CN112501435A

CN112501435A - 废旧电池的铅膏预处理工艺

Info

Publication number: CN112501435A
Application number: CN201910871832.3A
Authority: CN
Inventors: 柴成雷; 张海蛟; 杨戈; 翁永生
Original assignee: Henan Yongxu Renewable Resources Co ltd
Current assignee: Henan Yongxu Renewable Resources Co ltd
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2021-03-16

Abstract

本发明属于有色金属冶炼技术领域，公开了一种废旧电池的铅膏预处理工艺，包括以下步骤：1）储存仓库中的废旧电池经机械自动拆解后得到铅膏；2）铅膏经压滤，得到铅膏滤饼和滤液；3）铅膏滤饼经破碎搅拌后挤压成条，然后干燥得到铅膏条；滤液一部分返回拆解步骤作为补充液循环使用，另一部分用烟灰中和处理后用于侧吹炉冲渣池；4）将侧吹炉产出的烟灰与酸性废水搅拌中和后压滤得到的滤饼挤压成条，然后干燥得到烟灰条；5）将干燥后的铅膏条和烟灰条、石子、铁粉和煤加入侧吹炉中进行冶炼。该工艺可使得现场环境大为改善，烟尘率下降、辅料消耗下降，冶炼成本大幅下降。

Description

废旧电池的铅膏预处理工艺

技术领域

本发明属于有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种废旧电池的铅膏预处理工艺。

背景技术

再生铅是指废旧电池通过拆解机拆解得到铅膏、铅栅、塑料等，铅膏、铅栅经过火法冶炼而得到的铅。当前世界上用来处理铅膏的最新工艺为富氧侧吹炉+烟气制酸+尾气离子液吸收方法。现在传统的废旧电池的铅膏预处理工艺如图1所示。

其中，废旧电池的储存方法为电池坑储存即在地面上挖一个大的地坑经过做硬化防腐处理后将废旧电池卸入坑内用抓斗行车将废旧电池运送至拆解机进料斗，这样的储存方式使得酸雾外溢，现场环境较差，废旧电池之间容易连电造成短路而引发着火事故发生，因此在环保安全方面造成很大隐患。

另外，铅膏、烟灰、粉煤、石子、铁粉等入炉物料采用的配料方式为地仓配料，即把从压滤机压滤好的铅膏和从侧吹炉出来的烟灰以及作为辅料入炉的煤、石子、铁粉等储存于地仓内用抓斗行车将其抓入各自的料斗内经振动筛后下到电子皮带秤称重后，铅膏、烟灰经混料圆筒混合后与石子、铁粉、煤一起经主皮带直接送入侧吹炉进行冶炼。

这样的配料方式有以下几大缺点：

1）配料现场粉尘大且到处飞扬，一则造成现场环境恶劣，增加职工的职业病发病率，二则造成金属量跑漏使得回收率下降，增加冶炼成本。

2）入炉的铅膏含水量高，一般含11.5-15wt%的酸性水，铅膏加入炉子后经高温蒸发进入后面的收尘系统，最后在制酸系统的净化洗涤塔出来，这样一则造成燃料消耗增加，二则酸性废水对整个收尘系统管道会造成腐蚀，三则造成烟气里面水量的增加给后面的烟气制酸造成负担，制酸系统的酸性废水量增加，大大增加了处理酸性废水的成本。

3）入炉烟灰未经处理直接入炉，烟灰轻，在其未进入熔炼区域时已经有大量烟灰被侧吹炉的富氧空气吹跑而进入收尘系统，这样一则造成重复冶炼，增加成本，二则使得烟尘率大幅度提高，大约为20wt%左右。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种废旧电池的铅膏预处理工艺，通过采用新型的废旧电池储存方式和控制入炉物料的状态，使得现场环境大为改善，铅回收率上升、烟尘率下降、辅料消耗下降，冶炼成本大幅下降。

