CN108011147B - 一种废旧铅酸蓄电池处理系统、处理工艺及再生铅的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧铅酸蓄电池处理系统、处理工艺及再生铅的应用。将回收的铅酸蓄电池预处理之后，再经过破碎分选系统进行处理得到铅膏、板栅及塑料，然后将板栅经过干燥系统干燥之后输送至熔铅锅中；将铅膏经过依次经过熔炼系统、去除铅浮渣系统、收尘系统进行处理，处理完成后输送至熔铅锅中与熔铅锅中的板栅混合进行熔炼处理，处理完成后即得到再生铅。采用该系统进行处理的工艺操作简单、回收率高，通过处理过程可以控制其他金属元素的加入，使得到的再生铅既能够用于动力电池铅粉的制备也可以用于铅酸蓄电池板栅的制备，既达到了废旧铅酸蓄电池对环境的影响也大大节省了铅资源的开发，具有很好的社会经济效益。
Description
技术领域
本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种废旧铅酸蓄电池处理系统、运用该系统的处理工艺，以及回收得到的再生铅的应用。
技术背景
铅酸蓄电池作为世界上应用最为广泛的一种化学电源，具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富等优点。据不完全统计，我国铅酸蓄电池制造厂家已经达到1500家左右，生产量以每年约20％的速度大幅增长。近年来，由于汽车工业的发展，用于铅酸蓄电池中的铅占铅消费量的比例也在不断增加，已经由上世纪60年代的27％上升至目前的80～85％；随着汽车工业的快速发展以及清洁生产、环境保护的提倡，铅酸蓄电池的消费量也在快速发展，目前铅的消费量已达到245万吨，其中约180万吨用于铅酸蓄电池的核心部分电池板栅的制造。
在铅酸蓄电池用量答复提升的同时，其使用寿命达到之后的废料处理也成为急需解决的问题。目前，已有多种铅酸蓄电池的回收工艺，但操作复杂，回收达不到再利用的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种废旧铅酸蓄电池处理系统、处理工艺，以及回收得到的再生铅的应用。该系统操作简单易行，对铅的回收率高；通过该系统对废旧铅酸蓄电池的回收大大减少了大量废旧铅酸蓄电池对环境的影响，而且能够较好的用于板栅的再制备以及动力电池铅粉的再制备。
本发明是通过以下技术方案实现的
一种废旧铅酸蓄电池处理系统，该系统包括破碎分选系统，通过板栅输送管道与破碎分选系统相连通的干燥系统，通过输送管道与干燥系统相连通的熔铅锅；还包括通过铅膏输送管道与破碎分选系统相连通的熔炼系统，通过输送管道与熔炼系统相连通的去除铅浮渣系统，通过输送管道与去除铅浮渣系统相连通的收尘系统，所述的收尘系统通过输送管道与熔铅锅相连通。
所述的废旧铅酸蓄电池处理系统，所述的破碎分选系统之前还包括预处理系统；所述的预处理为将收集到的废旧铅酸蓄电池中的废酸液回收进入储酸罐中，废旧铅酸蓄电池的隔板进行回收再利用，然后将剩余的部分输送至破碎分选系统中进行处理。
所述的废旧铅酸蓄电池处理系统，所述的破碎分选系统包括破碎机和水力分级箱。
所述的废旧铅酸蓄电池处理系统，所述的干燥系统还与热风机相连通。
上述的干燥系统采用热风干燥炉，所述的熔炼系统采用炼铅炉。
利用上述的废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池的工艺，包括以下步骤：
(1)回收废旧铅酸蓄电池进行预处理；将废旧铅酸蓄电池中的废酸液收集入废酸罐中、隔板回收进行再利用；
(2)采用破碎分选系统对步骤(1)预处理之后的废旧铅酸蓄电池进行处理，经过破碎分选系统处理之后，分离得到铅膏，板栅和塑料；即将步骤(1)预处理之后的物料经过破碎机上部给料口进入破碎分选机内进行破碎，然后排出、进入水力分级箱(物料有着不同的密度，在水介质中有着不同的比重，破碎之后的物料在水的作用下通过多级转换逐步分出)，将铅膏、板栅和铅膏进行分离开；
(3)将经过步骤(2)分离得到的板栅经过板栅输送管道输送至干燥系统，在400～500℃条件下干燥0.7～1小时；
(4)将步骤(3)干燥之后的板栅经过输送管道输送至熔铅锅中；
(5)将步骤(2)分离得到的铅膏通过铅膏输送管道输送至熔炼系统(即炼铅炉)中，然后在500～550℃条件下进行熔炼40～90min，熔炼完成后即得到熔炼之后的铅膏；
