CN112316690A - 一种铅冶炼尾气处理产物利用的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铅冶炼尾气处理产物利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在铅熔炼装置内高温铅冶炼，并排出尾气；步骤2，将排出的尾气通入气体净化装置，得到包含碳酸氨和硫酸氨的液体；步骤3，将生成的包含碳酸氨和硫酸氨的液体输送到尾气处理产物转化装置，得到碳酸铅和硫酸铅固体沉淀物和硫酸氨溶液；步骤4：将步骤3中的硫酸氨溶液输送至石膏生成装置，得到硫酸钙、氨水，生成的氨水输送至气体净化装置，将步骤3中的碳酸铅和硫酸铅的固体沉淀物送入铅熔炼装置内。本发明的铅冶炼尾气处理产物利用的方法，降低尾气处理成本、提高尾气处理效率。
Description
技术领域
本发明涉及铅冶炼技术领域。
背景技术
铅酸蓄电池的发明至今已有一百多年的历史，目前80％以上的蓄电池仍然是铅酸蓄电池，而制造铅酸蓄电池的铅资源是有限性的，国家鼓励对废旧铅酸蓄电池进行回收和循环利用。在铅酸蓄电池的回收冶炼过程中，产生的铅尘和SO2、SO3以及氮氧化合物无序排放污染严重，特别又涉及到重金属铅，所以国家对冶炼的污染治理环保要求非常高：现有的技术中，已存在对铅冶炼产生的尾气进行处理的方法，如氨法脱硫等，由于目前在针对铅冶炼的尾气处理的过程中，对处理产生的物质并没有充分利用，导致尾气处理成本高等问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了包括如下步骤：步骤1：在铅熔炼装置内高温铅冶炼，并排出尾气；步骤2，将排出的尾气通入气体净化装置，得到包含碳酸氨和硫酸氨的液体；步骤3，将生成的包含碳酸氨和硫酸氨的液体输送到尾气处理产物转化装置，得到碳酸铅和硫酸铅固体沉淀物和硫酸氨溶液；步骤4：将步骤3中的硫酸氨溶液输送至石膏生成装置，得到硫酸钙、氨水，生成的氨水输送至气体净化装置，将步骤3中的碳酸铅和硫酸铅的固体沉淀物送入铅熔炼装置内。
进一步地，所述步骤3还包括将碳酸铅和硫酸铅的固体沉淀物与硫酸氨溶液进行固液分离的步骤，所述步骤4还包括将硫酸钙、氨水进行固液分离的步骤。
进一步地，将步骤4中的硫酸钙洗涤备用。
进一步地，所述步骤4中还生成氨气，所述氨气输送至所述气体净化装置。
进一步地，所述气体净化装置为氨法气体净化装置。
进一步地，所述氨法气体净化装置包括一级氨水喷淋塔和二级氨水喷淋塔，所述步骤1中排出的尾气通入一级氨水喷淋塔，所述一级氨水喷淋塔少量未完全吸收的气体从一级氨水喷淋塔输送至二级喷淋塔吸收制备包含碳酸氨和硫酸氨的溶液，当二级喷淋塔内碳酸氨的浓度达到要求后输送至尾气处理产物转化装置。
进一步地，所述步骤4还包括向所述石膏生成装置内吹入氧气的步骤。
本发明还保护了一种铅冶炼尾气处理产物利用的装置，
本发明的铅冶炼尾气处理产物利用的方法和装置，降低尾气处理成本、提高尾气处理效率。
附图说明
图1是本发明铅冶炼尾气处理产物利用装置的示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明做进一步描述。