本发明提供了一种废旧电池的铅膏预处理工艺，包括以下步骤：

1）储存仓库中的废旧电池经机械自动拆解后得到铅膏；

2）所述铅膏经压滤，得到铅膏滤饼和滤液；

3）所述铅膏滤饼经破碎搅拌后挤压成条，然后干燥得到铅膏条；所述滤液一部分返回拆解步骤作为补充液循环使用，另一部分用烟灰中和处理后用于侧吹炉冲渣池；

4）将侧吹炉产出的烟灰与酸性废水搅拌中和后压滤得到的滤饼挤压成条，然后干燥得到烟灰条；

5）将干燥后铅膏条和烟灰条、石子、铁粉和煤加入侧吹炉中进行冶炼。

为了降低废旧电池对现场环境的影响，优选地，步骤1）还包括：将废旧电池在托盘内码垛整齐进冶炼厂，叉车将废旧电池卸料进储存仓库，储存仓库中的废旧电池用叉车叉进拆解机料斗。

具体地，再生铅冶炼厂对废旧电池的回收、储存及输送采用以下方式：

1、从源头抓回收方式

申请人认真执行《生产者责任延伸制度》，充分发挥销售网点遍布全国各个乡镇的优势，采取以旧换新的销售模式，把废旧电池全部收回杜绝在回收环节的“跑冒滴漏”，按电池的种类、大小采用背对背的堆落方式整齐码垛于塑料托盘上，对塑料托盘四周采取加固的方式用汽车运送至厂内。

2、卸料储存

进厂的废旧电池用叉车卸料后整齐的堆放于储存仓库，这样一则避免电池短路而造成火灾，二则避免由于电池破碎而引发酸雾的溢出。

3、废旧电池进拆解机的输送方式

采用叉车将塑料托盘托起到卸料斗的高度，在卸料斗旁装设可站立人的平台，在卸料入斗时人工将托盘四周加固物取掉，而后用叉车倾倒的方式将废旧电池倒入卸料斗，在卸料斗下用密封皮带机将废旧电池送入拆解机的进料斗。

本发明中的废旧电池拆解、铅膏压滤等均采用本领域的常规方式进行。

根据本发明，步骤3）中，所述铅膏滤饼的破碎搅拌和挤压成条采用和膏搅拌挤条机进行。

优选地，所述和膏搅拌挤条机包括壳体、挤压辊、搅拌刮料辊、出料模片和驱动装置，所述出料模片固定于壳体上，出料模片上设有挤出口，所述挤压辊与所述出料模片对应设置，所述搅拌刮料辊设有多个，多个所述搅拌刮料辊与所述挤压辊平行且设于所述挤压辊的周向侧，所述搅拌刮料辊上设有刮料叶片，所述刮料叶片与挤压辊的辊面间设有间隙（该间隙可以为2-5mm），所述挤压辊和搅拌刮料辊均与所述驱动装置相连接。

进一步优选地，所述驱动装置包括电机和齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮固定于所述挤压辊的转轴上，所述电机的输出轴与挤压辊的转轴相连，所述从动齿轮的数量与搅拌刮料辊的数量相匹配，所述从动齿轮固定于所述搅拌刮料辊的转轴上，所述从动齿轮与主动齿轮相啮合。

采用本发明特定结构的和膏搅拌挤条机可以将铅膏滤饼充分搅拌混合均匀，并且挤压成条，该挤条机结构简单，使用方便，搅拌刮料辊的设置可以将铅膏滤饼打碎并搅拌均匀，可防止挤压辊的辊面上粘料，同时可将料输送至挤压区，与挤压辊协同将铅膏挤压成条。

本发明中，步骤3）中采用蒸汽低温干燥机进行干燥，所述蒸汽低温干燥机所用蒸汽为侧吹炉余热锅炉产出的蒸汽用于制酸离子液系统和余热发电后剩余的蒸汽。该剩余蒸汽完全可以满足本工序的使用。

