CN107419299A - 一种回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的方法 - Google Patents

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Abstract

一种回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的方法，将阳极废板用热水浸泡干燥后用双面钢丝刷轮清理阳极废板表面的二氧化锰并将其还原成Mn2+离子；再将阳极废板去除塑料护套及绝缘子后堆放在熔炼架上，送入热感应台车炉中熔化后，灰渣捞出，得到铅及铅合金液；将灰渣球磨后加入氢氧化钠溶液搅拌、过滤，向滤液中加入硫化锌或硫化钡，得到硫化铅，将硫化铅置马弗炉中反应并进行氮气保护，降至室温后溶于氢氧化钠溶液，水洗、过滤得到铅；将铝芯以及铝导电梁放入氢氧化钠溶液中除油、水洗后，放入稀硝酸中除杂，所得的铝芯熔炼，浇铸得到铝及铝合金锭并通过热挤压拉拔得到铝芯；本发明能耗和生产成本低，不产生废水，金属烧损小、回收率高。

Description

一种回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的方法
技术领域
本发明涉及锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的回收方法技术领域。
背景技术
我国再生铅行业在日益重视环境保护和资源综合利用的前提下逐步发展。随着我国汽车、通讯和化学工业的迅速发展，对铅的要求不断提高，铅的价格也在不断上涨，再生铅及其利用日益受到重视。因此,阳极板中的铅回收也显得日益重要，锌电积用的有色金属电积用栅栏型铝基铅合金阳极板的回收也逐渐受到重视。
湿法炼锌厂电积过程中在阳极会产生大量阳极泥，该阳极泥表面主要成分是二氧化锰，还含有少量的铅和银，是可回收和利用的宝贵资源。在传统的锌电积过程中，需要定期对平板阳极表面的阳极泥进行清除，但工厂常用的方法是用铲子铲除。此法可将阳极板表面的阳极泥进行简单清除，但不能对栅栏型的阳极泥进行有效的清理，且易对阳极造成物理损伤。因此，需要寻找一种更合理的适用于栅栏型阳极板的阳极泥清除方法。
传统的废阳极板的回收是先将阳极板表面的阳极泥清除，再将铅包铜导电梁与板面剪切分开，然后将板面剪切成小块，加入到中频炉进行熔炼，该工艺的缺点是流程长，回收率低，操作环境恶劣，对环境影响大，同时经常发生大范围的环境污染事故。此外，栅栏型铝基铅合金阳极板由于含有金属铝芯、塑料固定架、铅合金以及导电陶瓷膜，按照传统板的回收方法，剪切和加工序麻烦，中频炉回收需多次加料，工作时间长，烧损大。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种生产强度低、回收率高、操作环境好、不产生废水的高环保的回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的方法，包括下述步骤：
a.二氧化锰阳极泥的回收：
将废旧的锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板先放在30-60℃水中浸泡10-30min，然后在热感应炉中干燥0.2-3h，干燥温度控制在30-80℃，将干燥后的阳极废板插入带有双面钢丝刷轮的自动刷板机中，清理阳极废板表面的二氧化锰，将得到的二氧化锰粉末在球磨机中球磨至300-500目的细粉，然后加入含有硫酸和双氧水的溶液还原成Mn2+离子，还原后的溶液返回到锌电解浸出工段；
b.铅及铅合金液回收：