如图1所示，本发明铅冶炼尾气处理产物利用装置包括熔炼装置1、换热器2、气体净化装置3、尾气处理产物转化装置4、第一固液分离装置5、石膏生成装置6、第二固液分离装置7；熔炼装置1包括尾气出口8，尾气出口8与换热器2的进气口9相通，换热器2的排气口10与气体净化装置3(3a)的进气口11连通，气体净化装置3(3a)排气口12与尾气处理产物转化装置4的进料口14连通，尾气处理产物转化装置4的出料口15与第一固液分离装置5的进料口16连通，第一固液分离装置5的出料口17和出料口18，出料口17与石膏生成装置6的进料口19连通，出料口18与熔炼装置1的进料口20连通，石膏生成装置6的排气口25与气体净化装置3的进气口11连通，石膏生成装置6的出料口21与第二固液分离装置7的进料口22连通，第二固液分离装置7的出料口23与气体净化装置3(3a)的进料口26连通，也可以与气体净化装置3(3a)的进气口11连通。
本发明的熔炼装置1最好为铅熔炼装置。本发明的铅冶炼尾气处理产物利用装置使用循环过程如下：铅熔炼装置1内进行高温铅冶炼，在熔炼装置1内形成废气包括二氧化碳和二氧化硫，将包括二氧化碳和二氧化硫的气体的废气可以通过管道输送到换热器2内进行降温处理，降温处理后的废气可以通过管道输送到存有氨水的气体净化装置3内，得到包含硫酸氨和碳酸氨的液体，包含硫酸氨和碳酸氨的液体通过输送管道流动到尾气处理产物转化装置4内，尾气处理产物转化装置4内含有硫酸铅的物质，包含硫酸氨和碳酸氨的液体流动到尾气处理产物转化装置4内后与硫酸铅反应，得到包含硫酸氨、碳酸铅以及残余硫酸铅的固液混合物，固液混合物输送到第一固液分离装置5后，分离出的液体硫酸氨输送到石膏生成装置6内，石膏生成装置6内具有氧化钙和水的混合物或氢氧化钙，在分离出的液体硫酸氨输送到石膏生成装置6内后，反应得到硫酸钙(俗名石膏)和氨水或氨水和氨气，得到的硫酸钙和氨水输送到第二固液分离装置7，得到的硫酸钙进行洗涤后，作为原料卖出。为保证去除尾气中足够的二氧化碳或二氧化硫，以最终能生产尽可能多的石膏，得到的氨气最好也输送到气体净化装置3内。第一固液分离装置5分离出的包含碳酸铅和硫酸铅的固体输送到铅熔炼装置1内继续进行高温铅冶炼，得到铅和废气。本发明的装置通过对铅冶炼得到的尾气通过氨水进行处理得到产物包含硫酸氨和碳酸氨的液体进行一并处理，将硫酸氨和碳酸氨的液体与废旧铅膏的硫酸铅反应，得到硫酸氨，得到的硫酸氨输送到石膏生成装置6内，使得尾气处理后得到的硫酸氨和与废旧铅膏的硫酸铅反应得到硫酸氨一并进行利用，提高硫酸氨产量的同时也提高了硫酸氨的转化效率，并最终转化为石膏和氨水，从而保证产出最大量的石膏。由于石膏是原料，得到3份石膏只要消耗大概1份的生石灰，在石膏和生石灰市场价值相当的情况下，产生极高的经济价值。本发明的气体净化装置3最好为氨法气体净化装置，包括一级氨水喷淋塔3a，还可以包括二级喷淋塔3b，一级氨水喷淋塔3a如有少量未完全吸收的气体可以从一级氨水喷淋塔3a顶部溢出并通过管道输送至二级喷淋塔3b用氨水吸收制备碳酸胺或碳酸氢胺溶液，碳酸胺或碳酸氢胺溶度达到要求后输送至尾气处理产物转化装置4，这样确保尾气中的气体能够充分吸收，从而可以最终形成尽可能多的石膏。本发明的固液分离装置可以使用刮板法、离心法等合适的方式进行固液分离。本发明还可以包括洗涤装置，洗涤装置用于洗涤硫酸钙固体沉淀物以备用。为保证氨法气体净化装置能在吸收尾气后能得到尽可能多的硫酸氨，进而在后续能获得尽可能多的石膏，可以在氨法气体净化装置内加入双氧水，将亚硫酸根离子转为硫酸根离子，形成硫酸氨。此外也可以在石膏生成装置6处，设置吹氧口，将石膏生成装置6处可能产生的亚硫酸钙，通过吹氧，转化成硫酸钙。也可以加入双氧水和吹氧同时进行设置。
