废旧铅酸蓄电池的清洁回收工艺

废旧铅酸蓄电池的清洁回收工艺_数学_自然科学_专业资料。废旧铅酸蓄电池的清洁回收工艺 郑舒 1， 王树新 2，王梦娇 3 【摘 要】摘要：分析了废旧铅酸蓄电池的回收现状、回收的必要性和迫切性， 提出了一种针对废旧铅酸蓄电池的清洁回收工艺。该工艺对污染物 P。

废旧铅酸蓄电池的清洁回收工艺 郑舒 1， 王树新 2，王梦娇 3 【摘 要】摘要：分析了废旧铅酸蓄电池的回收现状、回收的必要性和迫切性， 提出了一种针对废旧铅酸蓄电池的清洁回收工艺。该工艺对污染物 Pb 和 S 的 回收率大于 99.9 %，具有能耗低，污染小，资源回收率高等优势。 【期刊名称】蓄电池 【年(卷)，期】2019(056)002 【总页数】5 【关键词】废旧；铅酸蓄电池；清洁回收；再生铅；回收率；铅；硫 项目基金：河南省高等学校重点科研项目（17A480003） 1 废铅酸电池处置现状 铅酸电池广泛地应用在储能、电信电力、车站码头、矿山矿井、航空航天和交 通运输车辆中。2016 年，全球精铅产量达 1080 万 t，中国和欧美等国家占据 最大市场[1]，而蓄电池用铅量占铅总消耗量的 75 % 以上。据悉，我国每年报 废的铅酸蓄电池量在 150 万 t 以上。废旧铅酸蓄电池中存在铅、硫等污染物， 若不加以回收，必将严重威胁环境。铅酸蓄电池主要由铅膏（质量分数 30 %～40 %）、板栅合金（质量分数 24 %～30 %）、有机物（质量分数 22 %～30 %）和硫酸电解液（质量分数 11 %～30 %）组成。铅膏的主要成 分有 PbO、PbO2 和 PbSO4。PbO2 具有强氧化性，不易溶于酸碱中。 PbSO4 性质稳定，难以进行化学转化，且熔点和分解温度都较高。因此，对铅 膏的转化处理是废旧铅酸蓄电池回收技术的关键。 目前，发达国家的铅酸蓄电池再生清洁生产工艺比较先进，首先采用机械破碎 分选和预脱硫等湿法技术，然后再用火法、湿法、干湿法联合回收铅及其它有 用物质[2-3]。在国内，绝大部分厂家采用反射炉、水套炉等传统火法工艺，一 些小企业甚至还在采用原始的土窑土炉。基本上没有企业采用预处理技术，也 很少有企业会对烟尘进行处理。这样就导致我国的铅酸蓄电池回收行业突出存 在的问题有，铅回收率低，资源综合利用率低，能耗高，污染严重[4-6]。 2 清洁生产工艺 2.1 工艺流程 针对国内废旧铅酸蓄电池回收技术存在的问题，借鉴国外发达国家的先进技术 经验，提出了一种清洁无污染废旧铅酸蓄电池的再生铅回收工艺（见图 1）。废 铅酸蓄电池经过破碎、分选得到含铅原料。分选出的板栅和铅板等直接进入合 金熔炼炉配制铅合金。分选得到的铅泥经脱硫转化后再进行熔炼。熔炼得到产 品—粗铅经精炼工序去除杂质、添加合金，炼成精铅和合金铅，最后通过浇铸 成为铅锭。 2.2 回收工艺主要工序的技术方案 2.2.1 原料的储存 所有来料（废旧铅酸电池或不完整的电池）的卸料工作都在存储池中进行。在 废旧铅酸电池的存储池及所有加工场地的下方都使用高密度聚乙烯混凝土层 （厚度不少于 5 mm）铺垫，同时将所有的接缝处焊接牢固并予以测漏试验。 