将清理过表面二氧化锰后的阳极废板去除塑料护套及绝缘子后堆放在熔炼架上，将熔炼架推入热感应台车炉中，在400-700℃的温度下熔化10-30min；将熔化后的架子从台车炉拉出，用木耙子将熔炼架底部托盘中的铅及铅合金液表面的灰渣捞出，然后进一步加入质量比为1-5％的氯化铵于铅合金液中净化，捞渣，待铅液冷却后，对铅合金进行元素分析，根据需要补加到浇铸阳极板的中频炉中进一步熔炼；
c.灰渣的回收：
将阳极废板上和托盘中清理的灰渣送至球磨机，磨成300-500目的灰渣细粉后加入质量浓度35％-45％的氢氧化钠溶液，灰渣细粉占氢氧化钠溶液的质量比为0.6-1.5％，搅拌至溶液澄清，过滤，向滤液中加入硫化锌或硫化钡固体，硫化锌或硫化钡与灰渣的质量比为1:3，得到黑色沉淀物硫化铅，将硫化铅和氢氧化钠按质量比2:4混合均匀，置于300-500℃的马弗炉中反应10-30min，并进行氮气保护，降至室温，再溶于质量浓度5％的氢氧化钠溶液中，水洗，过滤得到金属铅；
d.铝芯和铝梁的回收：
将阳极废板上的铝芯以及铝导电梁放入质量浓度10％-20％的氢氧化钠溶液中进行除油，水洗后，放入稀硝酸中进行除杂水洗干净，所得的铝导电梁进重复利用作为导电梁，铝芯放入铸铁坩埚焦炭炉中熔炼，采用质量浓度50％NaC1+50％KC1的混合物作为覆盖剂，添加0.6wt.％C2C16精炼剂，控制精炼温度730-750℃，保持精炼时间5-30min，浇铸得到铝及铝合金锭，然后将铝及铝合金锭通过热挤压拉拔得到所需的铝芯。
本发明所述在二氧化锰阳极泥回收中所用的硫酸和双氧水，硫酸体积浓度为10-30g/L，40wt.％双氧水体积浓度为2-30ml/L，温度在20-50℃。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、采用火法和湿法相结合的工艺，能耗低，成本低，劳动强度低；
2、采用热感应台车炉回收铅及铅合金，工艺简单，适合大批量回收，烧损小，避免多次加料，且为密闭操作，安全性高；
3、对废板中的二氧化锰、铅合金、灰渣以及铝的综合回收，铅合金直收率达到90％以上；
4、利用二氧化锰本身的脆性，采用双面钢丝刷轮的自动刷板机中进行清理二氧化锰效率高，清理效果好；
5、通过热挤压拉拔得到的铝芯回收率达92％以上，循环利用率高；
6、与传统铅基合金阳极板回收的方法相比，损失率降低30％以下，回收效率提高3倍以上。
具体实施方式
实施例1
一种回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的方法，包括下述步骤：
a.二氧化锰阳极泥的回收：
将废旧的锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板先放在30-60℃水中浸泡20min，然后在热感应炉中干燥2h，干燥温度控制在30-40℃，将干燥后的阳极废板插入带有双面钢丝刷轮的自动刷板机中，清理阳极废板表面的二氧化锰，钢丝刷轮的转速控制在150-500转/min，将得到的二氧化锰粉末在球磨机中球磨至300-500目的细粉，然后加入含有硫酸和40wt.％双氧水的溶液还原成Mn2+离子，硫酸体积浓度为30g/L，40wt.％双氧水体积浓度为25ml/L，温度在20-30℃。还原后的溶液返回到锌电解浸出工段；所述废旧的锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板包括有铝或铝合金导电梁、焊接于铝或铝合金导电梁下方的栅栏型阳极板支架，支架由铝基铅合金复合棒组装而成；
b.铅及铅合金液回收：
将清理过表面二氧化锰后的阳极废板去除塑料护套及绝缘子后整齐堆放在熔炼架上，将熔炼架推入热感应台车炉中，在500℃的温度下熔化20min；将熔化后的架子从台车炉拉出，用木耙子将托盘中的铅及铅合金液表面的灰渣捞出，然后进一步加入质量比为5％的氯化铵于铅合金液中净化，捞渣，待铅液冷却后，对铅合金进行元素分析，根据需要补加到浇铸阳极板的中频炉中进一步熔炼，金属直收率达到92％；所述托盘放在熔炼架里并置于阳极废板正下方，用2-4mm厚的不锈钢片制做；