本发明的铅冶炼尾气处理产物利用装置的各个组成部分之间产物的输送通过液体和气体可以通过管道传输、固体可以通过传输带传输，也可以通过其他合适的方式进行传输。铅熔炼装置1与第一固液分离装置5之间通过输送带连通之外，其他装置之间可以通过管道连通。输送带可以通过电机带动。管道内液体或气体的流通可以通过泵来实现，也可以通过各个装置的位置设置来实现，如气体输入装置的位置高于气体输出装置的位置，液体输入装置的位置低于气体输出装置的位置，也就是气体净化装置3的位置高于换热器2的位置，换热器2的位置高于熔炼装置1的位置，尾气处理产物转化装置4的位置低于气体净化装置3的位置，确保包含硫酸氨和碳酸氨的液体流动到尾气处理产物转化装置4内，第一固液分离装置5的位置位于尾气处理产物转化装置4的下方，石膏生成装置6的位置位于第一固液分离装置5的位置的下方等等。这样的设置可以确保整个铅冶炼尾气处理产物利用可以形成循环，原料只要不断提供废旧铅膏以及氢氧化钙或氧化钙和水，既可以实现得到石膏的循环系统，该循环系统在处理尾气的同时，对尾气处理产物进行利用，得到石膏的效率高、产量大。由于是循环系统，反应完成后的水不需要不断的外排，满足环保要求。同时本发明对碳酸铅进行铅冶炼，熔炼温度由氧化铅决定，氧化铅熔点888℃，熔炼温度在900℃以上，而直接用硫酸铅进行铅冶炼硫酸铅熔点1087℃，冶炼温度需要达到1100℃以上，本发明同时也实现节能效果。
本发明的一种铅冶炼尾气处理产物利用的方法，如下，步骤1：在铅熔炼装置内进行高温铅冶炼，将脱硫铅膏(包含固态的碳酸铅和硫酸铅)与一定比例的煤粉，铁粉混合送入铅冶炼装置高温冶炼制备粗铅，并排出尾气。步骤2：冶炼炉出来的尾气经过换热器降温处理后进入氨法气体净化装置吸收进行脱碳，脱硫，反应得到包含碳酸氨和硫酸氨的溶液。步骤3：将氨法气体净化装置得到的包含碳酸氨和硫酸氨的的溶液输送至内置有废铅膏的尾气处理产物转化装置，得到含碳酸铅和残余硫酸铅的固体沉淀物与硫酸氨溶液，此处的硫酸氨溶液包括碳酸氨与铅膏中的硫酸铅反应得到的硫酸氨也可以包括步骤2中脱硫后得到的硫酸氨。步骤4：将步骤3中的硫酸氨溶液输送至石膏生成装置，并投入生石灰或熟石灰进行反应，得到石膏、氨水、或氨水和氨气，得到的石膏与氨水输送至第二固液分离装置，分离出的石膏用少量纯水淋洗后备用，得到的氨水和通过管道输送至氨法气体净化装置用于吸收净化冶炼尾气，反应过程溢出的氨气最好也通过管道输送至氨法气体净化装置用于吸收净化冶炼尾气；将步骤3中的碳酸铅和残余硫酸铅的固体沉淀物送入铅冶炼装置高温冶炼制备粗铅。步骤3还可以包括将碳酸铅和残余硫酸铅的固体沉淀物与硫酸氨溶液输送入第一固液分离装置固液分离，得到碳酸铅和残余硫酸铅的固体沉淀物与硫酸氨溶液的步骤。
此外，步骤2中：气体净化装置为氨法气体净化装置，包括一级氨水喷淋塔和二级氨水喷淋塔，一级氨水喷淋塔少量未完全吸收的气体从一级氨水喷淋塔顶部溢出并通过管道输送至二级喷淋塔吸收制备包含碳酸氨和硫酸氨的溶液，当碳酸氨的浓度达到要求后输送至尾气处理产物转化装置进行利用。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (13)
1.一种铅冶炼尾气处理产物利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在铅熔炼装置内高温铅冶炼，并排出尾气；步骤2，将排出的尾气通入气体净化装置，得到包含碳酸氨和硫酸氨的液体；步骤3，将生成的包含碳酸氨和硫酸氨的液体输送到尾气处理产物转化装置，得到碳酸铅和硫酸铅固体沉淀物和硫酸氨溶液；步骤4：将步骤3中的硫酸氨溶液输送至石膏生成装置，得到硫酸钙、氨水，生成的氨水输送至气体净化装置，将步骤3中的碳酸铅和硫酸铅的固体沉淀物送入铅熔炼装置内。
2.如权利要求1所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的方法，其特征在于，所述步骤3还包括将碳酸铅和硫酸铅的固体沉淀物与硫酸氨溶液进行固液分离的步骤，所述步骤4还包括将硫酸钙、氨水进行固液分离的步骤。
