廢舊鉛酸電池與礦產(chǎn)鉛聯(lián)合處理工藝

趙 婷

（長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙410019）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，資源緊缺的壓力不斷加大，礦產(chǎn)資源已明顯不足，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約日益突出。大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，已成為當(dāng)前企業(yè)發(fā)展主題和必然選擇。

廣西某企業(yè)回收廢舊鉛酸電池，經(jīng)過拆解分選后，鉛柵經(jīng)過熔煉及精煉，鉛泥與礦產(chǎn)鉛等原料經(jīng)過富氧側(cè)吹熔煉及后續(xù)處理后，生產(chǎn)電鉛、合金鉛和多金屬鉛等產(chǎn)品，并副產(chǎn)濃度為98%的硫酸、精銻、銀錠等產(chǎn)品。

1 原料、燃料及輔助材料

本工藝以廢舊鉛酸電池、脆硫鉛銻礦、銀精礦、鉛銀渣料為原料；燃料有煤、發(fā)生爐煤氣；輔助材料有工業(yè)氧（含O299.6%）、石英砂、石灰石等。

2 工藝方案選擇

2.1 拆解預(yù)處理工藝

廢舊鉛酸電池采用自動(dòng)破碎分選系統(tǒng)可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率低，改善作業(yè)環(huán)境，分離徹底，分選效果明顯優(yōu)于人工分選，各物料之間殘留率低，金屬回收率高。通過對(duì)廢舊鉛酸蓄電池進(jìn)行破碎分選預(yù)處理，可實(shí)現(xiàn)廢舊鉛酸蓄電池中的鉛柵硬鉛物料、鉛泥物料和有機(jī)物完全分離[1]。

2.2 鉛泥處理工藝

鉛泥物料的處理方法有濕法、火法及濕法-火法聯(lián)合等三種處理工藝流程[2-4]。

其中火法熔煉是將破碎分選得到的鉛泥直接送入火法熔煉爐進(jìn)行高溫熔煉，其工藝過程簡(jiǎn)單，但熔煉溫度高，煙氣含SO2濃度高可生產(chǎn)硫酸產(chǎn)品，適合于與礦產(chǎn)鉛聯(lián)合冶煉生產(chǎn)。

濕法流程是先采用碳酸鈉溶液浸出含鉛膏泥，將膏泥中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，經(jīng)壓濾后得到由PbCO3、PbO及PbO2等組成的轉(zhuǎn)化料，轉(zhuǎn)化料經(jīng)干燥窯低溫分解，使物料中的PbCO3和PbO2全部分解為PbO，再用H2SiF6廢電解液浸出，得到PbSiF6浸出液（富鉛液）送電解生產(chǎn)電鉛。該工藝一般需進(jìn)行二段浸出，同時(shí)，為穩(wěn)定電解操作，還要往電解液中添加明膠、木質(zhì)磺硫酸鈣以及含As或P的化合物等，工藝流程較長(zhǎng)，且因含As物料的加入，存在環(huán)境污染隱患，使用廠家較少。

濕法—火法聯(lián)合流程是將廢舊鉛蓄電池分離后得到的鉛泥加入適當(dāng)過量的脫硫劑（碳酸鈉）進(jìn)行預(yù)脫硫，將膏泥中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，經(jīng)壓濾后、得到由PbCO3、PbO及PbO2等組成的轉(zhuǎn)化料，轉(zhuǎn)化料再經(jīng)火法熔煉生產(chǎn)粗鉛，粗鉛經(jīng)精煉后得到再生鉛產(chǎn)品。該工藝需進(jìn)行預(yù)脫硫，是單一再生鉛企業(yè)優(yōu)先選用的工藝流程。

根據(jù)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，結(jié)合項(xiàng)目具體建設(shè)條件，本項(xiàng)目擬采用廢舊鉛酸電池與礦產(chǎn)鉛聯(lián)合火法冶煉處理的生產(chǎn)工藝。

3 工藝流程

本工藝主要包括廢舊鉛酸電池拆解、配料及熔煉（含側(cè)吹氧化熔煉、側(cè)吹還原熔煉、側(cè)吹煙化爐吹煉）、初步火法精煉、鉛電解及熔鑄、鉛柵處理等工序。主工藝流程圖如圖1所示。