优选地，所述蒸汽低温干燥机包括干燥室和输料履带，所述输料履带设有至少两条，所述输料履带水平设于干燥室内，所述干燥室的顶部设有进料口，所述进料口对应设于最上方输料履带的上料端，所述干燥室的下部设有出料口，所述出料口对应最下方输料履带的下料端设置，所述干燥室的底部设有气体分布器，所述气体分布器上设有进气口，所述干燥室的顶部设有出气口，所述出气口的上方设有抽气装置，所述抽气装置包括集气罩、排气管和风机，所述集气罩设在出气口上方，所述排气管连接在集气罩上，所述排气管上设有风机。

采用上述蒸汽低温干燥机对成型的铅膏条进行干燥，侧吹炉余热锅炉产出的蒸汽由底部通入干燥室内，铅膏条在输料履带（不锈钢网带）上输送的过程中，与蒸汽发生热交换，蒸汽将铅膏条中的水分带走，输料履带的长短及条数根据实际情况而定，同时在干燥室顶部的出气口设置抽气装置可加速热交换速率，提高干燥效率，收集的带液气体可进入铅膏搅拌罐。该蒸汽低温干燥机采用相对密封的结构，干燥过程中热损小，热量利用率高，可将侧吹炉余热锅炉产出的蒸汽用于制酸离子液系统和余热发电后剩余的蒸汽进行充分利用。

根据本发明，所述蒸汽低温干燥机的进汽温度为150-160℃，出汽温度为80-90℃。

本发明中，将压滤出的铅膏用和膏搅拌挤条机将其打碎搅拌均匀并挤压成条，再进入蒸汽低温干燥机进行干燥，挤压成型的铅膏条大小为1cm×1.5cm左右。优选地，干燥后的铅膏条的水分含量为4-5wt%（从11.5-15wt%降低至4-5wt%）。

将干燥后的铅膏条和烟灰条、煤、石子、铁粉等其它配料经密封皮带直接送侧吹炉进行冶炼，侧吹炉冶炼不完的铅膏条和烟灰条可进入储存仓进行储存。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过采用新型的废旧电池储存、转运方式，以及冶炼的物料形态使得现场环境大为改善，酸雾从45mg/m³下降到10mg/m³，最重要的是使得烟尘率下降，烟尘率由20wt%下降到12-13wt%，辅料消耗下降，煤焦消耗从200Kg/吨粗铅下降到165-180Kg/吨粗铅，氧气消耗从160-180Nm³/吨粗铅下降到120-130Nm³/吨粗铅，冶炼成本大幅下降。

附图说明

图1为传统的废旧电池的铅膏预处理工艺流程图。

图2为本发明的废旧电池的铅膏预处理工艺流程图。

图3为本发明和膏搅拌挤条机的结构示意图。

图4为图3中搅拌刮料辊的结构示意图。

图5为图3中出料模片的结构示意图。

图6为齿轮传动组件的结构示意图。

图7为本发明蒸汽低温干燥机的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图2所示，本发明的废旧电池的铅膏预处理工艺，包括以下步骤：

