.9 664.9
13
—铅冶金—
• （3）硫酸铅 • 硫酸铅（PbSO4）的密度为6.34g/cm3,熔点为1170℃。 • PbSO4是比较稳定的化合物，开始分解的温度为850℃，
有色金属冶金技术作业答题
有色金属冶金技术作业答题汇总第一篇轻金属冶金学第一章氧化铝生产【习题及思考题】1、常见的氧化铝及其水合物有哪些？比较它们的化学活性。
铝土矿按其含有的氧化铝水合物的类型可分为：三水铝石型铝土矿；一水软铝石型铝土矿；一水硬铝石型铝土矿；混合型铝土矿。
我国铝土矿资源丰富，储量大；高铝、高硅、低铁；铝硅比较低，中低品位铝土矿居多；多数铝土矿是一水硬铝石型铝土矿。
2、试比较国内外铝土矿的特点。
中国铝土矿的特点我国铝土矿的特点高硅、高铝和低铁，为一水硬铝石型，矿石中铝硅比在4～7之间[m(Al2O3)/ m(SiO2)]。
福建、河南和广西有少量的三水铝石型铝土矿。
3、砂状氧化铝和面状氧化铝各有什么特点？为什么砂状氧化铝的生产已发展成为主流？4、指出衡量铝土矿的质量的指标铝土矿质量评价标准：A、矿石类型B、矿石中可溶性氧化铝含量可溶性氧化铝含量是由氧化铝总量减去由氧化硅生成羟基方钠石化合物所损失的氧化铝量。
铝土矿的可溶性碱液溶出次序：三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型。
5、目前生产氧化铝的最主要的原料有哪些生产氧化铝的原料有铝矿土，明矾石矿和霞石矿。
6、铝酸钠溶液的稳定性对生产过程有什么影响？7、指出拜耳法的原理及实质？拜耳法原理：用苛性钠溶液(其质量浓度为130～350gNa2O/L)在加热的条件下将铝土矿中的各种氧化铝水合物溶解出来，生成铝酸钠溶液，此种溶液经稀释后在冷却的条件下分解出纯的氢氧化铝，同时重新生成苛性钠溶液，供循环使用。
流程见下页拜耳法流程包括三个主要步骤：铝土矿溶出；铝酸钠溶液分解；氢氧化铝煅烧溶出：指把铝土矿中的氧化铝水合物（Al2O3·xH2O)溶解在苛性钠（NaOH)中，生成铝酸钠溶液。
8、指出碱石灰烧结法的实质和原理。
烧结法：是在铝土矿中配入石灰石（或灰石）、纯碱（含大量Na2CO3的碳分母液），在高温下烧结而得到含有固态铝酸钠的熟料，用水或稀碱溶液溶出熟料，得铝酸钠溶液。
粗铅精炼
被硫化，但是由于硫对铜的亲和力比对铅大，故按式： 被硫化，但是由于硫对铜的亲和力比对铅大，故按式：
＝［Pb］ ［PbS］+2[Cu]＝［ ］+ (Cu2S) ］ ＝［
形成Cu 。 形成 2S。
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—铅冶金—
[ Pb ] • [Cu 2 S ] = K 2 [ PbS ] • [Cu ]
粗铅熔析可使含铜量降至wCu=0.02 粗铅熔析可使含铜量降至 ％～0.03％，比Pb-Cu共晶成分含 ％，比 ％～ ％， 共晶成分含 铜wCu=0.06％还低。 ％还低。
7
—铅冶金— （2）加硫法除铜 ） 熔析除铜可将铅含铜降至0.1％左右。如果进行电解精炼， 熔析除铜可将铅含铜降至 ％左右。如果进行电解精炼，熔 析后的粗铅即可铸成阳极。如果继续进行火法精炼， 析后的粗铅即可铸成阳极。如果继续进行火法精炼，熔析除铜后 的粗铅还需采用加硫的方法进一步脱铜，直至铅含铜降至 的粗铅还需采用加硫的方法进一步脱铜， wCu=0.001％～ ％～0.003％。 ％～ ％。 加硫除铜多用硫磺作硫化剂，也可用黄铁矿或高品铅精矿。 加硫除铜多用硫磺作硫化剂，也可用黄铁矿或高品铅精矿。 当用硫磺作硫化剂时，虽然铅首先按式： 当用硫磺作硫化剂时，虽然铅首先按式：
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—铅冶金—
