领导

现代铅矿每年生产约 300 万吨铅。这仅占全球铅用量的一半左右；剩余部分通过回收获得。最大的铅生产国是澳大利亚，其次是美国、中国和加拿大。其他拥有主要铅矿床的国家是墨西哥、秘鲁、俄罗斯和哈萨克斯坦。

原材料

铅是从地下矿山开采的矿石中提取的。超过 60 种矿物含有某种形式的铅，但通常只有三种矿物被开采用于生产铅。最常见的称为方铅矿。方铅矿的纯净形式仅包含铅和硫，但通常会发现其中含有微量其他金属，包括银、铜、 锌、 镉、锑和砷。另外两个 商业开采的铅矿物是白铜矿和角铁矿。超过 95% 的已开采铅来自这三种矿物中的一种。然而，这些矿石的大多数矿床并不是单独发现的，而是与其他矿物如黄铁矿、白铁矿和闪锌矿混合。因此，许多铅矿石是其他金属开采的副产品，通常是锌或银。每年使用的所有铅中只有一半来自采矿，因为一半通过回收利用，主要是汽车电池。

除了矿石本身，精炼铅只需要很少的原材料。矿石选矿过程需要松油、明矾、石灰和黄药。在焙烧过程中将石灰石或铁矿石添加到铅矿石中。焦炭是一种煤馏分，用于进一步加热矿石。

制造
过程

开采矿石

• 1 提取含铅矿石的第一步是在地下开采。使用重型机械的工人用重型机械从深隧道钻凿岩石或用炸药， 把矿石分成几块。然后他们将矿石铲到装载机和卡车上，并将其拖到竖井上。大型矿山的竖井可能距离钻孔或爆炸现场一英里或更远。矿工们将矿石倾倒在竖井下，然后从那里吊到地面。

浓缩矿石

• 2 矿石从矿山中取出后，在选矿厂进行处理。浓缩是指从铅中去除废石。首先，必须将矿石粉碎成非常小的碎片。矿石在磨机中磨碎，留下直径为 0.1 毫米或更小的颗粒。这意味着单个颗粒比食盐更细。质地有点像砂糖。

浮选

• 3 主要的铅矿石方铅矿被恰当地称为硫化铅，硫构成了矿物的很大一部分。浮选过程收集矿石中的含硫部分，其中也包含有价金属。首先，将细碎的矿石用水稀释，然后倒入称为浮选槽的槽中。磨碎的矿石和水的混合物称为矿浆。然后将百分之一的松油或类似的化学物质添加到罐中的浆液中。然后搅拌罐，剧烈摇晃混合物。松油吸引硫化物颗粒。然后将空气鼓泡通过混合物。这会导致硫化物颗粒在罐顶部形成油性泡沫。被称为矸石的废石沉入底部。浮选过程由 X 射线分析仪控制。控制室的浮选监测器可以使用 X 射线分析检查矿浆的金属含量。然后，在计算机的帮助下，监视器可以调整化学添加剂的比例以优化金属的回收。其他化学品也被添加到浮选槽中，以帮助浓缩矿物质。明矾和石灰使金属聚集，或使颗粒变大。黄原酸盐也被添加到浆液中，以帮助金属颗粒漂浮到表面。在浮选过程结束时，铅已从岩石中分离出来，其他矿物，如锌和铜，也已分离出来。

过滤

• 4 矿石在浮选槽中浓缩后，会流向过滤器，最多可去除 90% 的水。此时的精矿含有 40-80% 的铅，以及大量其他杂质，主要是硫和锌。在这个阶段准备好运往冶炼厂。脉石或不含矿物的岩石必须从浮选罐中抽出。它可能被倾倒在一个类似于天然湖泊的池塘中，当池塘最终填满时，可以重新种植土地。

