铅是人类从铅锌矿石中提炼出来的较早的金属之一。它是最软的重金属,也是比重大的金属之一,具蓝灰色,硬度1.5,比重11.34,熔点327.4℃,沸点1750℃,展性良好,易与其他金属(如锌、锡、锑、砷等)制成合金。锌从铅锌矿石中提炼出来的金属较晚,是古代7种有色金属(铜、锡、铅、金、银、汞、锌)中最后的一种。锌金属具蓝白色,硬度2.0,熔点419.5℃,沸点911℃,加热至100~150℃时,具有良好压性,压延后比重7.19。锌能与多种有色金属制成合金或含锌合金,其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜等,还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。
铅锌用途广泛,用于电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、化学工业、轻工业和医药业等领域。此外,铅金属在核工业、石油工业等部门也有较多的用途。
一、矿物原料特点
目前,在地壳上已发现的铅锌矿物约有250多种,大约1/3是硫化物和硫酸盐类。方铅矿、闪锌矿等是冶炼铅锌的主要工业矿物原料。
二、矿石工业要求
矿石工业类型,以矿石自然类型为基础,按矿石氧化程度可分为硫化矿石(铅或锌氧化率<10%)、氧化矿石(铅或锌氧化率>30%)、混合矿石(铅或锌氧化率10%~30%);按矿石中主要有用组分可分为:铅矿石、锌矿石、铅锌矿石、铅锌铜矿石、铅锌硫矿石、铅锌铜硫矿石、铅锡矿石、铅锑矿石、锌铜矿石等;按矿石结构构造,可分为:浸染状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石、条带状矿石、细脉浸染状矿石等。
为适应我国铅锌矿地质勘探工作和矿山生产建设的需要,地质矿产部和冶金工业部根据我国铅锌矿产资源状况和采选冶技术条件,于1983年联合制定并颁布《铅锌矿地质勘探规范》(试行),制定了铅锌矿一般工业指标,普查勘探中用于评价矿床有否工业价值(表3.8.2)。
表3.8.1铅锌工业矿物矿物
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表3.8.2铅锌矿一般工业指标
当矿床在开采过程中,矿石工业指标可根据矿业市场铅锌行情的变化和采选冶技术水平以及矿山开发经济效益和合理保护资源等综合因素不断调整矿床开采工业指标。
为了综合开发、综合利用伴生有益组分,当铅锌矿床伴生组分品位达到表3.8.3所列的含量时,要认真进行取样、化学分析,研究伴生组分赋存状态和选冶试验,为合理综合评价、综合开发、综合利用提供依据。
表3.8.3伴生组分综合评价一般参考指标
三、矿业简史
由于铅矿中多含有银,古代为了提取白银,因此大量开采并冶炼铅。
中国是最早发明炼锌的国家。古代称锌为“倭铅”。炼锌,据史料记载至迟在10世纪的五代就已能冶炼。贵州赫章志上即有该县妈姑地区在五代后汉高祖天福年间(公元947年)开始炼锌的记载。明代宋应星在《天工开物》中也有叙述,用炉甘石作原料,用坩埚冶炼,书中附有图。
明、清时锌主要用配制黄铜,供铸钱及制造各种器皿用。约在17世纪初开始向欧洲出口锌锭。1745年从广州装运锌锭的一艘船在瑞典哥德堡触礁沉没,1872年被打捞起一部分锌锭,经分析锌含量达98.99%,可见当时中国冶炼锌的水平是相当高的。
中国古代不仅对铅锌的冶炼和利用有重要创举,而且很早就认识了铅锌矿的产出分带性。在《管子·地数篇》中就记载“上有陵石者,下有铅锡赤铜”,“上有铅者,其下有银”。当代许多铅锌矿床的勘查有不少的矿区都是通过古矿硐和冶炼炉渣遗址等发现的。
近百年来,在旧中国时期铅锌业基础薄弱,只有几个规模小的矿山和工厂,采矿、选矿、冶炼基本上土法生产,最高年产量,铅8900t、锌7100t。新中国成立后,铅锌业发展很快。经过40多年来的大规模地质勘查,探明了丰富的铅锌矿产资源,建设了一大批国营大中型铅锌矿山和冶炼厂,形成了较大的采选冶生产能力,产量居于世界前列。1996年铅精矿(金属含量,下同)产量64.3万t,锌精矿(金属含量,下同)产量112.1万t。铅锌金属产量(含矿产产量和杂产产量):铅70.6万t,居世界第2位;锌118.4万t,居世界第1位。现在不仅满足国内需求,而且还出口铅锌产品,成为世界铅锌生产大国之一。