济源职业技术学院 一铅治金 情景二硫化铅精矿的烧结焙烧 2.1疏化铅精矿烧结焙烧的目的 烧结焙烧产出的烧结块，应该： ·1、烧结块的化学成份，应与配料计算的化学成份相符： ·2、烧结块必须坚实，在鼓风炉还原熔炼时，不致被压碎； ·3、烧结块应具有多孔质构造和良好的透气性； ·4、在原料含铜低的情况下，要求烧结块含硫愈低愈好，以保证绝 大部分的硫化物生成氧化物
—铅冶金— 济源职业技术学院 1 情景二 硫化铅精矿的烧结焙烧 2.1 硫化铅精矿烧结焙烧的目的 烧结焙烧产出的烧结块，应该： • 1、烧结块的化学成份，应与配料计算的化学成份相符； • 2、烧结块必须坚实，在鼓风炉还原熔炼时，不致被压碎； • 3、烧结块应具有多孔质构造和良好的透气性； • 4、在原料含铜低的情况下，要求烧结块含硫愈低愈好，以保证绝 大部分的硫化物生成氧化物
《心济源职业技术学院 一铅治金 烧结块的质量，主要以强度、孔隙度和残硫率三个指标衡量。强+ 度测定，通常作落下试验，将烧结块从1.5米的高处，自由落到 水泥地面或钢板上，反复三次，一般视裂成少数几块而不全碎为 粉为好。或将三次落碎后的产物进行筛分，小于10mm的碎屑重量 不超过15~20%，则强度符合要求。孔隙度在工厂很少测定，通 常凭肉眼判断，质量好的烧结块一般不少于50~60%。 ·残硫率，取样测定，一般要求在2%以下
—铅冶金— 济源职业技术学院 2 • 烧结块的质量，主要以强度、孔隙度和残硫率三个指标衡量。强 度测定，通常作落下试验，将烧结块从1.5米的高处，自由落到 水泥地面或钢板上，反复三次，一般视裂成少数几块而不全碎为 粉为好。或将三次落碎后的产物进行筛分，小于10mm的碎屑重量 不超过15～20%，则强度符合要求。孔隙度在工厂很少测定，通 常凭肉眼判断，质量好的烧结块一般不少于50～60%。 • 残硫率，取样测定，一般要求在2%以下
心济源职业技术学院 铅治金 + 2.2硫化铅精矿烧结焙烧的化学反应 ·2.2.1硫化铅的氧化反应 ·铅精矿的主要成分是方铅矿(PbS),占精矿组成的60%~80%。在 烧结焙烧过程中，精矿的焙烧主要是PS发生氧化反应，生成氧 化物(Pb0)，也可能生成硫酸盐或碱式硫酸盐(PbS04, PbS04·Pb0,PbS04·2Pb0,PbS04·4Pb0),还可能生成金属铅 (Pb)。 3
—铅冶金— 济源职业技术学院 3 2.2 硫化铅精矿烧结焙烧的化学反应 • 2.2.1 硫化铅的氧化反应 • 铅精矿的主要成分是方铅矿（PbS),占精矿组成的60%～80%。在 烧结焙烧过程中，精矿的焙烧主要是PbS发生氧化反应，生成氧 化物（ PbO），也可能生成硫酸盐或碱式硫酸盐（PbSO4, PbSO4· PbO, PbSO4· 2PbO, PbSO4· 4PbO),还可能生成金属铅 （ Pb)
济源职业技术学院 铅治金 2PbS+30,=2PbO+2S0, PbS+20,PbSO PbS+0,=Pb+SO, 上述反应生成的Pb0和PbS04（包括碱式硫酸铅)，与未氧化的 PbS之间，发生下列各种交互反应，如： PbS+2PbO=3Pb+SO, PbS+2PbSO=2Pb+2S0 在焙浇高温下，交互反应析出的金属铅，大部分被烟气中的氧所氧 化。 2Pb+O=2PbO
—铅冶金— 济源职业技术学院 4 2 2 2 4 2 2 2 2 3 2 2 PbS O Pb SO PbS O PbSO PbS O PbO SO + = + + = + = + 4 2 2 2 2 2 2 3 PbS PbSO Pb SO PbS PbO Pb SO + = + + = + 上述反应生成的PbO和PbSO4（包括碱式硫酸铅），与未氧化的 PbS之间，发生下列各种交互反应,如： 在焙浇高温下，交互反应析出的金属铅，大部分被烟气中的氧所氧 化。 2Pb+O2 = 2PbO
心济源职业技术学院 一铅治金 X 综观上述反应可知，方铅矿的焙烧过程可以认为是在Pb-0-S三元 系中进行，焙烧产物的形成取决于实际焙烧温度和平衡气相（主 要成分是02和S02)组成。因此，在治金热力学上，常用恒温下的 M(金属)-S-0系1gpso2-1gP2平衡状态图（又称化学势图）来研 究金属硫化物的氧化规律。1100K(827℃)时Pb-0-S系状态图如图 2-1所示
