《铅冶金》课程标准
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
21
—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℃，
铅冶金学
铅冶金学第一章绪论我国采用烧结—鼓风炉炼铅始于1910年。
解放后，相继建成株洲冶炼厂、白银冶炼厂、韶关冶炼厂、鸡街冶炼厂等诸多炼铅企业，构成了我国当今铅生产领域的主体。
一、铅的用途在现代工业所有消耗的有色金属中，铅居第四位，仅次于铝、铜和锌，成为工业基础的重要金属之一。
铅的用途主要表现在：u铅蓄电池（蓄电池工业的用铅量最大，当今世界60 ％以上的铅用于蓄电池生产）；u运输行业用铅作轴承合金；u建筑行业中的隔音材料；u X射线室的屏蔽材料；u化学和冶金工中的防腐、防漏以及溶液贮存设备等。
二、铅的消费从2004年始，中国超过美国成为全球第一大精铅消费国。
2006年，全球精炼铅消费量为805万吨，其中中国占全球28%，达到229万吨。
表1-2 主要铅消费国的消费构成/%消费形式美国日本德国英国法国意大利澳大利亚蓄电池90.9 72.9 56.5 33.7 70.4 60.8 66 电缆护套0.4 1 1 3.1 5.1 1.5 3.1铅管、铅片、合金等5.5 9.8 2.3 38.3 14.5 14.8 28.7 颜料、化工产品0 10.5 21.8 18 8.9 15.4 0.95 其他 3.2 5.8 0.36.9 0.9 3.6 1.2 表1-3 我国铅的消费结构及预测2000年2005年2010年使用部门消费量/×104t 需求量/×104t年均递增/%需求量/×104t年均递增/%蓄电池37 48 5.3 59 4.2电缆护套 2.7 2.8 0.7 2.5 -2.2铅材及合金（含管板）8.3 8.5 0.5 8.7 0.5氧化物7.5 8.2 1.8 8.5 0.7其他行业 2.5 1.5 1.3全国合计58 69 3.5 80 3.0请列举出铅的主要化合物及其重要性质；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。
1、铅的生产量世界年产精铅20×104t以上国家共有12个，依次为中国、美国、德国、墨西哥、英国、日本、加拿大、法国、意大利、澳大利亚、韩国和哈萨克斯坦。
铅冶金概论2
氧化矿是次生矿，是原 生矿经风化作用和含有碳酸 盐的地下水作用而成。白铅 矿和铅矾统称为铅的氧化矿。 其贮量比硫化矿少得多，故 其经济价值较小。
Байду номын сангаас
方铅矿(PbS)
白铅矿（PbCO3）
1.5.1 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、A12O3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％。含量过低，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。
1.2.2 我国的铅消费结构
我国铅产品消费主要集中在铅酸蓄电池领域，2009年我 国铅酸蓄电池耗铅所占铅消费总量的比例在72％左右，接 下来是氧化铅、铅合金及铅材，所占比例分别是15％和7 ％。
目前，铅酸蓄电池最终消费领域主要集中在三方面：汽车 领域（不包括农用车、军用车等）、电动车领域和铅酸蓄 电池的出口。2008年，上述三方面所占蓄电池耗铅量的比 例分别达到了25％、24％和16％。
氧化熔炼产生一种必须还原回收铅的高铅渣，用粉煤、 碎焦等代替昂贵的优质冶金焦作还原剂，在充分接触的还 原炉（段）内完成高铅渣的还原过程。
直接熔炼可在一座炉内分设氧化段和还原段来完成整个 冶金过程，也可用两座或多座炉来分别完成，因而出现了 多种不同的直接熔炼方法。
