CN107083488A - 一种废铅酸蓄电池铅膏熔池熔炼处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种废铅酸蓄电池铅膏熔池熔炼处理方法，采用富氧熔池熔炼技术处理废铅酸蓄电池铅膏，取代现有生产工艺。适合于产业化、大型化工业生产，具有投资省、效率高、节能、环保特点。产出铅经火法或电解精炼，返回蓄电池制造，形成循环经济；产出高浓度二氧化硫可采用标准制酸流程生产硫酸，可有效解决低浓度二氧化硫造成的环境污染，产出炉渣含铅不超过2％，且无溶于水影响环境的成份，炉渣无需经危废处理。

Description

一种废铅酸蓄电池铅膏熔池熔炼处理方法
技术领域
本发明涉及废旧铅酸电池处理技术领域，具体涉及一种废铅酸蓄电池铅膏熔池熔炼处理方法。
背景技术
铅蓄电池经过百余年的发展与完善，已成为世界上广泛使用的一种化学电源，也是目前世界上产量最大，用途最广的一种电池，是社会生产经营活动和人类中不可缺少的产品。
我国目前事再生铅生产的有300多家企业，数量多、规模小、能耗高、污染重、回收率低、机械化和集约化程度低，使整个产业处于小、乱、散的状态。
近年来，从国外引进及国内自主研发技术，对国内的生产现状有的较大的改善。前阶段整体废蓄电池采用了机械破碎分选和对含硫铅膏进行脱硫等预处理技术，再分别采用火法、湿法、干湿联合法工艺回收铅及其他有价物质。铅的回收率也由85％提高到了95％。在前阶段整体废蓄电池采用机械破碎分选的方法，是一项高效的方法，可有效的分离了栅板，铅泥，酸液，外壳。而后阶段经脱硫的铅膏处理存在有巨大的隐患。铅泥熔炼产出的废渣，可高达投入量的10％-15％，渣含铅也难以达到低于2％的水平，且存在有可溶于水的危险成份，需送经危险固废处理。在国际上对于铅膏泥的处理也是一个难题。
随着社会的进步，对资源的需求也在不断增大，而全球矿产资源日渐枯竭，提高再生资源的回收利用，显得尤为重要，而不断提高装备水平，采用先进的回收再生工艺技术，才是发展的关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种废铅酸蓄电池铅膏熔池熔炼处理方法，取代现有生产工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种废铅酸蓄电池铅膏熔池熔炼处理方法，在氧气侧吹直接炼铅炉(专利号：CN03246213.1)中进行，在处理量较小时可采用一台炉分段生产，在处理量较大时采用两台炉或双区炉连续生产，冶炼过程分以下两个阶段完成：
(1)废铅酸蓄电池脱硫熔炼
将已经过破解分离，并经压滤后的废蓄电池铅膏泥与熔剂按配料比例要求，经自动配料后，再经皮带运输机输送连续加入炉内，同时向炉内加入粒状煤(焦)，并经炉下部风口向炉内送入富氧空气，在高温状态下，铅膏泥熔化，硫酸铅分解得到部分粗铅和保留在熔融渣中的氧化铅；同时产出高二氧化硫浓度的烟气，烟气经余热锅炉回收余热、电收尘除尘后，采用标准制酸法，制取硫酸；
脱硫熔炼条件：控制炉料含水≤10％，加料量10-50吨(根据炉的大小决定)，煤粒度5-20mm,富氧浓度60％的工业纯氧，熔炼温度1050℃-1200℃；
(2)熔融渣的还原熔炼
采用一台炉时，当脱硫熔炼完成后，改变炉内氧化气氛为还原气氛，提高炉温，向炉内加入还原煤及熔剂，使炉内氧化铅还原成金属铅，炉渣得到贫化，金属铅和炉渣从各自的排出口排出；
采用两台炉时，经脱硫反应完成后的高铅熔渣从前炉排出，直接流入还原炉，同样向炉内连续加入还原煤及熔剂，在还原炉内完成高铅渣的还原，经贫化后的炉渣从各自的排出口排出，炉内产出的烟气经余热锅炉回收余热，袋式除尘后，脱硫塔洗涤后排空；
还原熔炼条件：控制还原煤粒度5-20mm，富氧浓度30％-70％，熔炼温度1100℃-1300℃，还原时间30-60分钟。
所述氧气侧吹直接炼铅炉所用的燃料和还原剂采用单一煤(焦)粒，或煤(焦)粒加天然气，或煤(焦)粒加煤质气。
所用的熔剂为石灰石、石英石或铁矿石。
本发明的有益效果是：本发明适合于产业化、大型化工业生产，具有投资省、效率高、节能、环保特点。产出铅经火法或电解精炼，返回蓄电池制造，形成循环经济；产出高浓度二氧化硫可采用标准制酸流程生产硫酸，可有效解决低浓度二氧化硫造成的环境污染，产出炉渣含铅不超过2％，且无溶于水影响环境的成份，无需经危废处理。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1