c.灰渣的回收：
将阳极废板上和托盘中清理的灰渣送至球磨机，磨成300-500目的灰渣细粉后加入质量浓度45％的氢氧化钠溶液，灰渣细粉占氢氧化钠溶液的质量比为1％，搅拌至溶液澄清，过滤，向滤液中加入硫化锌固体，硫化锌与灰渣的质量比为1:3，得到黑色沉淀物硫化铅，将硫化铅和氢氧化钠按质量比2:4混合均匀，置于300-500℃的马弗炉中反应20min，并进行氮气保护，降至室温，再溶于质量浓度5％的氢氧化钠溶液中，水洗，过滤得到金属铅，铅的回收率达到90％；
d.铝芯和铝梁的回收：
将阳极废板上的铝芯以及铝导电梁放入质量浓度10％的氢氧化钠溶液中进行除油，水洗后，放入稀硝酸中进行除杂水洗干净，所得的铝导电梁进重复利用作为导电梁，铝芯放入铸铁坩埚焦炭炉中熔炼，采用质量浓度50％NaC1+50％KC1的混合物作为覆盖剂，添加0.6wt.％C2C16精炼剂，控制精炼温度730-750℃，保持精炼时间25min，浇铸得到铝及铝合金锭，然后将铝及铝合金锭通过热挤压拉拔得到所需的铝芯，铝芯回收率达93％。
与传统铅基合金阳极板回收的方法相比，损失率降低至少30％，回收效率提高3倍以上。
实施例2
一种回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的方法，包括下述步骤：
a.二氧化锰阳极泥的回收：
将废旧的锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板先放在30-60℃水中浸泡10min，然后在热感应炉中干燥0.2h，干燥温度控制在50-80℃，将干燥后的阳极废板插入带有双面钢丝刷轮的自动刷板机中，清理阳极废板表面的二氧化锰，将得到的二氧化锰粉末在球磨机中球磨至300-500目的细粉，然后加入含有硫酸和40wt.％双氧水的溶液还原成Mn2+离子，硫酸体积浓度为15g/L，40wt.％双氧水体积浓度为30ml/L，温度在40℃，还原后的溶液返回到锌电解浸出工段；
b.铅及铅合金液回收：
将清理过表面二氧化锰后的阳极废板去除塑料护套及绝缘子后整齐堆放在熔炼架上，将熔炼架推入热感应台车炉中，在700℃的温度下熔化10min；将熔化后的架子从台车炉拉出，用木耙子将熔炼架底部托盘中的铅及铅合金液表面的灰渣捞出，然后进一步加入质量比为3％的氯化铵于铅合金液中净化，捞渣，待铅液冷却后，对铅合金进行元素分析，根据需要补加到浇铸阳极板的中频炉中进一步熔炼，金属直收率达到94％；
c.灰渣的回收：
将阳极废板上和托盘中清理的灰渣送至球磨机，磨成300-500目的灰渣细粉后加入质量浓度35％的氢氧化钠溶液，灰渣细粉占氢氧化钠溶液的质量比为1.5％，搅拌至溶液澄清，过滤，向滤液中加入硫化锌固体，硫化锌与灰渣的质量比为1:3，得到黑色沉淀物硫化铅，将硫化铅和氢氧化钠按质量比2:4混合均匀，置于300-500℃的马弗炉中反应10min，并进行氮气保护，降至室温，再溶于质量浓度5％的氢氧化钠溶液中，水洗，过滤得到金属铅，铅的回收率达到91％；
d.铝芯和铝梁的回收：
将阳极废板上的铝芯以及铝导电梁放入质量浓度20％的氢氧化钠溶液中进行除油，水洗后，放入稀硝酸中进行除杂水洗干净，所得的铝导电梁进重复利用作为导电梁，铝芯放入铸铁坩埚焦炭炉中熔炼，采用质量浓度50％NaC1+50％KC1的混合物作为覆盖剂，添加0.6wt.％C2C16精炼剂，控制精炼温度730-750℃，保持精炼时间30min，先将熔融的铝或铝合金浇铸于圆柱形(Φ180*400mm)竖模中，控制浇铸口收缩深于20mm，得到的铝合金锭后，然后将锭放入挤压机中以10min/每锭挤压速度热挤压出直径为8mm的铝线，采用收线盘收取通过热挤压拉拔得到所需的铝芯，铝芯回收率达94％。
与传统铅基合金阳极板回收的方法相比，损失率降低35％，回收效率提高3倍。
实施例3