(3) 铜浮渣的处理 所谓“浮渣” 所谓“浮渣”，一般都是指火法精炼过程中浮在熔 金属表面上， 融(主)金属表面上，由精炼过程形成的杂质化合物及机 主 金属表面上 械夹带的主金属液滴(块 所组成的固体物质 所组成的固体物质。 械夹带的主金属液滴 块)所组成的固体物质。 熔析除铜 产出的浮渣一般含Ｃ 产出的浮渣一般含Ｃu 10%-20%，Pb 60%-80%。 ， 。
铅冶金学第4章讲解
（四）布料和点火
点火料斗设在点火 炉的前面，铺设底料供 点火用，料层厚度一般 为 30 ～ 40mm ， 主 料 斗 设在点火炉的后面，当 烧结机台车向前运行进 入点火炉下方时，借吸 风箱的抽力使底料均匀 着火，然后运行至主料 斗的下方铺设本料，由 鼓风箱向上鼓风进行烧 结作业。
1）粗铅：Pb95-98%,含Cu、As、Sb、Sn、Bi等 2）炉渣：SiO2、FeO、CaO、ZnO 3）铅冰铜（锍)：PbS、Cu2O、FeS、ZnS和少量Ag2S 4）黄渣（砷冰铜）：铁与砷锑的砷化物和锑化物是主体 5）烟气 6）烟尘
鼓风炉炼铅工艺约占世界产铅量的85％左右。铅锌密闭鼓 风炉生产的铅约为10％，其余约5％是从精矿直接熔炼得 到的。
铅鼓风炉熔炼时各种组分在产物中的分布如下表所示。
表4-2 鼓风炉熔炼时各组分在产物中的分布（w/%）
组分 Pb
Cu
Zn
Bi
Cd
As
Sb
Sn
粗铅 95～97 80～90 0.2～2 93～97 6～10 82 90～96 80
炉渣 1.5～2 5～20 95～97 1～7 5～11 17～17.5 3～9 18
通常，烧结块含硫wS=1.5%～2.5％。
（一）烧结焙烧方法
铅精矿烧结焙烧设备可采用： 烧结锅； 烧结盘； 带式烧结机烧结。
带式烧结机烧结又有： 吸风烧结； 鼓风烧结。
（二）烧结的配料
铅烧结配料时必须考虑到下列的技术条件：
炉料中所含的造渣成分SiO2,FeO,CaO等的质量比率必须符合选
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5.2 富氧底吹－鼓风炉熔炼（SKS法 ）
此法彻底改变了我国铅冶炼污染的现状，成为铅冶炼的重大技术进步 范例。
新教材2023版高中化学课时作业21金属的冶炼方法苏教版必修第二册
课时作业21 金属的冶炼方法一、选择题1.明代《天工开物》中记载：“凡铸钱每十斤，红铜居六七，倭铅（锌的古称）居三四。
”下列金属的冶炼原理与倭铅相同的是（ ）A ．NaB ．AgC ．MgD ．Fe2.工业炼铁是在高炉中进行的，高炉炼铁的主要反应如下，①2C （焦炭）＋O 2（空气）=====高温 2CO ，②Fe 2O 3＋3CO=====高温 2Fe ＋3CO 2，该炼铁工艺中，对焦炭的实际使用量要远远高于按照化学方程式计算所需，其主要原因是（ ）A.CO 过量B.CO 与铁矿石接触不充分C.炼铁高炉的高度不够D.CO 与Fe 2O 3的反应有一定限度3.高铁钢轨全部为无缝钢轨，钢轨焊接可以采用铝热法，其原理如图所示。
下列关于铝热法炼铁的叙述错误的是（ ）A.铝热法炼铁的原理是Fe 2O 3＋2Al=====高温 2Fe ＋Al 2O 3B.该实验需要关注的安全事项是纸漏斗与盛沙子的蒸发皿的距离不要太高，否则熔融的铁水易溅出伤人C.点燃镁条，镁条剧烈燃烧，放出大量的热，使氧化铁粉末和铝粉在较高的温度下发生剧烈的反应D.Fe 2O 3和Al 粉的质量比要控制在2∶1左右，且要混合均匀，以保证Fe 2O 3和Al 都能完全反应4.在熔融状态下，Na 与KCl 存在可逆反应：Na ＋KCl ⇌NaCl ＋K ，通过调整温度，可利用Na 来制取K 。