如图1所示，氧气侧吹炉处理废铅酸蓄电池，分为两个阶段完成。可采用一台炉子(处理废铅酸蓄电池小于15万吨/年)分周期生产作业，或两台炉子，一台氧化，一台还原(处理铅酸蓄电池大于15万吨/年)连续生产作业。
第一阶段：脱硫熔炼，首先，将已经过破解分离，并经压滤脱水后的废蓄电池铅膏泥与石灰石(熔剂)，经自动配料后，再经皮带运输机输送连续从炉顶加料口加入炉内，同时向炉内加入粒状煤(焦)，并经炉下部风口向炉内送入富氧空气，在高温状态下，硫酸铅高温熔化分解，在炉内熔体发生下列反应：
PbSO4＝PbO+SO3 (1)
SO3＝SO2+1/2O2 (2)
3(2PbO.PbSO4)+SO2＝4(PbO.PbSO4)+Pb (3)
PbO.PbSO4+Pb＝3PbO+SO2 (4)
在脱硫氧化反应的过程中，硫酸铅分解得到的部分粗铅在熔渣的激列搅拌下而迅速长大，下沉，通过风口下的安静区与熔渣分离，汇集在炉缸下部，通过铅虹吸道从出铅口排出，而硫酸铅分解产出的高铅渣保留在熔融渣中等待下一阶段的还原熔炼，同时化学反应产出高二氧化硫浓度的含S、尘烟气，经余热锅炉回收余热、电收尘除尘后、采用二转二吸标准制酸法，制取浓硫酸，使二氧化硫得到综合回收利用，达标排放。
第二阶段：还原熔炼，从炉顶加料口连续加入还原煤及熔剂，从下部风口送入富氧空气，单台炉子作业改变炉内作业气氛(双区炉或两台炉子则在另一区或另一台炉内完成)，即碳燃烧为不完全燃烧，其中的一部分燃烧产生高温，为炉提供热量，而另一部分则产生一氧化碳，用于铅的还原，主要反应如下：
2C+O2＝2CO (5)
PbO+CO＝Pb+CO2 (6)
熔融态的高铅渣经化学反应，氧化铅还原成金属铅，与炉渣分离，沉入炉缸，通过铅虹吸道从出铅口排出，同时贫化后炉渣(含铅量可达1.0％以下，且不溶于水)，经炉渣排出口连续或间断排出炉外，经水碎另作它用，而产出的炉气经二次风口再燃烧，使炉气中的一氧化碳完全燃烧成二氧化碳，从烟气排出口排出，因其二氧化硫的含量较低，烟气经余热锅炉回收余热，布袋收尘后，采用尾气脱硫治理达标排放。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种废铅酸蓄电池铅膏熔池熔炼处理方法，其特征在于，在氧气侧吹直接炼铅炉中进行，冶炼过程分以下两个阶段完成：
(1)废铅酸蓄电池脱硫熔炼
将已经过破解分离，并经压滤后的废蓄电池铅膏泥与熔剂按配料比例要求，经自动配料后，再经皮带运输机输送连续加入炉内，同时向炉内加入粒状煤，并经炉下部风口向炉内送入富氧空气，在高温状态下，铅膏泥熔化，硫酸铅分解得到部分粗铅和保留在熔融渣中的氧化铅；同时产出高二氧化硫浓度的烟气，烟气经余热锅炉回收余热、电收尘除尘后，采用标准制酸法，制取硫酸；
脱硫熔炼条件：控制炉料含水≤10％，加料量10-50吨，煤粒度5-20mm,富氧浓度60％的工业纯氧，熔炼温度1050℃-1200℃；
(2)熔融渣的还原熔炼
当脱硫熔炼完成后，改变炉内氧化气氛为还原气氛，提高炉温，向炉内加入还原煤及熔剂，使炉内氧化铅还原成金属铅，炉渣得到贫化，金属铅和炉渣从各自的排出口排出；炉内产出的烟气经余热锅炉回收余热，袋式除尘后，脱硫塔洗涤后排空；
还原熔炼条件：控制还原煤粒度5-20mm，富氧浓度30％-70％，熔炼温度1100℃-1300℃，还原时间30-60分钟。
2.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池铅膏熔池熔炼处理方法，其特征在于，
在处理量较大时采用两台炉或双区炉连续生产，采用两台炉时，经脱硫反应完成后的高铅熔渣从前炉排出，直接流入还原炉，同样向炉内连续加入还原煤及熔剂，在还原炉内完成高铅渣的还原，经贫化后的炉渣从各自的排出口排出，炉内产出的烟气经余热锅炉回收余热，袋式除尘后，脱硫塔洗涤后排空。
3.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池铅膏熔池熔炼处理方法，其特征在于，所用的熔剂为石灰石、石英石或铁矿石。
4.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池铅膏熔池熔炼处理方法，其特征在于，所述氧气侧吹直接炼铅炉所用的燃料和还原剂采用单一煤粒，或煤粒加天然气，或煤粒加煤质气。
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