CN107142380B - 再生铅低温连续熔炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种再生铅低温连续熔炼工艺，包括以下步骤:(1)对废旧铅酸蓄电池进行破碎，收集铅膏和铅栅待用；(2)将铅膏放入加热设备中，在真空环境下，加热温度控制在100℃‑110℃，铅膏厚度1cm～2cm，加热时间不超过60分钟，完成后立即进行预脱硫处理；(3)将预脱硫后的铅膏进行水洗后干燥，然后和铅栅一起投入低温熔炼炉，控制熔炼温度在400℃‑500℃；(4)将熔炼得到的铅液送入浇铸系统，经浇铸得到铅锭，再进行精炼可得到精铅。
Description
技术领域
本发明涉及资源再生技术领域，具体涉及一种再生铅低温连续熔炼工艺。
背景技术
目前，国内再生铅厂大约有近300家，但上万吨规模的不多，小厂平均生产能力为1000吨/年左右。国内的再生铅厂家，生产规模小，技术水平低，绝大部分厂家采用小型反射炉冶炼，一些小企业，个体户甚至采用原始的土炉土窑冶炼。具体冶炼方法是：将铅金属与铅渣灰混合进入窑炉冶炼，大量的低温即可熔化的铅金属和熔铸铅渣一起进行高温冶炼，冶炼过程中以烟煤为燃料，加入无烟煤和铁屑作为配料，每炉投料约2-4吨，平均煤耗560千克标煤/吨铅。这些规模小、产量低、工艺及环保设备简陋的再生铅厂，金属铅的回收率只有80％，综合能耗高达600kg标煤/吨铅，产生大量弃渣中高达8％以上的含铅无法得到再回收利用，锑等有色金属50％未回收利用。每年有十万吨计的铅流失或排放到环境中，严重地浪费了资源，消耗了能源。
世界上一些先进国家再生铅工业在上世纪80年代就已走向生产规模化、工艺清洁无害化的良性发展之路。主要采用的工艺流程是：废旧电池→破碎分选→铅膏脱硫→短窑冶炼→精炼→产品。
近些年中国大规模引进或自主开发了机械破碎分选废旧电池工艺和设备。但传统的熔炼设备能耗较大，熔炼效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提高一种连续性好，熔炼效率高，能耗低的再生铅低温连续熔炼工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种再生铅低温连续熔炼工艺，包括以下步骤:
(1)对废旧铅酸蓄电池进行破碎，收集铅膏和铅栅待用，其中废旧铅酸电池中铅含量铅膏占30％左右，铅栅占34％左右；
(2)将铅膏放入加热设备中，在真空环境下，加热温度控制在100℃-110℃，铅膏厚度1cm～2cm，加热时间不超过60分钟，完成后立即进行预脱硫处理；
通过加热处理，能够提高铅膏的脱硫效果，脱硫后的铅膏与水的溶解速度快，便于水洗。
(3)将预脱硫后的铅膏进行水洗后干燥，然后和铅栅一起投入低温熔炼炉，控制熔炼温度在400℃-500℃；
(4)将熔炼得到的铅液送入浇铸系统，经浇铸得到铅锭，再进行精炼可得到精铅。
上述步骤(3)中水洗后的水送入净化系统进行净化后回用。
上述低温熔炼炉包括：基座以及设置于基座上的熔炼炉、铝液暂存炉以及浇铸系统，所述熔炼炉并排设置有2组，所述铝液暂存炉位于2组熔炼炉中间，所述的2组熔炼炉分别通过铝液流通管路与铝液暂存炉相通，所述铝液暂存炉与浇铸系统相连；废铝通过投料系统将废铝块投入熔炼炉中，采用天燃气对熔炼炉进行加温，使温度达到400-500℃，熔化后的铝液流入铝液暂存炉，再通过铝液暂存炉将铝液送入到浇铸系统进行浇铸成型。
所述熔炼炉包括一炉体，所述炉体垂直设置于基座内，所述炉体上端设置有能够盖合炉体的端盖，在端盖上设置有投料口，所述炉体内设置有搅拌杆，所述搅拌杆上端伸出端盖连接至减速器的动力输出端，所述减速器的动力输入端通过皮带连接至电机。
所述搅拌杆上设置有搅拌叶片，用于对炉体内的铝液进行搅拌，加速熔化。