高密度聚乙烯层由抗酸混凝土保护，可以避免含酸、铅物质的扩散及对地面的 渗漏，防止土壤被酸液和含铅物质的污染。 2.2.2 破碎处理 存储池中的电池由多瓣抓斗行车被抓到带式输送机上的加料斗中，再通过振动 加料机均匀地加到胶带输送机上，输送到破碎机，进行预破碎。在此过程中， 废电池的电解液流出，经地沟集中到集液池。经加入石灰乳中和，压滤机过滤 后，液体返回循环系统作为补充液，固体（硫酸钙）可送往水泥厂，作为配料。 中和反应的反应式为 预破碎锤安装在收集罐顶部的一个碳钢结构的支架上。在粉碎过程中，从封闭 的水处理循环中不断地有水流注入，从而可以起到清洗塑料部件和保持破碎机 内恒定温度的作用。经预破碎锤破碎的材料会落入一个装有磁力分离器的振动 斜道，使所有较大的钢铁部件从破碎的材料中分离出来。之后，剩余材料会进 入二次破碎机，再次粉碎，使其尺寸减小到 20 mm 以内。破碎后的材料经水 洗后，通过震动过滤器进行筛分处理。 2.2.3 铅泥和固体混合物（塑料、铅栅）的分离 从二次破碎机中出来的原材料经水洗后，通过筛孔直径为 1 mm 的震动过滤器， 过滤出尺寸小于 1 mm 的铅泥，其中含有 PbO、PbO2、PbSO4、Pb 和其它 细小的粒子。尺寸超过 1 mm 的碎片为金属铅或其他金属部分（铅栅）、聚丙 烯和重塑料。经水洗后，这些碎片被螺旋输送机送到水力分离部分。通过调整 高压水泵的供水压力，以及由于碎料本身各组分的密度差别，密度大的重质部 分（金属粒子）沉入分级箱底部，由一台螺旋机取走，而密度小的轻质部分 （氧化物和有机物）随水流到达水平筛。经洗涤后，合格的金属粒子由胶带输 送机送往转炉熔炼。水平筛上的有机物随水流，进入另一个水力分级箱，再次 进行分级。在此处，密度小的聚丙烯部分和密度大的塑料部分被分开，分别由 各自的螺旋机卸出，由铲车送往仓库堆存后外售。筛下物为粒度较小的氧化物， 由一台步进式除膏机卸出。 2.2.4 预脱硫、结晶 从二次破碎机和分级机筛下的铅膏经浆化、增稠，进入脱硫反应器。在脱硫反 应器中加入碳酸钠，发生以下反应 为了保证脱硫效率大于 96 %，控制好 pH 值，采用两个脱硫反应器交替作业 [7-8]。完成化学反应的铅膏被泥浆泵打入压滤机。过滤后的膏泥滤饼被送至转 炉，进行熔炼。为了保证硫酸钠的产品质量，滤液经再次净化—过滤后，经预 热器送至结晶塔。在结晶塔内，硫酸钠完成结晶过程。结晶盐浆从蒸发室的底 部转出，进入离心机脱水，再经气流干燥，得到成品无水硫酸钠。 2.2.5 废气洗涤系统 破碎和水力分级系统生产过程中产生酸雾，而且硫酸铅转换碳酸铅过程中因高 温产出弱碱性蒸气，因此在这些产气源点设置集气罩。集气罩的气体在管道内 混合后呈弱碱性。经负压抽风，气体被送至洗涤器，用循环水进行洗涤。净化 后的气体经除雾器去除小液滴，由 15 m 高排气筒排放。 2.2.6 熔炼 采用意大利短窑熔炼技术，把来自于电池破碎的铅栅、金属碎片和经脱硫处理 后的铅泥提炼成粗铅。由于铅泥和铅栅的熔炼温度（铅栅的熔炼温度为 600 ℃， 铅泥的熔炼温度为 1100～1200 ℃）和制度不同，铅。