CN102534220A

CN102534220A - 废旧铅酸蓄电池闭合循环回收利用方法

Info

Publication number: CN102534220A
Application number: CN2011104331885A
Authority: CN
Inventors: 梁福明; 王洋
Original assignee: Shanxi Jitaly Science & Technology Industrial Co ltd
Current assignee: Shanxi Jitaly Science & Technology Industrial Co ltd
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: CN102534220B

Abstract

本发明为一种废旧铅酸蓄电池闭合循环回收利用方法，解决了现有废旧铅酸蓄电池在回收利用方面因加工设备、技术工艺、生产规模等落后而存在回收效率低、污染严重等问题。本发明通过破碎、振动筛分选、磁选、水力分选、涡流分选等方法，先将废旧蓄电池中的各物料分离开来，然后将得到的铅泥进行脱硫、压力过滤处理，接着将得到的干燥的脱硫铅泥和铅栅依次送入转炉和精炼锅进行熔炼和精炼，最后将精炼得到的铅液制成铅粉、铅栅或铅锭，储存备用或当成品出售。本发明方法机械自动化程度高，采取无污染措施，各种物料的分离彻底，大大的提高了个物料的回收率，其中铅的总回收率达到了98%，塑料的回收率达到了95%，资源综合利用率达98%。

Description

废旧铅酸蓄电池闭合循环回收利用方法

技术领域

本发明涉及废旧物回收循环利用技术领域，具体为废旧铅酸蓄电池闭合循环回收利用方法。

背景技术

目前，普遍采用的铅酸蓄电池回收、处置手段似乎对于铅金属污染的防止并未起到根本的作用。铅金属污染环境，造成儿童血铅，损害人民健康的情况时有发生。我国再生产量已由1996年的14.6万吨增至2010年的185.1万吨，再生铅产量占精炼铅的消费量比例由14.3%上升到36.1%。我国大部分的再生铅冶炼厂家对于废铅酸电池只是进行简单的手工解体，经过去除外壳倾倒酸液等预处理分解，一般都采用小型反射炉及土炉的较多，少数厂家采用水套炉、鼓风炉和冲天炉等熔炼工艺，其生产规模、技术工艺及加工设备均比较落后，铅的再生率较低、对环境污染严重。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有废旧铅酸蓄电池在回收利用方面因加工设备、技术工艺、生产规模等落后而存在回收效率低、污染严重等问题，因此本发明提供了一种废旧铅酸蓄电池闭合循环回收利用方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种废旧铅酸蓄电池闭合循环回收生产方法，包括如下步骤：

（1）初级破碎：废旧铅酸蓄电池经抓爪抓取送入上料斗中，然后经过上料传送器送入初级破碎锤进行初级破碎，使破碎后的混合料尺寸为70-75mm，初级破碎后的混合料落到第一振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和酸液送入储存罐内；

（2）磁选：将第一振动筛上的破碎混合料输送至设有电磁分离器的传送带上，电磁分离器会将混合料中的铁磁性金属分离出来；

（3）二级破碎：经过电磁分离器分离后的混合料又被送入二级破碎锤进行二次破碎，使破碎后的混合料尺寸为25-30mm，二次破碎后的混合料落到第二振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和酸液送入储存罐内；

（4）一次水力分选：从第二振动筛上落下的混合料经第一螺旋传送器传送至第一水力分离器，第一水力分离器可根据各物料在水中的比重不同，而将混合料中的轻塑料和铅栅分别分离出来；

（5）涡流分选：经第一水力分离器分离后的混合料又依次通过设有涡流分选器的第二螺旋传送器上，涡流分选器可将混合料中的含铜金属碎料分离出来，通过涡流分选分离的混合料又落入到第三振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和冲洗液送入沉降罐内；

（6）三级破碎：从第三振动筛上落下的混合料落入破碎机进行三次破碎，使破碎后的混合料尺寸为3-4mm，经三次破碎后的混合料又落到第四振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和冲洗液送入沉降罐内；