3.如权利要求2所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的方法，其特征在于，步骤4中还包括将硫酸钙洗涤备用的步骤。
4.如权利要求1、2或3任意一项所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的方法，其特征在于，所述步骤4中还生成氨气，所述氨气输送至所述气体净化装置。
5.如权利要求1、2或3任意一项所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的方法，其特征在于，所述气体净化装置为氨法气体净化装置。
6.如权利要求5所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的方法，其特征在于，所述氨法气体净化装置包括一级氨水喷淋塔和二级氨水喷淋塔，所述步骤1中排出的尾气通入一级氨水喷淋塔，所述一级氨水喷淋塔少量未完全吸收的气体从一级氨水喷淋塔输送至二级喷淋塔吸收制备包含碳酸氨和硫酸氨的溶液，当二级喷淋塔内碳酸氨的浓度达到要求后输送至尾气处理产物转化装置。
7.如权利要求1、2或3任意一项所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的方法，其特征在于，所述步骤4还包括向所述石膏生成装置内吹入氧气的步骤。
8.一种铅冶炼尾气处理产物利用的装置，包括铅冶炼装置、氨法气体净化装置、内置有废旧铅膏的尾气处理产物转化装置、内置有生石灰或熟石灰的石膏生成装置，其特征在于，所述铅冶炼装置与所述氨法气体净化装置连通，所述气体净化装置与所述尾气处理产物转化装置连通，所述所述尾气处理产物转化装置的产物包括硫酸铅和碳酸铅的固体沉淀物和硫酸氨溶液，所述铅冶炼装置用于接收所述硫酸铅和碳酸铅的固体沉淀物，所述石膏生成装置用于接收所述硫酸氨溶液，所述石膏生成装置的产物包括硫酸钙固体沉淀物和氨水溶液，所述氨法气体净化装置用于接收所述氨水溶液。
9.如权利要求8所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的装置，其特征在于，还包括第一固液分离装置和第二固液分离装置，所述第一固液分离装置用于固液分离所述尾气处理产物转化装置的产物，所述第二固液分离装置用于固液分离所述石膏生成装置的产物。
10.如权利要求8所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的装置，其特征在于，还包括洗涤装置，所述洗涤装置用于洗涤所述硫酸钙固体沉淀物。
11.如权利要求8-10任意一项所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的装置，其特征在于，所述石膏生成装置的产物还包括氨气，所述氨法气体净化装置用于接收所述氨气。
12.如权利要求8-10任意一项所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的装置，其特征在于，所述氨法气体净化装置包括一级氨水喷淋塔和二级氨水喷淋塔，所述铅冶炼装置与所述一级氨水喷淋塔连通，所述一级氨水喷淋塔与所述二级喷淋塔连通，所述一级氨水喷淋塔和所述二级氨水喷淋塔与所述尾气处理产物转化装置连通。
13.如权利要求8-10任意一项所述的一种铅冶炼尾气处理产物利用的装置，其特征在于，所述氨法气体净化装置内设置有双氧水。
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