(6)将步骤(5)所述熔炼之后的铅膏由输送管道输送至除浮渣系统进行除渣处理，然后将除渣处理之后的铅膏由输送管道输送至收尘系统进行脱尘处理，脱尘处理之后的铅膏由输送管道输送至步骤(3)所述的熔铅锅中，即得到脱尘处理之后的铅膏与板栅的混合物；然后在熔铅锅中在490～550℃条件下进行熔炼处理60～100min，熔炼完成后得到再生铅。
所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理铅酸蓄电池的工艺，步骤(3)所述的板栅经过干燥系统进行干燥处理时的操作，还包括采用热风机通入热风，其中热风机的转速为1400～1500r/min；
所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池的工艺，步骤(5)所述的熔炼系统中通入铅膏之后还包括以下操作：熔炼系统中通入铅膏之后，再加入高钙高锡合金，然后在500～550℃条件下进行熔炼60～90min；所述加入的高钙高锡合金的量为熔炼系统中加入的铅膏总质量的0.05％。
所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池的工艺，所述的高钙高锡合金中钙的含量为1％，锡的含量为1.2～1.3％。
所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池的工艺，步骤(6)所述的除渣处理为：将熔炼之后的铅膏首先过10目的网筛，然后过50目的网筛，再通过150目的网筛完成除渣处理。
所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池的工艺，步骤(6)所述在熔铅锅中对铅膏和板栅的混合物进行熔炼时还包括以下步骤：脱尘处理之后的铅膏与板栅在熔铅锅中混合之后，再加入钙和锡混合均匀，在490～550℃条件下进行熔炼80～100min。
所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池的工艺，所述熔铅锅中钙的加入量为脱尘处理之后的铅膏与板栅总质量的1.2％；锡的加入量为脱尘处理之后的铅膏与板栅总质量的0.2～0.4％。
一种上述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池之后得到的再生铅在板栅制备中的应用。
一种上述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池之后得到的再生铅在制备动力电池铅粉中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下积极有益效果
本发明所述的废旧铅酸蓄电池回收系统简单易操作、安全，整个处理过程中连续进行、同时将铅酸蓄电池的各个部分分别进行回收，分别进行不同的应用；生产效率高。
采用本发明所述的处理系统能够制备出具有不同用途的产品，既可以用于制备动力电池铅粉、大大减少了铅资源的开发与利用，降低了生产成本；还可以用于制备铅酸蓄电池板栅，大大提高了回收利用率。减少了铅酸蓄电池对环境造成的严重污染。
采用本发明所述的废旧铅酸蓄电池处理系统的处理时间短、效率高，较好的实现了对环境具有危害的废物的回收再利用，处理成本低，具有很好的社会经济效益。
附图说明
图1为废旧铅酸蓄电池处理系统；
图中符号表示的意义为：1表示破碎分选系统，101表示破碎机，102表示水力分级箱，2表示干燥系统，201表示热风干燥炉，202表示热风机，3表示熔铅锅，4表示熔炼系统，5表示去除铅浮渣系统，501表示10目网筛，502表示50目网筛，503表示150目网筛，6表示收尘系统，7表示预处理系统。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
一种废旧铅酸蓄电池处理系统，该系统包括破碎分选系统1，通过板栅输送管道与破碎分选系统相连通的干燥系统2，通过输送管道与干燥系统2相连通的熔铅锅3；还包括通过铅膏输送管道与破碎分选系统相连通的熔炼系统4，通过输送管道与熔炼系统4相连通的去除铅浮渣系统5，通过输送管道与去除铅浮渣系统相连通的收尘系统6，所述的收尘系统6通过输送管道与熔铅锅3相连通。其中所述的干燥系统还与热风机202相连通；
该系统在破碎分选系统之前还包括预处理系统7，将收集到的废旧铅酸蓄电池进行预处理之后再进入破碎分选系统1进行破碎分选；
所述的破碎分选系统1包括破碎分选机101和水力分级箱102，首先将预处理之后的物料经过破碎分选机上部的给料口进入破碎分选机中进行破碎，然后由破碎分选机排出的物料进入水力分级箱，在水力分级箱中将铅膏、板栅、塑料进行分离开。
