铅锌在自然界里特别在原生矿床中共生极为密切。它们具有共同的成矿物质来源和十分相似的地球化学行为,有类似的外层电子结构,都具有强烈的亲硫性,并形成相同的易溶络合物。它们被铁锰质、粘土或有机质吸附的情况也很相近。铅在地壳中平均含量约为15×10-6,锌在地壳中平均含量约为80×10-6。
目前,在地壳中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,但可供目前工业利用的仅有17种。其中,铅工业矿物有方铅矿、硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、车轮矿、白铅矿、铅矾、铬铅矿、磷氯铅矿、砷铅矿、钒铅矿、钼铅矿;锌工业矿物有闪锌矿、纤维锌矿、菱锌矿、异极矿、硅锌矿、水锌矿。硫化铅锌矿浮选产出的锌精矿,成分一般为:锌50%左右,硫30%左右,铁5-14%,还含有少量铅、镉、铜和贵金属,以及微量的铟、锗、镓、铊等稀散金属。
用硫化锌精矿炼锌的方法有火法和湿法。火法炼锌是将硫化锌精矿经焙烧使硫化锌转变为氧化锌,然后在高温、强还原气氛中,用碳质还原剂还原产出锌蒸气,经过冷凝得到金属锌。目前,火法炼锌主要为竖罐蒸馏法和鼓风炉法。由于环境保护要求日趋严格、能源价格上涨等原因,横罐法已接近淘汰,竖罐法产锌量逐渐下降,70年代以来,鼓风炉炼锌(ISP)处于停滞状态,有的已停产或转而炼铅。湿法炼锌则不断发展,近十年来新建的炼锌厂均采用湿法。
湿法炼锌主要有焙烧、浸出、浸出液净化和电积等工序。锌精矿焙烧后用电解废液进行中性浸出,使大部分氧化锌溶解,得到的矿浆分离出上清液和底流矿浆。上清液净化后电积产出金属锌,熔铸成锭。底流矿浆进行酸性浸出以溶解残余的氧化锌,酸性浸出液返回到中性浸出;含锌约20%的酸性浸出渣,须进一步处理,传统方法采用回转窑挥发,回收其中的锌、铅和部分稀散金属。
由于锌在常温下表面易生成一层保护膜,所以锌最大的用途是用于镀锌工业。锌能和许多有色金属形成合金,其中锌与铝、铜等组成的合金广泛用于压铸件。锌与铜、锡、铅组成的黄铜用于机械制造业。含少量铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、印花锌板。锌粉、锌钡白、锌铬黄可作颜料。氧化锌还可用于医药、橡胶、油漆等工业。
我国铅锌矿产资源丰富,经过40多年来的建设和发展,现已形成东北、湖南、两广、滇川、西北等五大铅锌生产基地。我国铅锌矿产资源有以下主要特点:
(1)矿产地分布广泛,但储量主要相对集中几个省区。目前,已有27个省区发现并勘查了铅锌资源,但从富集程度和保有储量来看,主要集中在云南、内蒙古、甘肃、广东、湖南和广西,这6个省区的铅锌合计储量占全国铅锌合计储量的64%。从三大经济地区分布来看,主要集中于中西部地区,铅储量占73.8%,锌储量占74.8%。
(2)成矿区域和成矿期也较相对集中。从目前已勘探的超大型、大中型矿床分布来看,主要集中在滇西、川滇、西秦岭-祁连山、内蒙古狼山和大兴安岭、南岭等五大成矿集中区。成矿期主要集中在燕山期和多期复合成矿期。
(3)大中型矿床占有储量多,矿石类型复杂。在全国700多处矿产地中,大中型矿床的铅、锌储量分别占81.1%和88.4%。矿石类型多样,主要矿石类型有硫化铅矿、硫化锌矿、氧化铅矿、氧化锌矿、硫化铅锌矿、氧化铅锌矿以及混合铅锌矿等。以锌为主的铅锌矿床和铜锌矿床较多,而铅为主的铅锌矿床不多,单铅矿床更少。
(4)铅锌矿床物质成分复杂,共伴生组分多,综合利用价值大。大多数矿床普遍共伴生Cu、Fe、S、Ag、Au、Sn、Sb、Mo、W、Hg、Co、Cd、In、Ga、Ge、Se、Tl、Sc等元素。有些矿床开采的矿石,伴生元素达50多种。特别是近20年来,通过综合勘查和矿石物质成分研究,证实许多铅锌矿床中含银较高,成为铅锌银矿床或银铅锌矿床,其银储量占全国银矿总储量的60%以上,在选冶过程中综合回收银的产量,占全国银产量的70%~80%,金的储量和产量也相当可观。
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