CN108715941A - 一种再生铅的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生铅的冶炼方法，包括如下步骤：S1、将通信废电池、电动车废电池通过破碎分选；S2、用碳酸钠、碳酸铵或者碳酸氢铵为S1中获得的废旧铅膏进行脱硫；S3、将铅零件和S2中脱硫处理后的废旧铅膏通过ISA炉低温熔炼；S4、将粗铅首先采用熔析除铜除去大部分的铜；S5、将经由步骤S4除铜后的粗铅与固体还原剂、碳酸钠混合均匀后加水制粒，本发明ISA炉的喷枪从熔池顶部喷入富氧空气，能够对熔池进行有效搅拌，使反应物充分接触，生成的SO2尽快逸散，保证快速完成PbSO4分解、PbO和Pb的生成。

Description

一种再生铅的冶炼方法
技术领域
本发明属于再生铅的冶炼技术领域，更具体地说，尤其涉及一种再生铅的冶炼方法。
背景技术
随着国家对环保的重视力度不断加大，铅的污染已经列为我国重金属污染治理的首位。铅酸蓄电池行业要健康稳步的发展，铅的加工与回收必须形成闭环。
由于废旧铅膏中铅存在的形态大部分为硫酸铅、PbO、PbO2和金属铅等，而板栅是铅合金，基本保持原有的合金成分，熔点较低，若板栅与废旧铅膏混合高温熔炼，金属态的铅在300摄氏度左右就开始熔化，500摄氏度以上就会汽化成铅蒸汽，势必会造成铅的回收率降低，冶炼成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种再生铅的冶炼方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种再生铅的冶炼方法，包括如下步骤：
S1、将通信废电池、电动车废电池通过破碎分选后，将板栅、铅零件与废旧塑料外壳分离，获得板栅、铅零件和废旧铅膏，对废旧塑料外壳进行回收利用；
S2、用碳酸钠、碳酸铵或者碳酸氢铵为S1中获得的废旧铅膏进行脱硫；
S3、将铅零件和S2中脱硫处理后的废旧铅膏通过ISA炉低温熔炼，同时加入熔剂，并通过多通道喷枪将富氧气体、还原剂和燃料喷入所述ISA炉的熔池混合区，以使所述ISA炉内物料发生熔融还原反应并生成粗铅和富铅渣；
S4、将粗铅首先采用熔析除铜除去大部分的铜，然后再采用除铜剂进行深度除铜，然后采用加置换剂进行置换反应，使其它的杂质成份与置换剂反应生成不溶于铅液的化合物，再通过造渣方式除去，得到铅锡合金；
S5、将经由步骤S4除铜后的粗铅与固体还原剂、碳酸钠混合均匀后加水制粒，然后加入冶炼炉内，在800～1000℃，进行还原熔炼，得到贵铅、熔炼渣、烟气；所述碳酸钠与粗铅的质量比为0.4-5:1。
优选的，所述步骤S3中多通道喷枪将富氧气体、还原剂和燃料以180m/s-280m/s的流速喷入所述ISA炉的熔池混合区。
优选的，所述步骤S3中所述熔池混合区是指熔池上部熔炼渣层和熔池下部粗铅层之间的过渡区域，该过渡区域同时含有粗铅和熔炼炉渣。
优选的，所述步骤S3中ISA炉的喷枪从熔池顶部喷入富氧空气，能够对熔池进行有效搅拌，使反应物充分接触，生成的SO2尽快逸散，保证快速完成PbSO4分解、PbO和Pb的生成。
优选的，所述步骤S3中获得的粗铅与步骤S1中获得的板栅按比例混合后加入到熔铅锅中熔化除杂调锑后铸阳极板，进行电解精炼，分离出的废酸液经由收集后送至锌系统浸出锌焙砂。
优选的，所述步骤S1中所述破碎分选是根据废铅蓄电池的组分密度与粒度不同，在水中或者重介质中运用物理方法将其解离并分开，分别获得板栅、铅零件和废旧铅膏和废旧塑料外壳。
优选的，所述步骤S2中脱硫产生的碳酸盐溶液可进一步纯化生产高纯度的盐。
优选的，所述步骤S4中的固体还原剂为自焦炭、活性炭、还原煤中的至少一种。
本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种再生铅的冶炼方法，与传统技术相比，再生铅生产过程的各个阶段所产生的副产品都可以做到很好的回收利用，例如，脱硫产生的碳酸盐溶液可进一步纯化生产高纯度的盐，减少污染，并能产生实际价值；ISA炉的喷枪从熔池顶部喷入富氧空气，能够对熔池进行有效搅拌，使反应物充分接触，生成的SO2尽快逸散，保证快速完成PbSO4分解、PbO和Pb的生成；粗铅与板栅按比例混合后加入到熔铅锅中熔化除杂调锑后铸阳极板，进行电解精炼，减少铅蒸发损失的同时使板栅中的锑得到充分利用，提高综合回收利用率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种再生铅的冶炼方法，包括如下步骤：