焙烧矿石

• 5 刚从过滤器中取出的铅精矿需要进一步精炼以去除硫。精矿在所谓的烧结厂卸载后，与其他含铅材料以及沙子和石灰石混合。然后将混合物铺在移动的炉排上。已加热到 2,550°F (1,400°C) 的空气吹过炉排。添加焦炭作为燃料，精矿中的硫燃烧成二氧化硫气体。这种二氧化硫是铅精炼过程的重要副产品。它在一个单独的酸工厂中被捕获并转化为硫酸，硫酸具有多种用途。矿石以这种方式焙烧后，会融合成一种称为烧结矿的脆性材料。烧结物主要是氧化铅，但也可能含有锌、铁和硅的氧化物，一些石灰和硫。当烧结物离开移动的炉排时，它会破碎成团块。然后将团块装入高炉。

爆破

• 6 烧结矿与焦炭燃料一起落入高炉顶部。一股空气通过炉子的下部，燃烧焦炭。燃烧的焦炭产生约 2,200°F (1,200°C) 的温度并产生一氧化碳。一氧化碳与铅和其他金属氧化物反应，生成熔融铅、非金属废渣和二氧化碳。然后将熔融金属抽出到浮渣釜或模具中。

精炼

• 7 来自高炉的熔融铅纯度为 95-99%。在这一点上它被称为 基础金条。 它必须进一步精炼以去除杂质，因为商业铅的纯度必须为 99-99.999%。为了精炼金条，它被保存在 在略高于其熔点的温度下，约 626°F (330°C) 的熔渣釜。在此温度下，金条中残留的任何铜都会上升到釜顶并形成可以撇去的浮渣或浮渣。可以通过添加少量锌从金条中去除金和银。金和银在锌中比在铅中更容易溶解，当金银稍微冷却时，锌渣上升到顶部，带来其他金属。

成本核算

• 8 当铅充分精炼后，将其冷却并浇铸成重达一吨的块。这是成品。铅合金也可以在冶炼厂生产。在这种情况下，金属以精确的比例添加到熔融铅中，以生产用于特定工业用途的铅材料。例如汽车电池中常用的铅，也用于管、片、电缆护套和弹药， 与锑合金化，因为这增加了金属的强度。

副产品/废物

铅精炼会产生多种副产品。脉石或废石随着矿石的浓缩而积累。大多数矿物已从岩石中去除，因此该行业不认为这种废物对环境有害。它可以泵入类似于天然湖泊的处理池。硫酸是冶炼过程的主要副产品。矿石在烧结厂焙烧时会释放出二氧化硫气体。为了保护大气，烟雾和烟雾被捕获，工厂释放的空气首先被净化。二氧化硫在单独的酸工厂收集，并转化为硫酸。精炼厂可以出售这种酸及其主要产品，即铅本身。

铅加工也可能导致空气污染。冶炼厂需要一个“袋房”，即一个单独的设施来过滤和抽真空烟气，这样铅就不会释放到大气中。尽管如此，铅颗粒确实会进入大气，在美国，联邦法规试图控制允许的含量。冶炼过程产生的大部分固体废物是一种称为熔渣的致密玻璃状物质。这包含微量铅以及锌和铜。炉渣比脉石的毒性更大，必须安全储存和监控，以免泄漏到环境中或与人群接触。

未来

铅工业的新发展似乎不是为了改进制造过程，而是为了寻找铅本身的新用途。由于大部分开采和回收的铅都卖给了汽车行业用作电池，因此铅生产商非常依赖汽车行业的健康。但是铅生产商有兴趣为铅寻找新的应用，以提高他们的市场稳定性。

铅最近的一项新应用是铅玻璃纤维层压板。铅板可以层压在石膏和玻璃纤维之间，形成一种有助于隔离噪音的优质管道材料。例如，如果这用于空调装置，它可以有效地抑制机器的噪音。铅的另一个潜在市场是核废料密封。安全储存放射性物质是全世界日益关注的问题。铅行业正在研究由钛制成的罐子，内层是铅或铅和塑料，认为一层一英寸厚的铅可以将适当埋藏的容器的寿命延长 880 年。展望未来的汽车，美国和其他几个国家的研究人员一直在研究改进铅酸电池技术以便为电动汽车提供动力的方法。