1）将废旧电池在托盘内码垛整齐进冶炼厂，叉车将废旧电池卸料进储存仓库，储存仓库中的废旧电池用叉车叉进拆解机料斗，废旧电池经机械自动拆解后得到铅膏；

2）所述铅膏经压滤，得到铅膏滤饼和滤液；

5）将干燥后的铅膏条和烟灰条、石子、铁粉和煤加入侧吹炉中进行冶炼。

步骤3）中，所述铅膏滤饼的破碎搅拌和挤压成条采用和膏搅拌挤条机进行。

如图3-6，所述和膏搅拌挤条机包括壳体1、挤压辊2、搅拌刮料辊3、出料模片4和驱动装置，所述出料模片4固定于壳体1上，出料摸片4上设有挤出口5，所述挤压辊2与所述出料模片4对应设置，所述搅拌刮料辊3设有多个，多个所述搅拌刮料辊3与所述挤压辊2平行且设于所述挤压辊2的周向侧，所述搅拌刮料辊3上设有刮料叶片6，所述刮料叶片6与挤压辊3的辊面间隙为3mm，所述挤压辊2和搅拌刮料辊3均与所述驱动装置相连接。所述驱动装置包括电机（未示出）和齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括主动齿轮7和从动齿轮8，所述主动齿轮7固定于所述挤压辊2的转轴上，所述电机的输出轴与挤压辊2的转轴相连，所述从动齿轮8的数量与搅拌刮料辊3的数量相匹配，所述从动齿轮8固定于所述搅拌刮料辊3的转轴上，所述从动齿轮8与主动齿轮7相啮合。

步骤3）中采用蒸汽低温干燥机进行干燥，所述蒸汽低温干燥机所用蒸汽为侧吹炉余热锅炉产出的蒸汽用于制酸离子液系统和余热发电后剩余的蒸汽。该剩余的蒸汽完全可以满足本工序的使用。

如图7所示，所述蒸汽低温干燥机包括干燥室9和输料履带10，所述输料履带10设有三条，所述输料履带10水平设于干燥室9内，所述干燥室9的顶部设有进料口11，所述进料口11对应设于最上方输料履带10的上料端，所述干燥室9的下部设有出料口12，所述出料口12对应最下方输料履带10的下料端设置，所述干燥室9的底部设有气体分布器13，所述气体分布器13上设有进气口14，所述干燥室9的顶部设有出气口，所述出气口的上方设有抽气装置，所述抽气装置包括集气罩15、输气管16和风机17，所述集气罩15设在出气口上方，所述输气管16连接在集气罩15上，所述输气管16上设有风机17。

所述蒸汽低温干燥机的进汽温度为150-160℃，出汽温度为80-90℃。

将压滤出的铅膏用和膏搅拌挤条机将其打碎搅拌均匀并挤压成条，再进入蒸汽低温干燥机进行干燥，挤压成型的条状大小为1cm×1.5cm左右。干燥后的铅膏条的水分含量为4wt%。

采用上述铅膏预处理工艺，具有如下收益：

以本项目年处理废旧电池60万吨为例，其中汽车电池15万吨，电动车电池45万吨；各类电池的组成如下表1所示。

表1

采用本发明的铅膏预处理工艺所得的经济效益：

传统工艺（铅膏、烟灰经混料圆筒直接入炉），本发明的新工艺将铅膏挤压成条并干燥，烟灰挤压成条并干燥，两种工艺的指标对比如表2所示。

表2

从表2可以看出本发明工艺比传统工艺的冶炼指标要优化很多，单位年处理60万吨废旧电池，其中铅膏量为32.25万吨（根据表1计算得到），铅膏所产的粗铅产量约为23.29万吨。则本发明工艺相对传统工艺指标收益如下：

1）烟尘率从20wt%降至13wt%，下降7wt%，则32.25万吨×7wt%=22575吨/年，也就是每年可避免重复冶炼的物料为22575吨，按传统工艺计算冶炼一吨物料的成本为550元，则可节省22575×550=1241.625万元/年。

2）吨铅耗煤从200Kg下降至180Kg，下降了20Kg/吨粗铅，则23.29万吨×20=4658吨煤/年，煤按1000元/吨计算，则4658吨×1000元=465.8万元/年。

3）吨铅耗氧从170Nm³/吨下降至130Nm³/吨，下降了40Nm³/吨，则23.29万吨×40=9316000Nm³，每标方氧气约0.7元，则9316000×0.7=652.12万元。

4）入炉铅膏含水传统工艺按11.5wt%来算，本发明工艺按4wt%来算，则下降7.5wt%，年处理铅膏量为32.25万吨，则总计下降水分量为32.25×7.5wt%=2.42万吨，蒸发一吨水需要140Kg的煤，则蒸发2.42万吨的水需要3388吨煤，每吨煤按1000元计，则需要338.8万元，（注：本发明是利用余热锅炉产出的蒸汽供制酸离子液、发电后剩余的蒸汽来干燥铅膏的，不需要正常生产的额外支出）。