（7）二次水力分选：从第四振动筛上落下的混合料经第三螺旋传送器传送至第二水力分离器，第二水力分离器可根据各物料在水中的比重不同，而将混合料中的重塑料和剩余的铅泥分离，分离出的铅泥被送入沉降罐内；

（8）铅泥的脱硫：将储存罐和沉降罐内的铅泥经称重传感器称重后，送入脱硫反应罐内，再向脱硫反应罐内添加质量为铅泥总重量24%-26%、浓度为99.2%的碳酸钠溶液，同时进行充分、持续的搅拌，使其进行脱硫反应，反应温度为35-45℃、反应时间为50-70min；

（9）压力过滤：将反应后得到的脱硫铅泥送入压力过滤器内进行洗涤、挤压和50~60℃的干燥，最后得到干燥的固体脱硫铅泥，而过滤出的硫酸钠溶液则可制成硫酸钠晶体进行再利用；

（10）熔炼：将压滤得到的固体脱硫铅泥和第一次水力分选得到的铅栅经称重传感器称重后，送入转炉内进行熔炼，同时在转炉内还添加有占脱硫铅泥和金属铅总重量3.5%-4.0%的铁屑、1.5%-2.0%的玻璃、3.0%-4.0%的煤粉和1.0%-1.5%的碳酸钠，熔炼温度为800-1000℃、熔炼时间为22-26h；

（11）精炼：将熔炼后的铅液输送至精炼锅内进行精炼，精炼温度为850-950℃、精炼时间为30-40min；

（12）制成产品：将精炼后得到的铅液，采用巴顿铅粉机直接制成细度为

40-45目地铅粉、或者是采用连轧连铸的方式直接制成用于蓄电池的板栅、或者是采用铸锭机直接铸成铅锭。

进一步地，上述步骤（6）中，进行三次破碎所采用的破碎机为刃式破碎机，刃式破碎机可将混合料破碎的更彻底、更均匀、尺寸更小，利于混合料的分离。

上述步骤（10）中，进行熔炼时所添加的铁屑粒度<5mm、玻璃粒度<30mm、煤粉粒度<10mm、碳酸钠粒度<2mm，在该粒径范围内的熔炼效果最好。

上述步骤（10）中，熔炼用的转炉使用的是天然/氧气燃烧器，该燃烧器为全氧燃烧方式，可以显著的减少燃气清洁处理工序，不产生氮氧化物。

上述步骤（10）中，从转炉排出的废气在通过袋收尘之前，还会通过一个二道炉进行二次燃烧处理，这样可以确保废气中的所有有机物和一氧化碳都能充分燃烧并减少产生二噁英的可能。

一般的废旧铅酸蓄电池主要包括有：铅栅（成分为铅及其铅合金）、酸液、铁磁性金属、塑料、铜端子等，所以在对废旧铅酸蓄电池进行回收利用时就需要将组成的各种物料先进行分离，然后再分别回收利用。

废旧的铅酸蓄电池内充有酸液，当电池被破碎后，其内的酸液会流出，收集该酸液并将其送入储存罐内，可进行再利用，此外，破碎后的电池在通过振动筛时还会被循环水流进行清洗分选，致使残留在破碎电池内的酸液及破碎生成的铅泥可以被冲刷出来，并送入储存罐内。

废旧的铅酸蓄电池内一般都含有一些铁磁性的金属，因此，可在传送皮带上安装电磁分离器，当破碎后的混合料通过带电磁分离器的皮带时，混合料中的铁磁性金属（如钢铁）就会被分离出来。

水力分离器是根据不同物质在水中的比重不同，从而将分离的一种方法，本发明中，第一次水力分离时，混合料中质量最轻的轻质塑料和质量最重的铅栅会被分离出来；在第二次水力分离时，混合料中基本只剩下铅泥和重质塑料，所以这次水力分离会将重质塑料分离出来，剩下的铅泥被送至沉降罐内。

