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矿产分布、冶炼技术、铅酸电池 关于铅行业的一份简明百科

北极星储能网  来源:上海有色网  作者:马也  2018/8/8 14:50:10  我要投稿  

北极星储能网讯:前言:储能电池有几种不同的技术路线,近日铅炭电池的科研成果已建成百吨级超级电容炭和千吨级电池碳生产线。铅炭电池被称为新一代铅酸电池,是当前国际铅酸电池领域的研究热点。而铅酸电池是应用最为广泛的蓄电池之一,相较于传统铅酸电池,其性能指标显著提高。并且由于铅酸蓄电池的大电流放电性能优于锂电池,作为传统汽车的启动电源将很难被锂电池替代。

铅,是有色金属中的一种,化学符号为Pb。熔点为327.50摄氏度,较低,容易从矿石中熔炼提取,铅在地壳中的含量为0.0016%,主要矿石是方铅矿。公元前3000年,人类已会从矿石中熔炼铅。

在英国博物馆里藏有在埃及阿拜多斯清真寺发现的公元前3000年的铅制塑像。在公元前1792——前1750年巴比伦皇帝汉穆拉比统治时期,已经有了大规模铅的生产。在中国殷代墓葬中也发现有铅制的酒器卣、爵、觚和戈等。中国在商殷至汉代青铜器中铅的含量有增大的趋势。青铜中铅的增加对于液态合金流动性的提高起了重要作用,使铸件纹饰毕露。

铅的质地十分柔软,所以曾被用来书写。铅很重(铅的密度大于4.5克每立方厘米,同等体积下质量大于铜等金属),子弹的弹头也常灌铅以增加重量,减小风力影响。铅容易氧化,由银白色转变成灰黑色的氧化铅,形成的这层氧化铅薄膜阻止了内部铅的进一步氧化,因此,铅不易被腐蚀,曾经常被用来建造屋顶和管道等。

铅具有毒性,并且无法降解,排入环境后,很长时间仍保持毒性,一旦进入人体,会对人体造成很大伤害。

人类使用铅的历史如同一部中毒史,从1730年西班牙人因使用铅容器导致了持续50年的腹绞痛,到荷兰人因铅质屋顶和水管导致铅中毒。从英国的葡萄酒铅中毒事件,到美国的铅汽油事件。因此,铅的应用自1980年代中期开始大幅下降。

目前,世界铅资源主要分布于澳大利亚、中国、秘鲁、美国等国。

根据美国地质调查局数据显示,全球铅矿储量约为8800万吨,其中我国排名第二,占全球总储量的19%,仅次于澳大利亚。

我国铅储量主要分布于内蒙古白音诺尔、云南兰坪金顶、广东凡口、新疆和田等地,其中内蒙古与云南两地大约占全国铅矿总储量的52%。

2016年,在新疆和田地区火烧云一带,发现一处超大型铅锌矿,这是目前我国资源储量最大的铅锌矿。

而精炼铅主要分布在中国、美国、德国、加拿大等地,其中我国为精炼铅生产第一大国,占比42%。从2010年开始,我国的铅产量在全球占比已连续多年超过40%。2015年是唯一一年占比低于40%的,主要原因是当年铅价是近年来低点,亏损导致部分减产。另外,当年因国内环保问题也导致很多中小铅冶炼厂关停。

目前我国著名的铅冶炼厂及再生铅冶炼企业主要有:江苏新春兴再生资源有限责任公司、安徽省华鑫铅业集团有限公司、河南豫光金铅股份有限公司、安徽华铂再生资源科技有限公司

铅的产业链:再生铅占据半壁江山

铅产业链和铜、铝、锌等产业链一个非常大的不同之处在于,再生铅在整个产业链中的占比非常高。从过去两年的是数据看,中国再生铅在国内铅产量中的占比达33%,全球占比更是高达56%。而铜、铝、锌的占比则低于20%。