图1-1 QSL法直接炼铅示意图
1.4 国内外铅冶炼现状
序号
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11
《铅冶金》课程标准
《铅冶金》课程标准课程代码：00520109适用专业：冶金技术学时：39学时学分：3学分开课学期：第四学期第一部分前言1.课程性质与地位《铅冶金》是冶金技术专业的主干课程，也是培养学生就业岗位必需的核心技能课程。
本课程以铅冶炼生产过程为行动领域，贯彻国家火法冶炼工职业标准，以岗位技能培养为教学目标，全面提高学生知识、能力、素质。
本课程以铅的冶炼过程为基本主线，围绕环境保护和可持续发展两大问题，着重介绍底吹炉、顶吹炉、鼓风炉、铅电解等新理念、新技术、新工艺、新设备以及技术经济分析和冶炼过程管理等知识。
同时，在操作实习和组织管理过程中可以培养学生的科学态度，激发学生的学习兴趣，培养学生的团结协作精神和组织协调能力，对职业素养的养成起着积极促进作用。
该学习领域以《冶金基础化学》、《冶金制图》、《冶金过程检测与控制》等课程为前导，为学生走上工作岗位奠定坚实的基础。
同时，也是学习《有色冶金设计原理》、《毕业设计》等后续课程的基础。
2.课程的设计思路《铅冶金》课程是现代直接炼铅新技术富氧底（顶）吹一鼓风炉还原熔炼一电解精炼等冶炼新技术为基础，按照企业真实的生产流程，依次介绍了富氧底吹技术、富氧顶吹技术、鼓风炉还原技术、电解精炼技术等冶炼工作任务，并根据完成每个工作任务对知识能力的需求，将冶炼原理、冶炼工艺、冶炼设备、冶炼操作、经济技术指标等知识融于课程教学中，实现“做、教、学”一体化。
本课程是以任务驱动的行动导向的教学模式为主，围绕铅冶炼职业能力，以铅冶金工作过程为依据，以校企合作企业为依托，以实际铅冶炼工作任务为驱动，将知识、技能和态度有机融合，根据不同的教学内容，有针对性地采用任务驱动教学法、案例教学、现场教学等多种教学方法。
第二部分课程目标1.知识目标（1）使学生能够完成铅冶炼生产的炉料准备工作，满足底吹（顶吹）等冶炼工艺对原料的要求。
（2）使学生能够掌握底吹炉熔炼的工艺及设备知识，掌握冶炼过程的工艺控制及经济技术指标。
重金属冶金学--铅冶金--直接炼铅理论
lg pO
-1
2
低 铅 渣
PbS Pb
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
-2 -3 -4 -5
lg ps2 / Pa
图4-2 1200 ℃ Pb-S-O系平衡状态图
(二) 难点所在
1、难于同时得到“低S铅”和“低Pb渣”
1.0 0.6 0.4
α
PbO
0.2
αPbO
0.1 0.06 0.04
S Pb P
0.02
1500 K pSO2=105 Pa
0.1 0.2 0.5 1.0 2.0 5.0 10.0
0.01
粗铅含S/(wt%)
2 1 0 -1 -2 -3 -4
2
PbSO4 PbO PbSO4·xPbO
lg pO
αPbO=0.3(~20%Pb)
0.3%S
pS
1
Pb
-5 -4 -3 -2 -1 0
O2 =1 4 0
2
3
13.4%S
αPbO=0.1 (~ 5%Pb)
PbS
4
5
lg ps2 / Pa
3、获得“低挥发率”的条件
pS2 < 10-1 Pa (尽量降低粗铅含S) 适度降低温度，将少PbS的挥发
pPbS
2、难于同时得到“低Pb渣”和“低挥发率”
0.3 0.6
13 00
℃
0.4
11 00
P∑Pb /×105 Pa
0.2
12
0.1
13 00 ℃
00 ℃
1200℃ 1100℃
0.2
0 0 1 2 3
粗铅含S/(wt%)
αPbO
℃
铅冶金课程设计
铅冶金课程设计一、课程设计背景铅是一种重要的有色金属，广泛应用于电子、电器、建筑、汽车、武器等众多领域。