废旧铅酸蓄电池在破碎、水力分选等一系列过程中分离出来的铅泥，其成分主要为：

硫酸铅 52%-54%

金属铅 1%-3%

氧化铅 41%-43%

其他 2%-4%

为了避免铅泥在熔炼时二氧化硫的排放，所以要对铅泥进行脱硫处理，即向铅泥中添加碳酸钠溶液，使其发生化学反应，得到碳酸铅后再进行熔炼。添加的碳酸钠溶液的浓度为99.2%、添加量为铅泥总重量的24%-26%，为了获得较理想的反应效果，反应温度应在35-45℃之间、反应时间为50-70min，同时要进行持续的搅拌，使反应更加充分。脱硫过程的化学反应方程式为：

2PbSO₄+3NaCO₃+H₂O→NaPb₂（CO₃）₂OH+2Na₂SO₄+NaHCO₃

将得到的脱硫铅泥送至压力过滤器内进行洗涤、挤压和干燥，因为在铅泥的脱硫反应中，部分碳酸钠溶液会与混在铅泥中的酸液进行反应生成硫酸钠，所以为了尽量减少脱硫铅泥中的硫酸钠溶液，要对脱硫铅泥进行洗涤。挤压和干燥是尽量减少脱硫铅泥中所含的水分，干燥温度可控制在50~60℃之间，最后得到干的脱硫铅泥固体，而被滤出的硫酸钠溶液会被收集起来，进行其他方面的再利用，如制成硫酸钠晶体等。

将压力过滤得到的干燥脱硫铅泥固体及第一次水力分选得到的铅栅经称重传感器称重后送至转炉内进行熔炼，熔炼温度为800-1000℃、熔炼时间为22-26h，熔炼的目的是将铅泥和铅栅中铅的氧化物还原成粗铅（纯度较低的铅），在熔炼过程中所有铅的氧化物都会被还原成粗铅，同时在转炉内还添加有占脱硫铅泥和铅栅总重量3.5%-4.0%的铁屑、2.5%-3.0%的玻璃、3.0%-4.0%的煤粉和2.0%-2.5%的碳酸钠，其中，铁屑、玻璃、煤粉和碳酸钠的加入是为了在熔炼时可以将铅泥、铅栅中的铅置换出来，该过程是一个还原反应过程。并且该转炉使用的是天然/氧气燃烧器，采用全氧燃烧方式，可以显著的减少燃气清洁处理工序，不产生氮氧化物，是一种节能环保装置。在转炉废气通过袋收尘之前，还会通过一个二道炉进行二次燃烧处理，以确保废气中的所有有机物和一氧化碳都能充分燃烧并减少产生二噁英的可能。

熔炼后的粗铅液被送至精炼锅再进行精炼，精炼锅内设有氧枪进行吹氧燃烧，精炼温度为850-950℃、精炼时间为35-45min。精炼锅内还配备有扒渣机和吸烟罩，扒渣机可将产生的精炼残渣返回到转炉内循环利用，吸烟罩可将烟气集中送到除尘器中以便除尘，并且在精炼时，每一步的操作都由光谱仪进行连续的检查，以确保精炼铅的质量。

经过精炼以后得到的铅液，就可以直接制成成品了，比如采用巴顿铅粉机直接制成细度为35-45目的铅粉，以做原料储备或当产品出售；也可以采用连轧连铸的方式直接制成用于蓄电池的板栅，省时省力，极大地提高的蓄电池企业的工作效率；还可以采用铸锭机将铅液铸成铅锭，储存起来备用或者当产品出售。