一种回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的方法，包括下述步骤：
a.二氧化锰阳极泥的回收：
将废旧的锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板先放在50-60℃水中浸泡30min，然后在热感应炉中干燥3h，干燥温度控制在40-60℃，将干燥后的阳极废板插入带有双面钢丝刷轮的自动刷板机中，清理阳极废板表面的二氧化锰，将得到的二氧化锰粉末在球磨机中球磨至300-500目的细粉，然后加入含有硫酸和40wt.％双氧水的溶液还原成Mn2+离子，硫酸体积浓度为10g/L，40wt.％双氧水体积浓度为2ml/L，温度在40-50℃，还原后的溶液返回到锌电解浸出工段；
b.铅及铅合金液回收：
将清理过表面二氧化锰后的阳极废板去除塑料护套及绝缘子后整齐堆放在熔炼架上，将熔炼架推入热感应台车炉中，在400℃的温度下熔化30min；将熔化后的架子从台车炉拉出，用木耙子将熔炼架底部托盘中的铅及铅合金液表面的灰渣捞出，然后进一步加入质量比为1％的氯化铵于铅合金液中净化，捞渣，待铅液冷却后，对铅合金进行元素分析，根据需要补加到浇铸阳极板的中频炉中进一步熔炼，金属直收率达到98％；
c.灰渣的回收：
将阳极废板上和托盘中清理的灰渣送至球磨机，磨成300-500目的灰渣细粉后加入质量浓度40％的氢氧化钠溶液，灰渣细粉占氢氧化钠溶液的质量比为0.6％，搅拌至溶液澄清，过滤，向滤液中加入硫化锌固体，硫化锌与灰渣的质量比为1:3，得到黑色沉淀物硫化铅，将硫化铅和氢氧化钠按质量比2:4混合均匀，置于300-500℃的马弗炉中反应30min，并进行氮气保护，降至室温，再溶于质量浓度5％的氢氧化钠溶液中，水洗，过滤得到金属铅，铅的回收率达到91％；
d.铝芯和铝梁的回收：
将阳极废板上的铝芯以及铝导电梁放入质量浓度15％的氢氧化钠溶液中进行除油，水洗后，放入稀硝酸中进行除杂水洗干净，所得的铝导电梁进重复利用作为导电梁，铝芯放入铸铁坩埚焦炭炉中熔炼，采用质量浓度50％NaC1+50％KC1的混合物作为覆盖剂，添加0.6wt.％C2C16精炼剂，控制精炼温度730-750℃，保持精炼时间5min，浇铸得到铝及铝合金锭，然后将铝及铝合金锭通过热挤压拉拔得到所需的铝芯，铝芯回收率达95％。
与传统铅基合金阳极板回收的方法相比，损失率降低35％，回收效率提高3倍。
实施例4
一种回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的方法，包括下述步骤：
a.二氧化锰阳极泥的回收：
将废旧的锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板先放在40-50℃水中浸泡25min，然后在热感应炉中干燥1.5h，干燥温度控制在40-60℃，将干燥后的阳极废板插入带有双面钢丝刷轮的自动刷板机中，清理阳极废板表面的二氧化锰，将得到的二氧化锰粉末在球磨机中球磨至300-500目的细粉，然后加入含有硫酸和40wt.％双氧水的溶液还原成Mn2+离子，硫酸体积浓度为15g/L，40wt.％双氧水体积浓度为1ml/L，温度在20-30℃，还原后的溶液返回到锌电解浸出工段；
b.铅及铅合金液回收：
将清理过表面二氧化锰后的阳极废板去除塑料护套及绝缘子后整齐堆放在熔炼架上，将熔炼架推入热感应台车炉中，在600℃的温度下熔化20min；将熔化后的架子从台车炉拉出，用木耙子将熔炼架底部托盘中的铅及铅合金液表面的灰渣捞出，然后进一步加入质量比为4％的氯化铵于铅合金液中净化，捞渣，待铅液冷却后，对铅合金进行元素分析，根据需要补加到浇铸阳极板的中频炉中进一步熔炼，金属直收率达到97％；
c.灰渣的回收：