铅冶金技术是铅资源有效利用和保护环境的重要途径，因而在工业界和学术界引起了广泛关注。
同时，随着我国环保要求的提高和人们对健康环境的重视，掌握铅冶金技术的人才需求也越来越大。
因此，建立一套完整的铅冶金课程体系，培养具备铅冶金领域知识和技能的高素质人才，是当务之急。
二、课程设计目标与内容（一）课程设计目标本课程设计旨在：1.系统介绍铅资源和产业现状，并阐述铅冶金技术的重要性和应用前景；2.深入讲解铅冶金技术的基本原理、工艺流程和特点，使学生全面了解铅冶金技术；3.强调铅冶金技术在环保、安全和高效方面的要求，提高学生的环保与安全意识，增强其工作实践能力；4.给学生提供一定的实践训练机会，使其掌握铅冶金技术的实际应用能力。
（二）课程设计内容本课程设计涵盖以下内容：1. 铅资源和产业现状介绍铅的概念、性质和用途，重点分析国内外铅资源与产业现状及发展趋势。
2. 铅冶金技术概述系统介绍铅冶金技术的基本原理、工艺流程和特点，阐述铅冶金技术的优点和局限性。
3. 硫化冶金和氧化冶金分别讲解硫化冶金和氧化冶金的工艺流程、特点、优缺点以及应用领域。
4. 电解冶金详细介绍铅电解冶金的原理、流程、设备等，提高学生对铅电解冶金技术的理解和运用能力。
5. 铅冶金过程中的环保与安全着重介绍铅污染现状和防治措施，强化学生的环保与安全意识。
6. 铅冶金实验参照实际铅冶金生产过程进行实验演示，让学生亲手操作，提高其实际操作能力。
三、课程设计教学方法和评价方式（一）课程设计教学方法1.理论授课：由专家教师进行铅冶金理论授课，讲解铅冶金技术的基本原理、工艺流程和特点，强调环保与安全，创造良好学习氛围；2.实验教学：将铅冶金理论知识融入实际操作过程中，进行铅冶金实验演示；3.讨论研究：在课堂上组织和带领学生进行相关案例的研讨和讨论，提升学生的分析和解决问题的能力。
重金属冶金技术-铅冶金-5
◆ 碱浸出法；
◆ 胺浸出法； ◆ 含氨硫酸铵浸出法。
2.5 湿法炼铅
一、氯化物浸出法
（1）NaCl，NaCl-CaCl2浸出法 该法包括将铅精矿或含铅物料中的PbS转变为PbC12或PbSO4；PbC12或 PbSO4用NaCl或NaC1-CaC12溶液浸出，反应如下： PbC12＋2NaC1＝Na2PbC14 PbSO4＋4NaCl＝Na2PbC14＋Na2SO4 从净化后的溶液中提取金属铅可用下列方法： 使PbCl2结晶，然后在NaCl熔体中将PbC12进行电解； 用海绵铁或废铁片使铅沉淀； 用可溶阳极（熟铁或铸铁）或不溶阳极（石墨）进行电解 以获得海绵铅； 加人消石灰以生成Pb(OH)2沉淀，再进行Pb(OH)2的还原熔 炼。
再生胺过程的反应：
EN· H2SO4＋Ca(OH)2＝CaSO4· 2H2O＋EN EN· H2CO3＋Ca(OH)2＝CaCO3＋2H2O＋EN
碱式碳酸铅可在高温下还原为99.99%的金属铅，也可用 电解法从溶液中回收铅。
四、含氨硫酸铁浸出法
该法的基础是硫酸铅或氧化铅在NH3-(NH4)2SO4溶液中有一定的溶解度。 其过程包括：将精矿或其它含铅物料中的PbS转变为PbSO4；常温常压下于 NH3-(NH4) 2SO4溶液中溶浸；用电解法胺溶剂再生，同时SO42-成石膏分
离出来。
溶浸过程反应： PbSO4＋2EN＝[Pb(EN)2]SO4 PbO＋EN＋EN· H2SO4＝[Pb(EN)2]SO4＋H2O 碳酸化过程的反应：
2[Pb(EN)2]SO4＋3CO2＋5H2O＝PbCO3· Pb (OH)2 ＋ 2EN· H2CO3＋2EN· H2SO4
第二章 铅冶金
2.5 湿法炼铅
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《铅冶金》课程标准
课程代码：
适用专业：冶金技术
学时：52学时