本发明方法的有益效果为：

（1）本发明方法环保，全面采取无污染措施，且铅泥经脱硫后，其含硫率<0.5%，实现了再生铅的无污染生产。

（2）采用了水力分选法对废旧铅蓄电池进行解离，并且将塑料、金属铅块和铅泥分离的较彻底，使各类物料得到了充分的利用，提高了它们的回收价值。

（3）回收率较高，本发明方法中铅的总回收率达到了98%以上，塑料的回收率达到了95%以上，资源综合利用率达98%。

（4）机械化、自动化程度高，操作容易简单。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

（1）初级破碎：废旧铅酸蓄电池经抓爪抓取送入上料斗中，然后经过上料传送器送入初级破碎锤进行初级破碎，使破碎后的混合料尺寸为75mm，初级破碎后的混合料落到第一振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和酸液送入储存罐内；

（3）二级破碎：经过电磁分离器分离后的混合料又被送入二级破碎锤进行二次破碎，使破碎后的混合料尺寸为27mm，二次破碎后的混合料落到第二振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和酸液送入储存罐内；

（6）三级破碎：从第三振动筛上落下的混合料落入破碎机进行三次破碎，使破碎后的混合料尺寸为3mm，经三次破碎后的混合料又落到第四振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和冲洗液送入沉降罐内；

（8）铅泥的脱硫：将储存罐和沉降罐内的铅泥经称重传感器称重后，送入脱硫反应罐内，再向脱硫反应罐内添加质量为铅泥总重量26%、浓度为99.2%的碳酸钠溶液，同时进行充分、持续的搅拌，使其进行脱硫反应，反应温度为35℃、反应时间为60min；

（9）压力过滤：将反应后得到的脱硫铅泥送入压力过滤器内进行洗涤、挤压和50℃的干燥，最后得到干燥的固体脱硫铅泥，而过滤出的硫酸钠溶液则可制成硫酸钠晶体进行再利用；

（10）熔炼：将压滤得到的固体脱硫铅泥和第一次水力分选得到的铅栅经称重传感器称重后，送入转炉内进行熔炼，同时在转炉内还添加有占脱硫铅泥和金属铅总重量3.5%的铁屑、1.5%的玻璃、3.5%的煤粉和1.5%的碳酸钠，熔炼温度为1000℃、熔炼时间为24h；

（11）精炼：将熔炼后的铅液输送至精炼锅内进行精炼，精炼温度为900℃、精炼时间为40min；

40-45目地铅粉。

实施例2

（1）初级破碎：废旧铅酸蓄电池经抓爪抓取送入上料斗中，然后经过上料传送器送入初级破碎锤进行初级破碎，使破碎后的混合料尺寸为70mm，初级破碎后的混合料落到第一振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和酸液送入储存罐内；

（3）二级破碎：经过电磁分离器分离后的混合料又被送入二级破碎锤进行二次破碎，使破碎后的混合料尺寸为30mm，二次破碎后的混合料落到第二振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和酸液送入储存罐内；

（6）三级破碎：从第三振动筛上落下的混合料落入破碎机进行三次破碎，使破碎后的混合料尺寸为4mm，经三次破碎后的混合料又落到第四振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和冲洗液送入沉降罐内；

（8）铅泥的脱硫：将储存罐和沉降罐内的铅泥经称重传感器称重后，送入脱硫反应罐内，再向脱硫反应罐内添加质量为铅泥总重量24%、浓度为99.2%的碳酸钠溶液，同时进行充分、持续的搅拌，使其进行脱硫反应，反应温度为40℃、反应时间为70min；

（9）压力过滤：将反应后得到的脱硫铅泥送入压力过滤器内进行洗涤、挤压和55℃的干燥，最后得到干燥的固体脱硫铅泥，而过滤出的硫酸钠溶液则可制成硫酸钠晶体进行再利用；

（10）熔炼：将压滤得到的固体脱硫铅泥和第一次水力分选得到的铅栅经称重传感器称重后，送入转炉内进行熔炼，同时在转炉内还添加有占脱硫铅泥和金属铅总重量4.0%的铁屑、1.8%的玻璃、3.0%的煤粉和1.3%的碳酸钠，熔炼温度为900℃、熔炼时间为22h；