（ ）A ．770 ℃B ．801 ℃C ．850 ℃D ．770～801 ℃5.里约奥运会上，女排精神得到传承和发扬，时隔多年再夺奥运冠军，中国女排姑娘胸前金光闪闪的金牌引起了某化学探究小组成员的好奇。
小组成员对这些金牌的成分进行三种猜想：①由纯金制成；②由金银合金制成；③由黄铜（铜锌合金）制成。
为验证他们的猜想，该小组成员取制造这种金牌的材质粉末进行实验。
你认为在该粉末中应加入的试剂是 （ ）A ．CuSO 4溶液B ．稀硝酸C ．盐酸D ．AgNO 3溶液6.下列说法中正确的是 （ ）A ．电解NaCl 溶液、熔融态的氯化镁可制得相应的金属单质B ．工业上可用含Cu 2S 的矿石和氧化剂O 2反应冶炼CuC ．铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K 、Ca 、Cr 、Mn 等D ．工业电解熔融态的Al 2O 3制Al 时，加冰晶石的主要作用是提高Al 的产量7. 下列关于铝热剂和铝热反应的叙述错误的是 （ ）A ．铝热剂的反应原理是利用铝的强还原性B ．铝热剂只是指铝和氧化铁混合后的物质C ．铝热反应常用于冶炼高熔点金属D ．铝热反应需用镁条和氯酸钾引燃，但铝热反应是一个放热反应8.钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。
重有色冶金习题(2020年7月整理).pdf
应有：Cu2O+H2=2Cu+H2O;Cu2O+CO=2Cu+CO2;4Cu2O+CH4=8Cu+CO2+2H2O 9.电解精炼目的：1、把火法精炼铜中的有害物质进一步除去；2、回收金、银、 硒、Байду номын сангаас等有价金属。阳极上杂质的行为：1 正电性金属和以化合物形态存在的元 素落入槽底组成阳极泥 2 铅锡形成不溶化合物 3 铁和锌含量极微，电解时溶入电 解液中；镍可溶解，但也会形成一些不溶化合物，会在阳极表面形成不溶性薄膜 砷锑铋电位与铜相近，会在阴极析出，生成絮状物漂浮在电解液中，机械黏附在 阴极上。 10.请论述电解提铜和电积提铜有哪些相同点、不同点？ 相同点：1）都是在电能的作用下在溶液中提取金属铜的方法，在阴极发生的是 Cu2+获得电子析出金属铜的反应 Cu2++2e=Cu；2）使用的设备电解槽构造、电积 连结、电路系统、电解液循环系统及生产实践基本相同。 不同点：1）阳极材料不同，电解提铜的阳极用的是经过吹炼、火法精炼后浇铸 的阳极板主要成分是铜，而电积提铜阳极用的是不溶阳极材料，主要成分是铅为 主的合金材料。2）在阳极发生的反应不同：电解提铜的主要阳极反应为： Cu-2e=Cu2+；电积提铜的主要阳极反应：H2O-2e=1/2O2+2H+；3）生产实践中的 一些重要指标不同，比如槽电压、电耗、电流效率等。 11 粗铜电解过程中，电流密度与电流效率是什么？ 电流密度：表示每平方米阴极表面通过的电流安培数:Dk=I/S,单位为安/米； 电流效率：通常指的是阴极电流效率，是实际在阴极沉积的铜量与理论沉积的铜
3
原理：粗锌精馏精炼的基本原理是利用锌与各杂质的蒸汽压与沸点的差异，在高 温下使它们与锌分离。 过程： 6、简述锌粉置换除铜镉的原理及影响锌粉置换反应的因素。 1、原理：是用较负电性的锌从硫酸锌溶液还原较正电性的铜、镉、钴等金属离 子，气反应为：Zn+Me2+=Zn2++Me 2、因素：锌粉质量、搅拌强度、置换温度、 中性浸出液的成分、添加剂。 7.说明锌焙烧矿中性浸出过程中和水解法除杂原理，并写出中性浸出的主要反 应。1、除杂原理：中和水解除杂就是在浸出终了调节溶液 PH 值至 5.2-5.4，使 锌离子不致水解，而杂质金属离子全部或部分以氢氧化物的形式析出。降低溶液 的酸度是加入某些中和剂，如锌焙砂、锌烟尘、石灰乳等。