学分：3学分
开课学期：第四学期
第一部分前言
1.课程性质与地位
《铅冶金》是冶金技术专业的主干课程，也是培养学生就业岗位必需的核心技能课程。
本课程以铅冶炼生产过程为行动领域，贯彻国家火法冶炼工职业标准，以岗位技能培养为教学目标，全面提高学生知识、能力、素质。
本课程以铅的冶炼过程为基本主线，围绕环境保护和可持续发展两大问题，着重介绍底吹炉、顶吹炉、鼓风炉、铅电解等新理念、新技术、新工艺、新设备以及技术经济分析和冶炼过程管理等知识。
同时，在操作实习和组织管理过程中可以培养学生的科学态度，激发学生的学习兴趣，培养学生的团结协作精神和组织协调能力，对职业素养的养成起着积极促进作用。
该学习领域以《冶金基础化学》、《冶金制图》、《冶金过程检测与控制》等课程为前导，为学生走上工作岗位奠定坚实的基础。
同时，也是学习《有色冶金设计原理》、《毕业设计》等后续课程的基础。
2.课程的设计思路
《铅冶金》课程是现代直接炼铅新技术富氧底吹-高铅渣直接还原熔炼-电解精炼等冶炼新技术为基础，按照企业真实的生产流程，依次介绍了富氧底吹技术、高铅渣直接还原技术、电解精炼技术等冶炼工作任务，并根据完成每个工作任务对知识能力的需求，将冶炼原理、冶炼工艺、冶炼设备、冶炼操作、经济技术指标等知识融于课程教学中，实现“做、教、学”一体化。
本课程是以任务驱动的行动导向的教学模式为主，围绕铅冶炼职业能力，以铅冶金工作过程为依据，以校企合作企业为依托，以实际铅冶炼工作任务为驱动，将知识、技能和态度有机融合，根据不同的教学内容，有针对性地采用任务驱动教学法、案例教学、现场教学等多种教学方法。
第二部分课程目标
1.知识目标
（1）使学生能够完成铅冶炼生产的炉料准备工作，满足底吹等冶炼工艺对原料的要求。
（2）使学生能够掌握底吹炉熔炼的工艺及设备知识，掌握冶炼过程的工艺控制及经济
技术指标。
（3）使学生能够完成高铅渣的直接还原熔炼，掌握冶炼过程的经济技术指标的合理控制。
（4）使学生能够完成粗铅的电解精炼操作，获得满足国家标准的精铅。
2. 能力目标
（1）能够正确进行铅冶金原料的识别、配料与原料准备；
（2）能够正确进行底吹炉的操作与维护；
（3）能够进行铅电解精炼的操作与电解槽的维护。
3. 素质目标
（1）使学生具有良好的职业道德和敬业精神；
（2）使学生具有较强的计划、组织和协调能力；
（3）使学生具有严谨踏实的工作作风和团队协作能力；
（4）使学生具有较强的观察能力和动手能力；
（5）使学生具有良好的环保和节能意识。
第三部分内容标准
1.课时分配
第四部分课程考核
1.过程性考核方式及说明
本课程过程性考核主要考核学生在日常学习过程中的学习态度、课堂表现、学习结果、提问与回答情况，目的是激励学生有效调控自己的学习过程，使学生获得成就感，增强自信心，培养合作精神。
具体考核标准和成绩分配如表一：
2.期末考核方式及说明
期末考核采用卷面理论考试，重点考核学生对铅冶金实际生产中各岗位应具备的理论知
识要点的掌握情况和掌握程度。
具体考核标准和知识点如下表：
表二理论考核标准
3.课程成绩构成及说明
本课程成绩形成主要包括学习过程性考核和期末理论考核等。
具体分配比例如表四：
第五部分教材及其它教学资源
1.使用教材
（1）《硫化铅精矿富氧底吹及富氧顶吹熔炼技术》，主编李卫锋，贾著红，中南大学出版社2010年12月第一版.
2.参考书
（1）《铅冶金》，主编彭容秋，中南大学出版社，2005年6月第一版；
（2）《铅锌冶炼新技术》，主编张乐如，湖南科学技术出版社，2006年7月第一版；
（3）《铅锌冶金学》，主编铅锌冶金学编委会，科学出版社，2003年7月第二版。
3.其它教学资源
《铅冶金》课程网站、4A平台。
第六部分编制说明
制定人：王红伟
审核人：郭江肖合全
批准人：马春玉
编制系部：冶金化工系
编制日期：2018年2月1日。