所述搅拌叶片由搅拌杆底部向上设置有2层，每层设置2片搅拌叶片，其中一片搅拌叶片倾斜设置，另一片垂直设置。
所述搅拌叶片包括上部搅拌基叶，在搅拌过程中将熔液向下压，在上部搅拌基叶底部连接有下层搅拌叶，所述下层搅拌叶与上部搅拌基叶相垂直，该种设计可以提高搅拌效率。
所述浇铸系统包括浇铸机以及设置在浇铸机一侧的输送链，在所述输送链上设置有铅锭成型模。
本发明的有益效果是：本发明工艺方法简单，易于实施，采用低温熔炼，能耗低，效率高，产品质量稳定，提高了资源的利用率。
附图说明
图1为本发明低温熔炼炉结构示意图；
图2为本发明熔炼炉结构图；
图3为本发明搅拌叶片结构图；
图4为本发明净化系统结构图。
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，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种再生铅低温连续熔炼工艺，包括以下步骤:
(1)对废旧铅酸蓄电池进行破碎，收集铅膏和铅栅待用，其中废旧铅酸电池中铅含量铅膏占30％左右，铅栅占34％左右；
(2)将铅膏放入加热设备中，在真空环境下，加热温度控制在100℃-110℃，铅膏厚度1cm～2cm，加热时间不超过60分钟，完成后立即进行预脱硫处理；
通过加热处理，能够提高铅膏的脱硫效果，脱硫后的铅膏与水的溶解速度快，便于水洗。
(3)将预脱硫后的铅膏进行水洗后干燥，然后和铅栅一起投入低温熔炼炉，控制熔炼温度在400℃-500℃；
(4)将熔炼得到的铅液送入浇铸系统，经浇铸得到铅锭，再进行精炼可得到精铅。
实施例2
一种再生铅低温连续熔炼工艺，包括以下步骤:
(1)对废旧铅酸蓄电池进行破碎，收集铅膏和铅栅待用，其中废旧铅酸电池中铅含量铅膏占30％左右，铅栅占34％左右；
(2)将铅膏放入加热设备中，在真空环境下，加热温度控制在100℃-110℃，铅膏厚度1cm～2cm，加热时间不超过60分钟，完成后立即进行预脱硫处理；
通过加热处理，能够提高铅膏的脱硫效果，脱硫后的铅膏与水的溶解速度快，便于水洗。
(3)将预脱硫后的铅膏进行水洗后干燥，然后和铅栅一起投入低温熔炼炉，控制熔炼温度在400℃-500℃；
(4)将熔炼得到的铅液送入浇铸系统，经浇铸得到铅锭，再进行精炼可得到精铅。
如图1、图2所示，低温熔炼炉包括：基座1以及设置于基座1上的熔炼炉2、铝液暂存炉3以及浇铸成型系统4，熔炼炉2并排设置有2组，铝液暂存炉3位于2组熔炼炉2中间，2组熔炼炉2分别通过铝液流通管路与铝液暂存炉3相通，铝液暂存炉3与浇铸成型系统4相连；熔炼炉2包括一炉体201，炉体201垂直设置于基座1内，炉体201上端设置有能够盖合炉体201的端盖202，在端盖202上设置有投料口203，炉体201内设置有搅拌杆204，搅拌杆204上端伸出端盖202连接至减速器206的动力输出端，减速器206的动力输入端通过皮带连接至电机207。搅拌杆207上设置有搅拌叶片208，用于对炉体201内的铝液进行搅拌，加速熔化。浇铸成型系统4包括浇铸机401以及设置在浇铸机401一侧的输送链402，在输送链402上设置有铅锭成型模403。废铝通过投料系统将废铝块投入熔炼炉2中，采用天燃气对熔炼炉2进行加温，使温度达到400-500℃，熔化后的铝液流入铝液暂存炉3，再通过铝液暂存炉3将铝液送入到浇铸成型系统4进行浇铸成型。
如图3所示，搅拌叶片208由搅拌杆207底部向上设置有2层，每层设置2片搅拌叶片208，其中一片搅拌叶片208倾斜设置，另一片垂直设置。搅拌叶片208包括上部搅拌基叶209，在搅拌过程中将熔液向下压，在上部搅拌基叶209底部连接有下层搅拌叶210，下层搅拌叶210与上部搅拌基叶209相垂直，该种设计可以提高搅拌效率。