S1、将通信废电池、电动车废电池通过破碎分选后，将板栅、铅零件与废旧塑料外壳分离，获得板栅、铅零件和废旧铅膏，对废旧塑料外壳进行回收利用；
S2、用碳酸钠为S1中获得的废旧铅膏进行脱硫，碳酸钠的水溶液的质量浓度为6％，碳酸钠用量为500ml；
S3、将铅零件和S2中脱硫处理后的废旧铅膏通过ISA炉低温熔炼，熔炼温度为400℃，同时加入熔剂，熔剂为350g的PbO，并通过多通道喷枪将富氧气体、还原剂和燃料喷入所述ISA炉的熔池混合区，以使所述ISA炉内物料发生熔融还原反应并生成粗铅和富铅渣，富氧气体氧气浓度在40％，还原剂和燃料是同种物质，都是粉煤，富氧气体、还原剂和燃料比例为20：40：40；
S4、将粗铅首先采用熔析除铜除去大部分的铜，然后再采用除铜剂进行深度除铜，然后采用加置换剂进行置换反应，使其它的杂质成份与置换剂反应生成不溶于铅液的化合物，再通过造渣方式除去，得到铅锡合金，除铜剂为400g的氧化镍，置换剂为NaOH，用量为500g；
S5、将经由步骤S4除铜后的粗铅与固体还原剂、碳酸钠混合均匀后加水制粒，然后加入冶炼炉内，在800℃，进行还原熔炼，得到贵铅、熔炼渣、烟气；所述碳酸钠与粗铅的质量比为4:1，固体还原剂为氧化铁粉，用量为600g。
所述步骤S3中多通道喷枪将富氧气体、还原剂和燃料以200m/s的流速喷入所述ISA炉的熔池混合区。
所述步骤S3中所述熔池混合区是指熔池上部熔炼渣层和熔池下部粗铅层之间的过渡区域，该过渡区域同时含有粗铅和熔炼炉渣。
所述步骤S3中ISA炉的喷枪从熔池顶部喷入富氧空气，能够对熔池进行有效搅拌，使反应物充分接触，生成的SO2尽快逸散，保证快速完成PbSO4分解、PbO和Pb的生成。
所述步骤S3中获得的粗铅与步骤S1中获得的板栅按重量比例为60：40混合后加入到熔铅锅中熔化除杂调锑后铸阳极板，进行电解精炼，分离出的废酸液经由收集后送至锌系统浸出锌焙砂。
所述步骤S1中所述破碎分选是根据废铅蓄电池的组分密度与粒度不同，在水中或者重介质中运用物理方法将其解离并分开，分别获得板栅、铅零件和废旧铅膏和废旧塑料外壳。
所述步骤S2中脱硫产生的碳酸盐溶液可进一步纯化生产高纯度的盐。
优选的，所述步骤S4中的固体还原剂为活性炭。
实施例2
一种再生铅的冶炼方法，包括如下步骤：
S1、将通信废电池、电动车废电池通过破碎分选后，将板栅、铅零件与废旧塑料外壳分离，获得板栅、铅零件和废旧铅膏，对废旧塑料外壳进行回收利用；
S2、用碳酸铵为S1中获得的废旧铅膏进行脱硫，碳酸铵的水溶液的质量浓度为4％，碳酸钠用量为500ml；
S3、将铅零件和S2中脱硫处理后的废旧铅膏通过ISA炉低温熔炼，熔炼温度为450℃，同时加入熔剂，熔剂为350g的PbO，并通过多通道喷枪将富氧气体、还原剂和燃料喷入所述ISA炉的熔池混合区，以使所述ISA炉内物料发生熔融还原反应并生成粗铅和富铅渣，富氧气体氧气浓度在50％，还原剂和燃料是同种物质，都是煤气，富氧气体、还原剂和燃料比例为30：35：35；
S4、将粗铅首先采用熔析除铜除去大部分的铜，然后再采用除铜剂进行深度除铜，然后采用加置换剂进行置换反应，使其它的杂质成份与置换剂反应生成不溶于铅液的化合物，再通过造渣方式除去，得到铅锡合金，除铜剂为450g的硫化镍，置换剂为Ca(OH)2，用量为500g；
S5、将经由步骤S4除铜后的粗铅与固体还原剂、碳酸钠混合均匀后加水制粒，然后加入冶炼炉内，在1000℃，进行还原熔炼，得到贵铅、熔炼渣、烟气；所述碳酸钠与粗铅的质量比为3:1，固体还原剂为氧化铁粉，用量为600g。
优选的，所述步骤S3中多通道喷枪将富氧气体、还原剂和燃料以280m/s的流速喷入所述ISA炉的熔池混合区。
所述步骤S3中所述熔池混合区是指熔池上部熔炼渣层和熔池下部粗铅层之间的过渡区域，该过渡区域同时含有粗铅和熔炼炉渣。
所述步骤S3中ISA炉的喷枪从熔池顶部喷入富氧空气，能够对熔池进行有效搅拌，使反应物充分接触，生成的SO2尽快逸散，保证快速完成PbSO4分解、PbO和Pb的生成。
所述步骤S3中获得的粗铅与步骤S1中获得的板栅按重量比例为59：41混合后加入到熔铅锅中熔化除杂调锑后铸阳极板，进行电解精炼，分离出的废酸液经由收集后送至锌系统浸出锌焙砂。
所述步骤S1中所述破碎分选是根据废铅蓄电池的组分密度与粒度不同，在水中或者重介质中运用物理方法将其解离并分开，分别获得板栅、铅零件和废旧铅膏和废旧塑料外壳。