5）如果按传统工艺实施的话每年2.42万吨的酸水就会通过收尘进入制酸系统净化工序从高效洗涤塔出来，此酸水含酸约为8wt%左右，则转换成100wt%的纯酸为1936吨，此酸中和处理需要纯氢氧化钙1462吨，每吨纯氢氧化钙1050元，则需要153.51万元。

综合来算，本发明工艺相对传统工艺仅冶炼指标的收益为每年1241.625万元+465.8万元+652.12万元+338.8万元+153.51万元=2851.855万元。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims

1.废旧电池的铅膏预处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）储存仓库中的废旧电池经机械自动拆解后得到铅膏；

2）所述铅膏经压滤，得到铅膏滤饼和滤液；

2.根据权利要求1所述的废旧电池的铅膏预处理工艺，其特征在于：步骤1）还包括：将废旧电池在托盘内码垛整齐进冶炼厂，叉车将废旧电池卸料进储存仓库，储存仓库中的废旧电池用叉车叉进拆解机料斗。

3.根据权利要求1所述的废旧电池的铅膏预处理工艺，其特征在于：步骤3）中，所述铅膏滤饼的破碎搅拌和挤压成条采用和膏搅拌挤条机进行。

4.根据权利要求3所述的废旧电池的铅膏预处理工艺，其特征在于：所述和膏搅拌挤条机包括壳体、挤压辊、搅拌刮料辊、出料模片和驱动装置，所述出料模片固定于壳体上，出料模片上设有挤出口，所述挤压辊与所述出料模片对应设置，所述搅拌刮料辊设有多个，多个所述搅拌刮料辊与所述挤压辊平行且设于所述挤压辊的周向侧，所述搅拌刮料辊上设有刮料叶片，所述刮料叶片与挤压辊的辊面间设有间隙，所述挤压辊和搅拌刮料辊均与所述驱动装置相连接。

5.根据权利要求4所述的废旧电池的铅膏预处理工艺，其特征在于：所述驱动装置包括电机和齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮固定于所述挤压辊的转轴上，所述电机的输出轴与挤压辊的转轴相连，所述从动齿轮的数量与搅拌刮料辊的数量相匹配，所述从动齿轮固定于所述搅拌刮料辊的转轴上，所述从动齿轮与主动齿轮相啮合。

6.根据权利要求1所述的废旧电池的铅膏预处理工艺，其特征在于：步骤3）中采用蒸汽低温干燥机进行干燥，所述蒸汽低温干燥机所用蒸汽为侧吹炉余热锅炉产出的蒸汽用于制酸离子液系统和余热发电后剩余的蒸汽。

7.根据权利要求6所述的废旧电池的铅膏预处理工艺，其特征在于：所述蒸汽低温干燥机包括干燥室和输料履带，所述输料履带设有至少两条，所述输料履带水平设于干燥室内，所述干燥室的顶部设有进料口，所述进料口对应设于最上方输料履带的上料端，所述干燥室的下部设有出料口，所述出料口对应最下方输料履带的下料端设置，所述干燥室的底部设有气体分布器，所述气体分布器上设有进气口，所述干燥室的顶部设有出气口，所述出气口的上方设有抽气装置，所述抽气装置包括集气罩、排气管和风机，所述集气罩设在出气口上方，所述排气管连接在集气罩上，所述排气管上设有风机。

8.根据权利要求6所述的废旧电池的铅膏预处理工艺，其特征在于：所述蒸汽低温干燥机的进汽温度为150-160℃，出汽温度为80-90℃。

9.根据权利要求1所述的废旧电池的铅膏预处理工艺，其特征在于：干燥后的铅膏条的水分含量为4-5wt%。