实施例3
一种再生铅低温连续熔炼工艺，包括以下步骤:
(1)对废旧铅酸蓄电池进行破碎，收集铅膏和铅栅待用，其中废旧铅酸电池中铅含量铅膏占30％左右，铅栅占34％左右；
(2)将铅膏放入加热设备中，在真空环境下，加热温度控制在100℃-110℃，铅膏厚度1cm～2cm，加热时间不超过60分钟，完成后立即进行预脱硫处理；
通过加热处理，能够提高铅膏的脱硫效果，脱硫后的铅膏与水的溶解速度快，便于水洗。
(3)将预脱硫后的铅膏进行水洗后干燥，然后和铅栅一起投入低温熔炼炉，控制熔炼温度在400℃-500℃；
(4)将熔炼得到的铅液送入浇铸系统，经浇铸得到铅锭，再进行精炼可得到精铅。
如图4所示，上述步骤(3)中水洗后的水送入净化系统进行净化后回用，所述净化系统包括设置在湿地、水塘或低洼地中的净化池1a，用于集中含铅废水，净化池1a内壁设置有硬化层2a，该硬化层2a的作用是防止中水渗入地下，在硬化层2a的外围设置有过滤层3a，对中水进行过滤，在过滤层3a外围设置有土壤净化层4a，利用土壤再一次对中水进行自然净化，经土壤净化后的中水即可达标再返回生产企业循环使用。过滤层3a和土壤净化层4a均设置在硬化层2a表面，在过滤净化的同时防止水体向下渗透污染地下水源。过滤层3a是由具有过滤功能的过滤材料组成，过滤材料为活性炭，活性炭具有极强的吸附功能，也可以吸附水中的重金属成分，并定期清理更换过滤材料，提高过滤效果。土壤净化层4a采用经过人工加工后的合成土壤，利用土壤的自然净化功能对污水进行净化，定期对土壤进行处理，将土壤中过滤掉的重金属提取处理，然后重新利用。土壤过滤层外4a围设置有防渗层5a，防止中水向周围漫延渗透。
净化方法如下：
(1)将含铅废水通过管道引入到净化池中，在净化池中进行集中；
(2)随着净化池中水位的升高，上层水流向过滤层，经过滤层中的过滤材料过滤掉一部分重金属铅元素；
(3)经过滤层过滤后水体再缓慢渗入到土壤过滤层，利用土壤的自然净化功能，将水体中的重金属铅元素吸附掉；
(4)经土壤过滤层出来的水，铅含量＜0.05mg/L，再返回生产企业循环使用。
上述合成土壤是由以下重量份数的组分制成：三合土120-150份，细沙20-30份，尿素3-5份，pH调节剂1-50份，蛋壳粉15-20份，竹粉20-25份，煅烧高岭土40-60份，水30-50份。该合成土壤对于含铅中水中的铅离子吸附量达到800～900mg/g，远优于常规的铅元素吸附剂。
实施例的测试结果
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 净化后水体含铅量 | 0.05mg/L | 0.072mg/L | 0.046mg/L |
| 吸附率 | 99.8％ | 99.4％ | 99.6％ |
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 (2)
1.一种再生铅低温连续熔炼工艺，其特征在于包括以下步骤:
(1)对废旧铅酸蓄电池进行破碎，收集铅膏和铅栅待用；
(2)将铅膏放入加热设备中，在真空环境下，加热温度控制在100℃-110℃，铅膏厚度1cm～2cm，加热时间不超过60分钟，完成后立即进行预脱硫处理；
(3)将预脱硫后的铅膏进行水洗后干燥，然后和铅栅一起投入低温熔炼炉，控制熔炼温度在400℃-500℃；
(4)将熔炼得到的铅液送入浇铸系统，经浇铸得到铅锭，再进行精炼可得到精铅。
2.根据权利要求1所述的再生铅低温连续熔炼工艺，其特征在于：上述步骤(3)中水洗后的水送入净化系统进行净化后回用。
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