分析铅产业链不能不涉及占据了半壁江山的再生铅。

由于再生铅的因素,整个铅产业链可以划分为两条。一条是原生链条,即“铅矿开采-选矿-冶炼-应用”,另一条是再生链条,即“废铅回收-冶炼-应用”。

原生链条是由铅矿经过开采采选得到铅精矿,再通过冶炼得到原生铅。铅的选矿一般经过破碎、球磨、泡沫浮选等步骤,生产出含铅量40%-70%的铅精矿。铅精矿通常采用火法(湿法尚处于研究阶段)进行冶炼。

烧结、鼓风炉熔炼法和氧气底吹鼓风还原炼铅法是两种常见的铅冶炼法。

前者是一种传统的火法二次炼铅工艺,分两段分别在烧结机和鼓风炉中完成。该工艺成熟且成本低,但能耗高且硫回收率低,易造成污染。目前,已逐渐被淘汰。氧气底吹鼓风还原炼铅法则将二次冶炼改进成一次冶炼。这既降低了能耗,也提高了硫的回收率,避免了扬尘污染,并且这种工艺适合范围广,既可直接处理各种品位的铅精矿,也可以处理各种含铅物料。

而再生铅链条的第一步是回收,然后使用机械化自动破碎将废料进行拆解。拆解后得到的铅极板、铅膏、废酸液、塑料等再分别回收处理进行熔炼,得到再生铅。铅产业链的下游主要是将铅合金与氧化铅加工成各种铅材产品,如铅弹、电缆护套、铅板铅管等,其中铅酸蓄电池为主要产品,约占80%。

废铅主要来自蓄电池极板,电缆铠装、管道、铅弹和铅板。只要将这些废铅收集起来送到再生铅厂再熔、重炼,即可生产出精炼铅、软铅和各种铅基合金。

废蓄电池和电缆包皮回收的铅,含有少量的锑和其他金属,这种再生铅一般仍转卖给蓄电池制造厂家。含锡的再生铅大多重新用来制造焊条,轴承合金与其他铅锡合金。一般汽油和染料中的铅无法回收,是铅造成环境污染的主要因素。箔材、焊条、热处理和电镀中的铅,目前还难以回收。

从发展的趋势来看,未来“废铅回收-冶炼-应用”这一条线在整个产业链中的占比会越来越高。

下游应用:蓄电池独大,锂电池冲击正在逼近

尽管铅的下游应用较广,但铅酸蓄电池独占了我国和全球铅消费的80%。可以说铅酸蓄电池的消费前景基本决定了铅的未来消费前景。

从我国的铅蓄电池用途来看,41%用于电动车,24%用作汽车(启动型)电源,10%用作通信的应急UPS。作为电动车电源主要用于电动自行车和电动三轮车,这两块的铅消费在总消费中的占比分别达到了30%和11%。

铅酸电池和锂电池的对比分析:

可以看出单位电量,锂电池重量轻,体积小,使用寿命更长。这些无疑是锂电池的加分项。

锂电池目前的缺点在于配套设施不成熟,技术成熟度一般,成本高。但从发展的眼光来看,锂电池技术在快速进步,配套也在不断完善,成本也在快速下降。并且就配套而言,电动自行车和三轮车的要求更低,更易被替代。

不过,由于铅酸蓄电池的大电流放电性能优于锂电池,作为传统汽车的启动电源将很难被锂电池替代。

虽然从长远来看,铅酸电池在电动车上可能被锂电池替代,但替代的速度仍取决于锂电池的技术成熟度,成本的下降速度,以及新能源汽车的增速。

如果未来新能源汽车快速增长,锂电池产量难以满足新能源汽车的需求,则对主要用于电动自行车的铅酸电池冲击较小。如果发展较慢,锂电池供给过剩,则可能快速冲击铅酸电池。

不过,就目前的形势来看,锂电池对铅酸电池的冲击尚未显现。

2015年和2016年,我国铅酸电池产量连续2年下降,主要还是受环保政策影响,即环保政策不仅影响了铅生产,也影响到了铅酸电池的生产。

延伸阅读:

2018年中国铅酸蓄电池行业发展现状及市场竞争格局分析

原标题:矿产分布、冶炼技术、锂电冲击,关于铅行业的一份简明百科,收好不谢!

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