所述步骤S2中脱硫产生的碳酸盐溶液可进一步纯化生产高纯度的盐。
所述步骤S4中的固体还原剂为自焦炭。
综上所述：本发明提供的一种再生铅的冶炼方法，与传统技术相比，再生铅生产过程的各个阶段所产生的副产品都可以做到很好的回收利用，例如，脱硫产生的碳酸盐溶液可进一步纯化生产高纯度的盐，减少污染，并能产生实际价值；ISA炉的喷枪从熔池顶部喷入富氧空气，能够对熔池进行有效搅拌，使反应物充分接触，生成的SO2尽快逸散，保证快速完成PbSO4分解、PbO和Pb的生成；由于废旧铅膏中铅存在的形态大部分为硫酸铅、PbO、PbO2和金属铅等，而板栅是铅合金，基本保持原有的合金成分，熔点较低，若板栅与废旧铅膏混合高温熔炼，金属态的铅在300摄氏度左右就开始熔化，500摄氏度以上就会汽化成铅蒸汽，势必会造成铅的回收率降低，冶炼成本高，步骤S3中获得的粗铅与步骤S1中获得的板栅按比例混合后加入到熔铅锅中熔化除杂调锑后铸阳极板，进行电解精炼，减少铅蒸发损失的同时使板栅中的锑得到充分利用，提高综合回收利用率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种再生铅的冶炼方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将通信废电池、电动车废电池通过破碎分选后，将板栅、铅零件与废旧塑料外壳分离，获得板栅、铅零件和废旧铅膏，对废旧塑料外壳进行回收利用；
S2、用碳酸钠、碳酸铵或者碳酸氢铵为S1中获得的废旧铅膏进行脱硫；
S3、将铅零件和S2中脱硫处理后的废旧铅膏通过ISA炉低温熔炼，同时加入熔剂，并通过多通道喷枪将富氧气体、还原剂和燃料喷入所述ISA炉的熔池混合区，以使所述ISA炉内物料发生熔融还原反应并生成粗铅和富铅渣；
S4、将粗铅首先采用熔析除铜除去大部分的铜，然后再采用除铜剂进行深度除铜，然后采用加置换剂进行置换反应，使其它的杂质成份与置换剂反应生成不溶于铅液的化合物，再通过造渣方式除去，得到铅锡合金；
S5、将经由步骤S4除铜后的粗铅与固体还原剂、碳酸钠混合均匀后加水制粒，然后加入冶炼炉内，在800～1000℃，进行还原熔炼，得到贵铅、熔炼渣、烟气；所述碳酸钠与粗铅的质量比为0.4-5:1。
2.权利要求1所述的一种再生铅的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S3中多通道喷枪将富氧气体、还原剂和燃料以180m/s-280m/s的流速喷入所述ISA炉的熔池混合区。
3.权利要求1所述的一种再生铅的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S3中所述熔池混合区是指熔池上部熔炼渣层和熔池下部粗铅层之间的过渡区域，该过渡区域同时含有粗铅和熔炼炉渣。
4.权利要求1所述的一种再生铅的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S3中ISA炉的喷枪从熔池顶部喷入富氧空气，能够对熔池进行有效搅拌，使反应物充分接触，生成的SO2尽快逸散，保证快速完成PbSO4分解、PbO和Pb的生成。
5.权利要求1所述的一种再生铅的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S3中获得的粗铅与步骤S1中获得的板栅按比例混合后加入到熔铅锅中熔化除杂调锑后铸阳极板，进行电解精炼，分离出的废酸液经由收集后送至锌系统浸出锌焙砂。
6.权利要求1所述的一种再生铅的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S1中所述破碎分选是根据废铅蓄电池的组分密度与粒度不同，在水中或者重介质中运用物理方法将其解离并分开，分别获得板栅、铅零件和废旧铅膏和废旧塑料外壳。
7.权利要求1所述的一种再生铅的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S2中脱硫产生的碳酸盐溶液可进一步纯化生产高纯度的盐。
8.权利要求1所述的一种再生铅的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S5中的固体还原剂为焦炭、活性炭、还原煤中的至少一种。
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