2、主要反应：水解 反 应 ： Fe2(SO4)3+6H2O=2Fe(OH)3 ↓ +3H2SO4; 中 和 反 应 ： 2H2SO4+3ZnO=3ZnSO4+3H2O 总反应：Fe2(SO4)3+3ZnO+3H2O=ZnSO4+2Fe(OH)3↓ 8.硫化锌精矿的焙烧设备：反射炉、多膛炉、复式炉、飘悬焙烧炉、沸腾焙烧炉。 9.沸腾焙烧的强化措施：高温沸腾焙烧和富氧鼓风沸腾焙烧，制粒，利用二次空 气或贫 SO2 烧结烟气焙烧、多层沸腾炉焙烧等。 10.在湿法炼锌的热酸浸出过程中，从含铁高的浸出液中沉铁有哪些方法？请说 明其原理及优缺点。 根据沉淀铁的化合物形态不同，热酸浸出过程中采用的沉铁方法有黄钾铁矾法、 转化法、针铁矿法和赤铁矿法。 黄钾铁矾法的原理： 使三价铁以黄钾铁矾复盐的形式从弱玻溶液里沉淀出来并使 ZnO·Fe2O3 中的锌溶 解，其基本反应为： 3Fe2(SO4)3 + 2A(OH) + 10H2O = 2A Fe3(SO4)2(OH)6 + 5H2SO4 式中 A 代表 K+、Na+、NH4+、H3O+等离子。 ZnO·Fe2O3 + 4H2SO4 = ZnSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O 黄钾铁矾法的优缺点： 1) 沉淀为晶体，易澄清过滤分离。2) 金属回收率高 3) 碱试剂稍耗量 少。4) 沉铁是在微酸性(pH＝1.5)溶液中进行，需中和剂 ZnO 少。5) 铁矾 带走一定的硫酸根，有利于保持酸的平衡。6) 脱砷、锑的效果不佳，也不利 于稀散金属的回收。7) 黄钾铁矾渣渣量大(渣率 40%)，渣渣锌高(3~6%)，渣中 含铁低(25~30％)，难于利用，堆存时其中可溶重金属会污染环境。
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思考题及作业
《铅冶金》部分的作业
1.请列举出铅的主要化合物及其重要性质；
2.请列举出各种提炼铅的方法并写出氧化还原熔炼的工作流程。
3. 请简述硫化铅精矿氧化焙烧时，各金属发生的反应及存在状态；
4. 请说出硫化铅直接氧化为金属铅的热力学条件，并通过MeS+2MeO=3Me+SO2的lg pSO2—T的关系图简要说明各杂质金属的反应。
5. 请根据C-O系反应ΔG -T关系图，说明CO还原和碳还原的热力学。
6. 硫化铅精矿烧结焙烧脱硫的程度与什么有关系，脱硫的目的是什么？
7. 试述烧结焙烧的过程及各个步骤的原则、作用；
8. 试述富氧鼓风烧结过程及其与单纯鼓风烧结和返烟烧结有什么不同？
9. 简述鼓风炉正常工作时的炉温分布情况以及熔炼完成后的熔炼产物组成情况；
10. 请简述QSL氧化熔炼的特点及工艺流程；
11. 请简述闪速氧化熔炼(Kivcet)氧化段和还原段的冶炼过程。
12. 简述烟化炉的性能参数及吹炼过程；
13 简述烟化炉处理炉渣的原理。
14. 试述粗铅火法精炼流程，并简述熔析法除铜的原理和过程；
15. 试述粗铅精炼除砷、锑、锡的方法，并说明氧化精炼过程；
16. 电解精炼的工艺是怎样的，请写出粗铅电解精炼阳极和阴极的主要反应；
17. 请指出粗铅电解精炼前都有哪些杂质元素，铅阳极中杂质元素的行为？
18. 请简述再生铅的原料及原料的炼前处理过程；
19. 再生铅废料的熔炼技术有哪些，请分别简要进行说明；
20. 试述废蓄电池渣泥固相电解还原法回收含铅废料的原理、过程及工艺。
21. 与火法炼铅相比，湿法炼铅有那些特点？
22. 湿法炼铅大致有哪几类方法，简述碱浸出过程。
23. 写出利用利用蓄电他铅废料生产三盐基硫酸铅的方法和操作流程；
24. 简述有色金属电解中铅阳极材料的应用情况；
25. 举例谈谈你对铅产品深加工的发展趋势。