（11）精炼：将熔炼后的铅液输送至精炼锅内进行精炼，精炼温度为950℃、精炼时间为35min；

（12）制成产品：将精炼后得到的铅液，采用连轧连铸的方式直接制成用于蓄电池的板栅，直接用于制造蓄电池的工序中。

实施例3

（1）初级破碎：废旧铅酸蓄电池经抓爪抓取送入上料斗中，然后经过上料传送器送入初级破碎锤进行初级破碎，使破碎后的混合料尺寸为73mm，初级破碎后的混合料落到第一振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和酸液送入储存罐内；

（3）二级破碎：经过电磁分离器分离后的混合料又被送入二级破碎锤进行二次破碎，使破碎后的混合料尺寸为25mm，二次破碎后的混合料落到第二振动筛上进行清洗分选，并且将该过程中产生的铅泥和酸液送入储存罐内；

（8）铅泥的脱硫：将储存罐和沉降罐内的铅泥经称重传感器称重后，送入脱硫反应罐内，再向脱硫反应罐内添加质量为铅泥总重量25%、浓度为99.2%的碳酸钠溶液，同时进行充分、持续的搅拌，使其进行脱硫反应，反应温度为45℃、反应时间为50min；

（9）压力过滤：将反应后得到的脱硫铅泥送入压力过滤器内进行洗涤、挤压和60℃的干燥，最后得到干燥的固体脱硫铅泥，而过滤出的硫酸钠溶液则可制成硫酸钠晶体进行再利用；

（10）熔炼：将压滤得到的固体脱硫铅泥和第一次水力分选得到的铅栅经称重传感器称重后，送入转炉内进行熔炼，同时在转炉内还添加有占脱硫铅泥和金属铅总重量3.8%的铁屑、2.0%的玻璃、4.0%的煤粉和1.0%的碳酸钠，熔炼温度为800℃、熔炼时间为26h；

（11）精炼：将熔炼后的铅液输送至精炼锅内进行精炼，精炼温度为850℃、精炼时间为30min；

（12）制成产品：将精炼后得到的铅液，采用铸锭机直接铸成铅锭，储存备用或当产品出售。

Claims

1.一种废旧铅酸蓄电池闭合循环回收生产方法，其特征在于包括如下步骤：

（10）熔炼：将压滤得到的固体脱硫铅泥和第一次水力分选得到的铅栅经称重传感器称重后，送入转炉内进行熔炼，同时在转炉内还添加有占脱硫铅泥和铅栅重量3.5%-4.0%的铁屑、1.5%-2.0%的玻璃、3.0%-4.0%的煤粉和1.0%-1.5%的碳酸钠，熔炼温度为800-1000℃、熔炼时间为22-26h；

（12）制成产品：将精炼后得到的铅液，采用巴顿铅粉机直接制成细度为40-45目的铅粉、或者是采用连轧连铸的方式直接制成用于蓄电池的板栅、或者是采用铸锭机直接铸成铅锭。

2.根据权利要求1所述的一种废旧铅酸蓄电池闭合循环回收生产方法，其特征在于：上述步骤（6）中，进行三次破碎所采用的破碎机为刃式破碎机。

3.根据权利要求1或2所述的一种废旧铅酸蓄电池闭合循环回收生产方法，其特征在于：上述步骤（10）中，进行熔炼时所添加的铁屑粒度<5mm、玻璃粒度<30mm、煤粉粒度<10mm、碳酸钠粒度<2mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种废旧铅酸蓄电池闭合循环回收生产方法，其特征在于：上述步骤（10）中，熔炼用的转炉使用的是天然/氧气燃烧器。

5.根据权利要求1或2所述的一种废旧铅酸蓄电池闭合循环回收生产方法，其特征在于：上述步骤（10）中，从转炉排出的废气在通过袋收尘之前，还会通过一个二道炉进行二次燃烧处理。

6.根据权利要求4所述的一种废旧铅酸蓄电池闭合循环回收生产方法，其特征在于：上述步骤（10）中，从转炉排出的废气在通过袋收尘之前，还会通过一个二道炉进行二次燃烧处理。