该系统的工作过程为：首先将收集到的废旧铅酸蓄电池进行预处理：将废旧铅酸蓄电池中的废酸收集进入废酸罐中、隔板进行回收再利用；然后将剩余的废旧铅酸蓄电池物料输送至破碎分选系统中(即首先进入破碎分选系统中的破碎分选机进行破碎处理，处理完成后的物料经破碎分选机排出进入水力分级箱，将铅膏、板栅和塑料分离开)进行处理，处理之后得到板栅、铅膏和塑料；其中的板栅经过板栅输送管道输送至干燥系统(即干燥炉内)中进行干燥、干燥时通过热风机通入热风，干燥完成后将板栅由输送管道输送至熔铅锅中；同时铅膏通过铅膏输送管道由破碎分选系统输送至熔炼系统(即炼铅炉)中进行熔炼，熔炼完成后通过输送管道输送至去除铅浮渣系统中，去除其中的浮渣，去除完成后由输送管道输送至收尘系统进行收尘处理，收尘完成后，将处理之后的铅膏输送至熔铅锅中与其中的板栅混合在熔铅锅中进行熔炼处理，得到再生铅。
实施例2
利用上述废旧铅酸蓄电池处理废旧铅酸蓄电池的工艺，包括以下步骤：
(1)回收废旧铅酸蓄电池进行预处理；在就铅酸蓄电池中的废酸回收进入废酸罐中，隔板回收再利用；
(2)采用破碎分选系统对步骤(1)预处理之后的废旧铅酸蓄电池进行处理：将步骤(1)预处理之后的废旧铅酸蓄电池物料经过破碎机上部的给料口进入破碎机中进行破碎，破碎完成后出料、然后进入水力分级箱中，根据物料的密度不同，在水的作用下通过多级转换逐步分级，分别得到铅膏、板栅和塑料；
(3)将经过步骤(2)分离得到的板栅经过板栅输送管道输送至干燥系统的干燥炉中，在400～500℃条件下干燥0.7～1.0小时；
(4)将步骤(3)干燥之后的板栅经过输送管道输送至熔铅锅中，待处理；
(5)将步骤(2)分离得到的铅膏通过铅膏输送管道由破碎分选系统输送至熔炼系统的炼铅炉中，在500～550℃条件下进行熔炼50±5min，熔炼过程中不断去除上层的浮渣，熔炼完成后即得到熔炼之后的铅膏；
(6)将步骤(5)所述熔炼之后的铅膏由输送管道输送至去除浮渣系统进行进一步的除渣处理：首先通过10目网筛进行过滤、然后经过50目网筛进行过滤、再经过150目网筛进行过滤，除渣之后将铅膏由输送管道输送至收尘系统进行收尘处理；收尘处理完成后将收尘处理之后的铅膏由输送管道输送至步骤(4)所述的熔铅锅中，即在熔铅锅中得到处理之后的板栅与处理之后的铅膏的混合物；混合之后在熔铅锅中490～550℃条件下进行熔炼处理70±5min，处理完成后即得到再生铅，其中再生铅的回收率达到80％以上。
回收得到的铅粉可以用于制备动力电池铅粉。减少了在制备动力电池时对于原料铅粉的用量，同时也大大减少了废旧铅酸粗电池对环境的影响。
实施例3
利用实施例1所述的废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池的工艺，包括以下步骤：
(1)回收废旧铅酸蓄电池进行预处理；废旧铅酸蓄电池中的废酸回收进入废酸罐中，其中的隔板进行回收再利用；
(2)采用破碎分选系统对步骤(1)预处理之后的废旧铅酸蓄电池进行处理：将步骤(1)预处理之后的废旧铅酸蓄电池物料经过破碎机上部的给料口进入破碎机中进行破碎，破碎完成后出料、然后进入水力分级箱中，根据物料的密度不同，在水的作用下通过多级转换逐步分级，分别得到铅膏、板栅和塑料；
(3)将经过步骤(2)分离得到的板栅经过板栅输送管道输送至干燥系统的干燥炉中，在400～500℃条件下干燥0.7～1.0小时，同时通过热风炉通入热风，其中热风机的转速为1400～1500r/min；
(4)将步骤(3)所述干燥之后的板栅经过输送管道输送至熔铅锅中；
(5)在处理板栅的同时，也将步骤(2)分离得到的铅膏通过铅膏输送管道输送至熔炼系统的炼铅炉中，然后加入高钙高锡合金、高钙高锡合金的加入量为铅膏总质量的0.05％；加入完成后在500～550℃条件下进行熔炼60±5min；熔炼的同时不断去除上层漂浮的浮渣；
该步骤所述高钙高锡合金(Pb-Ca-Sn-Al)中钙的含量为合金总质量的1％，锡为合金总质量的1.2～1.3％；
(6)将熔炼完成后的铅膏由输送管道输送至去除铅浮渣系统中进一步去除其中的浮渣，具体为首先将铅膏过10目网筛、然后过50目网筛、最后再过150目网筛，过滤完成后即除去熔炼铅膏中的浮渣，然后将去除浮渣之后的铅膏由输送管道输送至收尘系统中进行收尘处理，收尘处理完成后，将收尘处理之后的铅膏由输送管道输送至步骤(4)所述的熔铅锅中；