圖1 廢舊鉛酸電池與礦產(chǎn)鉛聯(lián)合處理主工藝流程

3.1 廢舊鉛酸電池拆解

廢舊鉛酸電池采用全自動(dòng)破碎分選技術(shù)，將組成廢舊鉛蓄電池的有機(jī)物（塑料）、鉛柵、鉛泥及廢電解質(zhì)分離。拆解分選出的有機(jī)物（塑料）造粒后外售；廢電解液過濾凈化后，送制酸系統(tǒng)。

3.2 配料及熔煉

鉛泥與鉛銻礦、銀精礦、鉛銀渣料等原料經(jīng)配料制粒后直接送入富氧側(cè)吹氧化爐進(jìn)行氧化熔煉，產(chǎn)出部分銻銀粗鉛合金和氧化渣，氧化渣經(jīng)溜槽連續(xù)進(jìn)入富氧側(cè)吹還原爐，并加入碎煤及少量熔劑進(jìn)行還原熔煉，產(chǎn)出二次銻銀粗鉛合金和還原渣，還原渣通過溜槽連續(xù)流至煙化爐，進(jìn)行煙化吹煉，產(chǎn)出次氧化鋅煙塵和熔煉棄渣。次氧化鋅煙塵送鋅生產(chǎn)系統(tǒng)，熔煉棄渣經(jīng)水淬?；笸馐劢o水泥廠等建材生產(chǎn)企業(yè)。

3.3 初步火法精煉

銻銀粗鉛合金由溜槽引入至火法精煉鍋進(jìn)行初步火法精煉，將銅從銻銀粗鉛合金中分離，得到銅浮渣和銻銀粗鉛陽極板，銅浮渣經(jīng)熔煉后產(chǎn)出銅锍產(chǎn)品送企業(yè)銅生產(chǎn)系統(tǒng)；銻銀粗鉛陽極板送電解精煉。

3.4 鉛電解及熔鑄

電解過程中，銻銀金鉍等有價(jià)金屬進(jìn)入陽極泥中，金屬鉛從陽極板溶解，在陰極上沉積析出，實(shí)現(xiàn)銻、銀等金屬與鉛的分離，陰極析出鉛經(jīng)熔鑄后得到電鉛產(chǎn)品外售。

3.5 鉛柵處理

鉛柵、焦粉和鐵屑經(jīng)過混料后，運(yùn)至純氧強(qiáng)化熔煉爐進(jìn)行熔煉，產(chǎn)出粗鉛。粗鉛加入鉛鍋熔化，并在熔化的鉛液中配入合金元素，經(jīng)過澆鑄成為合金鉛、多元素合金鉛產(chǎn)品。

4 主要技術(shù)指標(biāo)

4.1 處理規(guī)模及產(chǎn)品方案

4.1.1 處理規(guī)模

年處理廢舊鉛酸蓄電池165000t/a，脆硫鉛銻礦77000 t/a、銀精礦140000 t/a、鉛銀渣50000 t/a，生產(chǎn)電鉛200kt/a。

4.1.2 產(chǎn)品方案

電鉛（含Pb99.994%） 200kt/a。

精銻（含Sb99.65%) 14.7kt/a。

銀錠（含Ag99.99%） 600t/a。

聚丙烯、塑料 18.2kt/a。

硫酸（98%） 147.6kt/a。

4.2 主要金屬回收率

本工藝主要金屬回收率見表1。

表1 主要金屬回收率

5 結(jié)論

本工藝以廢舊鉛酸電池、礦產(chǎn)鉛等為主要原料，經(jīng)過富氧側(cè)吹熔煉及后續(xù)處理后，可綜合利用資源，變廢為寶，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)“資源化、減量化、再利用、再循環(huán)”的原則；在規(guī)模、技術(shù)路線、能耗、環(huán)境保護(hù)等各方面均符合國(guó)家對(duì)再生鉛產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策及標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程規(guī)范的要求，屬于國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)的發(fā)展項(xiàng)目。

本工藝該工藝技術(shù)先進(jìn)，將給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及環(huán)境效益，也將使企業(yè)將成為廢舊鉛酸電池資源化利用的標(biāo)桿。