1.5 铅冶金的原料

炼铅原料分为矿物原料和二次铅料两大类。

矿物原料有硫化矿和氧化矿两种。硫化矿中主要是方铅矿(PbS), 属原生矿, 分布最广, 是炼铅的主要原料。原矿含Pb一般很低, 只有经过选矿, 进行铅锌分离, 得到的铅精矿才能用来冶炼。氧化矿主要有白铅矿(PbCO3)和铅钒(PbSO4), 属次生矿。世界勘查和开采铅锌矿主要类型有喷气沉积型(Sedex型)、 密西西比河谷型、 砂页岩型、 黄铁矿型、 矽卡岩型、 热液交代型和脉型, 以前四类为主, 它们占世界总储量的85%以上, 尤其是Sedex型, 不仅储量大, 而且品位高, 世界各国均很重视。据1999年美国地调局统计, 世界已查明的铅资源量约为15×108 t, 储量基础较多的国家有澳大利亚、 中国、 美国和加拿大, 均在1000×104 t以上, 合计占世界铅储量基础60%以上, 其他储量基础较多的国家还有秘鲁、 南非、 哈萨克斯坦、 墨西哥、 摩洛哥和瑞典等。我国铅矿资源丰富, 储量居世界第二位, 储量基础占世界1/5以上, 铅矿相对集中在岭南、 川滇、 滇西兰坪、 秦岭—祁连山及狼山—阿尔泰山等五大地区。

二次铅物料是指回收的各种铅废件和铅废料。其中以废蓄电池回收的数量最大, 其次如化工冶金器械的耐酸衬里铅皮、 铅管、 电线包皮, 各类铅基的轴承合金, 铅锡焊料以及各种含铅下脚料和碎屑等。随着科学技术和国民经济的发展, 铅的消费量不断增加, 大量的铅废件和铅废料成为生产再生铅的二次铅物料。由于铅比较容易再生, 支撑着一个兴旺的再生铅工业。矿物原料是一次资源, 而二次铅物料则是永不枯竭的炼铅原料, 加上再生铅生产的能耗低、 投资省、 易于生产、 劳动生产率高、 经济效益好, 又能节约矿产资源, 变废为宝, 保护环境, 因此世界各国对再生铅生产都比较重视。一些工业比较发达的国家, 如美、 英、 日、 德的再生铅消费量已占铅的总消费量的一半或一半以上。

再生铅原料一般由Pb、 Sb、 Sn、 Cu、 Bi等元素组成, 其中铅含量通常大于80%。部分再生铅原料化学成分见下表1-5。

表1-5 再生铅原料的化学成分

再生铅原料具有物理形态和化学成分变化大的特点, 从这类原料中提炼铅应根据具体的原料对象采取不同的处理方法, 总的原则是: 同一组别的金属及合金废料因化学成分一致或接近, 可采取直接重熔然后精炼的方法。这是一种成本低、 经济效益好的利用方法。但大多数再生铅原料是混杂型的, 不可能直接重熔处理, 可通过一定的预处理(如拆解、 破碎、 分选等)使其中化学组成一致或接近的某一部分或几部分彼此分离, 再对分离后的各个组分分别按火法、 湿法或湿法-火法联合流程处理。

回收再生铅可节约能源, 再生铅能耗仅为原生铅的25.1%~31.4%。从铅废料直接回收的再生铅, 不需要像生产原生铅那样经过采矿、 选矿等工序, 故生产成本低。据测算, 再生铅生产成本比原生铅低38%。

回收再生铅资源有利于环境保护, 铅是有害于环境和人体健康的金属, 各种铅废料若不加以合理回收, 都将成为环境的污染源, 尤其是废旧铅酸蓄电池, 只有充分回收利用, 才能避免其中的铅膏和硫酸污染环境。为了保护环境和保证铅工业的持续发展, 必须充分利用二次原料资源, 使铅金属进入生产—消费—再生的良性循环。