将阳极废板上和托盘中清理的灰渣送至球磨机，磨成300-500目的灰渣细粉后加入质量浓度40％的氢氧化钠溶液，灰渣细粉占氢氧化钠溶液的质量比为1.2％，搅拌至溶液澄清，过滤，向滤液中加入硫化钡固体，硫化钡与灰渣的质量比为1:3，得到黑色沉淀物硫化铅，将硫化铅和氢氧化钠按质量比2:4混合均匀，置于300-500℃的马弗炉中反应25min，并进行氮气保护，降至室温，再溶于质量浓度5％的氢氧化钠溶液中，水洗，过滤得到金属铅，铅的回收率达到92％；
d.铝芯和铝梁的回收：
将阳极废板上的铝芯以及铝导电梁放入质量浓度20％的氢氧化钠溶液中进行除油，水洗后，放入稀硝酸中进行除杂水洗干净，所得的铝导电梁进重复利用作为导电梁，铝芯放入铸铁坩埚焦炭炉中熔炼，采用质量浓度50％NaC1+50％KC1的混合物作为覆盖剂，添加0.6wt.％C2C16精炼剂，控制精炼温度730-750℃，保持精炼时间5min，浇铸得到铝及铝合金锭，然后将铝及铝合金锭通过热挤压拉拔得到所需的铝芯，铝芯回收率达95％。
与传统铅基合金阳极板回收的方法相比，损失率降低35％，回收效率提高3倍。
本发明方法所用设备如热感应炉、自动刷板机、球磨机、熔炼架、热感应台车炉、中频炉、马弗炉、挤压机等均可采用现有技术设备和装置。

Claims (2)

1.一种回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板的方法，其特征在于，包括下述步骤：
a.二氧化锰阳极泥的回收：
将废旧的锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极废板先放在30-60℃水中浸泡10-30min，然后在热感应炉中干燥0.2-3h，干燥温度控制在30-80℃，将干燥后的阳极废板插入带有双面钢丝刷轮的自动刷板机中，清理阳极废板表面的二氧化锰，将得到的二氧化锰粉末在球磨机中球磨至300-500目的细粉，然后加入含有硫酸和双氧水的溶液还原成Mn2+离子，还原后的溶液返回到锌电解浸出工段；
b.铅及铅合金液回收：
将清理过表面二氧化锰后的阳极废板去除塑料护套及绝缘子后堆放在熔炼架上，将熔炼架推入热感应台车炉中，在400-700℃的温度下熔化10-30min；将熔化后的架子从台车炉拉出，用木耙子将熔炼架底部托盘中的铅及铅合金液表面的灰渣捞出，然后进一步加入质量比为1-5％的氯化铵于铅合金液中净化，捞渣，待铅液冷却后，对铅合金进行元素分析，根据需要补加到浇铸阳极板的中频炉中进一步熔炼；
c.灰渣的回收：
将阳极废板上和托盘中清理的灰渣送至球磨机，磨成300-500目的灰渣细粉后加入质量浓度35％-45％的氢氧化钠溶液，灰渣细粉占氢氧化钠溶液的质量比为0.6-1.5％，搅拌至溶液澄清，过滤，向滤液中加入硫化锌或硫化钡固体，硫化锌或硫化钡与灰渣的质量比为1:3，得到黑色沉淀物硫化铅，将硫化铅和氢氧化钠按质量比2:4混合均匀，置于300-500℃的马弗炉中反应10-30min，并进行氮气保护，降至室温，再溶于质量浓度5％的氢氧化钠溶液中，水洗，过滤得到金属铅；
d.铝芯和铝梁的回收：
将阳极废板上的铝芯以及铝导电梁放入质量浓度10％-20％的氢氧化钠溶液中进行除油，水洗后，放入稀硝酸中进行除杂水洗干净，所得的铝导电梁进重复利用作为导电梁，铝芯放入铸铁坩埚焦炭炉中熔炼，采用质量浓度50％NaC1+50％KC1的混合物作为覆盖剂，添加0.6wt.％C2C16精炼剂，控制精炼温度730-750℃，保持精炼时间5-30min，浇铸得到铝及铝合金锭，然后将铝及铝合金锭通过热挤压拉拔得到所需的铝芯。
2.根据权利要求1所述的一种回收锌电积用栅栏型铝基铅合金阳极板的方法，其特征在于，所述在二氧化锰阳极泥回收中所用的硫酸和双氧水，硫酸体积浓度为10-30g/L，40wt.％双氧水体积浓度为2-30ml/L，温度在20-50℃。
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