—铅冶金— 济源职业技术学院 5 • 综观上述反应可知，方铅矿的焙烧过程可以认为是在Pb-O-S三元 系中进行，焙烧产物的形成取决于实际焙烧温度和平衡气相（主 要成分是O2和SO2）组成。因此，在冶金热力学上，常用恒温下的 M（金属）-S-O系lgpSO2-lgpO2平衡状态图（又称化学势图）来研 究金属硫化物的氧化规律。1100K(827℃)时Pb-O-S系状态图如图 2-1所示
心济源职业技术学院 铅治金 + X 在硫化铅精矿烧结焙烧的实际生产中，要求Pb$尽可能全部变成 Pb0,而不希望得到PbS04和PbS04·mPb0,因为铅烧结块中的 PbS04或(PbS04·mPb0)在下一步鼓风炉熔炼中不能被碳或一氧 化碳还原成金属铅，而被还原成PbS,如 ·PbS04+4C0=PbS+4C02 ·这就造成铅以PbS形态损失于炉渣或铅铳中的数量增加，所以在 烧结焙烧时，应使PbS尽可能生成Pb0,而不生成PbS04
—铅冶金— 济源职业技术学院 6 • 在硫化铅精矿烧结焙烧的实际生产中，要求PbS尽可能全部变成 PbO，而不希望得到PbSO4和PbSO4﹒mPbO，因为铅烧结块中的 PbSO4或（PbSO4﹒mPbO）在下一步鼓风炉熔炼中不能被碳或一氧 化碳还原成金属铅，而被还原成PbS，如 • PbSO4+4CO= PbS+4CO2 • 这就造成铅以PbS形态损失于炉渣或铅铳中的数量增加，所以在 烧结焙烧时，应使PbS尽可能生成PbO，而不生成PbSO4
济源职业技术学院 一铅治金 ·从PbO-S系状态图可以看出，硫酸铅及其碱式盐的稳定区域大， 这说明它们在烧结时容易生成。只有当气相中的$02分压较小和02 的分压较大时，才能保证Pb0的稳定范围，从而不生成或少生成 PbS04。具体地说，要使PbS04(甚至包括PbS04·4Pb0)完全不生 成的条件，必须保证气相中ps2小于图2-1中反应式： ·PbS04.4Pb0=5Pb0+S02+1/202 的平衡S02分压。但是，降低气相中pso2来减少硫酸盐的措施是可 取的，因为将不利于用烟气制硫酸
—铅冶金— 济源职业技术学院 7 • 从Pb-O-S系状态图可以看出，硫酸铅及其碱式盐的稳定区域大， 这说明它们在烧结时容易生成。只有当气相中的SO2分压较小和O2 的分压较大时，才能保证PbO的稳定范围，从而不生成或少生成 PbSO4。具体地说，要使PbSO4（甚至包括PbSO4﹒4PbO）完全不生 成的条件，必须保证气相中pSO2小于图2-1中反应式： • PbSO4﹒4PbO=5PbO+ SO2 +1/2O2 • 的平衡SO2分压。但是，降低气相中pSO2来减少硫酸盐的措施是可 取的，因为将不利于用烟气制硫酸
《心济源职业技术学院 铅治金 综观上述反应，焙烧产物的形成取决于实际焙烧温度和平衡气相◆ (主要是氧气和二氧化硫)组成。 PbS PbSO, 1 色 5 PbS04·Pb0 PbS04·2Pb0 1 PbS04·4Pb0 Pb PbO -1 7 -5 -3 -1 3 Igpo,/Pa
—铅冶金— 济源职业技术学院 8 综观上述反应，焙烧产物的形成取决于实际焙烧温度和平衡气相 （主要是氧气和二氧化硫）组成
《心济源职业技术学院 铅治金 + ·在实际生产中，可考虑用下面一些措施来减少PS04的生成，以尽 可能增加烧结产物中Pb0的数量： ·(1)提高烧结焙烧温度随着温度升高，硫酸盐将变得越来越 不稳定。硫酸盐的分解是吸热反应，升高温度有利于Pb$04及其 PbS04·mPb0向着生成Pb0的方向逐级分解，最后生成稳定的Pb0 (见图2-2)。因此，铅烧结焙烧过程料层温度实际上是在800~ 1000℃下进行
—铅冶金— 济源职业技术学院 9 • 在实际生产中，可考虑用下面一些措施来减少PSO4的生成，以尽 可能增加烧结产物中PbO的数量： • （1）提高烧结焙烧温度 随着温度升高，硫酸盐将变得越来越 不稳定。硫酸盐的分解是吸热反应，升高温度有利于PbSO4及其 PbSO4﹒mPbO向着生成PbO的方向逐级分解，最后生成稳定的PbO （见图2-2）。因此，铅烧结焙烧过程料层温度实际上是在800～ 1000℃下进行
济源职业技术学院 一—铅治金 80 000 PbO 40 30 。PbSO4 20 要 10 Pb。 600700800'900 焙烧温度/℃ 图2-2 硫化铅焙烧产物中铅的形态 随温度的变化（焙烧时间60min)
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