(7)步骤(6)所述输送至熔铅锅中的处理之后的铅膏与步骤(4)输送至熔铅锅中的处理之后的板栅进行混合，然后加入占上述混合物总质量1.2％的钙和占上述混合物总质量0.2～0.4％的锡，加入之后在熔铅锅中进行熔炼，在490～550℃条件下进行80±5min，熔炼完成后得到再生铅；
熔炼完成后，所述再生铅的回收率为80％以上。
该实施例所述回收的再生铅可以用于板栅的制备，即减少了板栅制备中铅资源的开采使用，同时也减少了废旧铅酸蓄电池对环境的影响，具有很好的社会经济效益。
Claims (8)
1.一种废旧铅酸蓄电池处理系统，其特征在于，该系统包括破碎分选系统，通过板栅输送管道与破碎分选系统相连通的干燥系统，通过输送管道与干燥系统相连通的熔铅锅；还包括通过铅膏输送管道与破碎分选系统相连通的熔炼系统，通过输送管道与熔炼系统相连通的去除铅浮渣系统，通过输送管道与去除铅浮渣系统相连通的收尘系统，所述的收尘系统通过输送管道与熔铅锅相连通；
采用所述的废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池的工艺，包括以下步骤：
(1)回收废旧铅酸蓄电池进行预处理；将废旧铅酸蓄电池中的废酸液收集入废酸罐中、隔板回收进行再利用；
(2)采用破碎分选系统对步骤(1)预处理之后的废旧铅酸蓄电池物料进行处理：预处理之后的物料首先进入破碎机中进行破碎，破碎之后由破碎机排出进入水力分级箱中进行分离，分离得到铅膏，板栅和塑料；
(3)将经过步骤(2)分离得到的板栅经过板栅输送管道输送至干燥系统，在400～500℃条件下干燥0.7～1.0小时；
(4)将步骤(3)干燥之后的板栅经过输送管道输送至熔铅锅中；
(5)将步骤(2)分离得到的铅膏通过铅膏输送管道输送至熔炼系统中，然后在500～550℃条件下进行熔炼40～90min，熔炼完成后即得到熔炼之后的铅膏；
该步骤所述的熔炼系统中通入铅膏之后还包括以下操作：熔炼系统中通入铅膏之后，再加入高钙高锡合金，然后在500～550℃条件下进行熔炼60～90min；所述加入的高钙高锡合金的量为熔炼系统中加入的铅膏总质量的0.05％；所述的高钙高锡合金中钙的含量为1％，锡的含量为1.2～1.3％；
(6)将步骤(5)所述熔炼之后的铅膏由输送管道输送至除浮渣系统进行除渣处理，然后将除渣处理之后的铅膏由输送管道输送至收尘系统进行收尘处理，收尘处理之后的铅膏由输送管道输送至步骤(4)所述的熔铅锅中，即得到处理之后的铅膏与板栅的混合物；然后在熔铅锅中在490～550℃条件下进行熔炼处理60～100min，熔炼完成后得到再生铅。
2.根据权利要求1所述的废旧铅酸蓄电池处理系统，其特征在于，所述的破碎分选系统之前还包括预处理系统；所述的破碎分选系统包括破碎机和水力分级箱。
3.根据权利要求1所述的废旧铅酸蓄电池处理系统，其特征在于，所述的干燥系统还与热风机相连通。
4.根据权利要求1所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理铅酸蓄电池的工艺，其特征在于，步骤(3)所述的板栅经过干燥系统进行干燥处理时的操作，还包括采用热风机通入热风，其中热风机的转速为1400～1500r/min。
5.根据权利要求1所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池的工艺，其特征在于，步骤(6)所述的除渣处理为：将熔炼之后的铅膏首先过10目的网筛，然后过50目的网筛，再通过150目的网筛完成除渣处理。
6.根据权利要求1所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池的工艺，其特征在于，步骤(6)所述在熔铅锅中对铅膏和板栅的混合物进行熔炼时还包括以下步骤：收尘处理之后的铅膏与板栅在熔铅锅中混合之后，再加入钙和锡、混合均匀，在490～550℃条件下进行熔炼80～100min；所述熔铅锅中钙的加入量为脱尘处理之后的铅膏与板栅总质量的1.2％；锡的加入量为脱尘处理之后的铅膏与板栅总质量的0.2～0.4％。
7.一种权利要求1～6任一项所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池之后得到的再生铅在板栅制备中的应用。
8.一种权利要求1～6任一项所述的利用废旧铅酸蓄电池处理系统处理废旧铅酸蓄电池之后得到的再生铅在制备动力电池铅粉中的应用。
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