廢舊鉛酸蓄電池資源化利用

1、廢舊鉛酸蓄電池資源化利用（正文，請嚴格按論文著作格式編排）一、概述新型廢舊鉛酸蓄電池回收技術是從危險固體廢棄物廢鉛酸蓄電池中回收再生鉛、并實現(xiàn)各組份綜合利用的一種新技術，通過將廢蓄電池自動破碎分選，然后對組成蓄電池的各組份分別處理，達到循環(huán)利用的目的。本技術的主要創(chuàng)新點是在再生鉛回收工藝中引入了破碎分選技術、脫硫技術、副產(chǎn)品回收技術、碳還原冶煉技術、富氧燃燒技術、塑料改性再生技術和再生鉛深加工技術，使鉛回收率達到98%以上，銻利用率達到90%，廢塑料和廢酸全部回收利用。實現(xiàn)了生產(chǎn)過程清潔無污染，廢蓄電池各組份全部循環(huán)利用。二、項目的意義和必要性廢鉛酸蓄電池屬于危險固體廢棄物，據(jù)統(tǒng)計全國現(xiàn)每年的

2、產(chǎn)生量約60x104噸，隨著我國汽車、通訊工業(yè)的發(fā)展，專家預計到2010年，每年可產(chǎn)生廢鉛酸蓄電池110x104噸以上。報廢的鉛酸蓄電池主要由鉛金屬（金屬態(tài)鉛）占30%、鉛膏（泥狀，由硫酸鉛、氧化鉛等組成）占40%PVC隔板5%PP塑料5濃廢硫酸（濃度15-20%）20%，廢鉛酸蓄電池若不回收處理，不但需要大面積的場地來堆放或填埋，而且鉛是有毒物質(zhì)，硫酸具有強的腐蝕性，它們將會對環(huán)境和土壤造成重大危害，同時，造成了大量的資源浪費。所以必須對廢舊鉛酸蓄電池進行有效的無污染的處理。三、工藝流程3.1廢舊鉛酸蓄電池處理核心技術及工藝流程總概本項目的核心技術是：破碎分選技術；脫硫及副產(chǎn)品回收技術；富氧

3、燃燒技術；塑料造粒技術；碳還原冶煉技術；精煉及合金配制技術。工藝流程為廢鉛酸電池一破碎分選一鉛膏脫硫一短窯冶煉一精煉-配制合金一澆鑄-鉛基合金-包裝一入庫-外銷。廢鉛酸電池由儲料運輸車倒入漏斗槽體內(nèi)，再經(jīng)由變頻驅(qū)動器激活的振蕩進料設備，可根據(jù)進料斗減損重量比例送料，在由輸送帶輸送至破碎槽內(nèi)，廢料中的金屬碎片由裝置于破碎槽上的磁性分離設備監(jiān)測后篩選分離出來，用以保護破碎槽。如進料中有過多磁性金屬或鐵屑存在，金屬監(jiān)測儀就會停止進料動作。所有的廢酸（料場、裝載機、傳送帶和破碎機）均收集至廢酸儲槽，然后泵送至過濾機除去固體成份后，再送入電解液儲槽。儲存硫酸濃度介于15-20%之間（凝固點介于-10至-

4、14間）。破碎后的物料進入濕式轉(zhuǎn)鼓篩，將鉛膏分離出來，為了保證鉛膏沉降徹底，需在此過程中加入專用的絮凝劑。剩余的物料再送至進一步分離，將鉛金屬、PVC隔板和PP分開。PP從分選槽中取出清洗后進入料倉，而鉛金屬和PVC隔板則進入水力分選器進一步處理。PP料經(jīng)磨細、清洗、水介質(zhì)輸送、旋風收集、加熱后送入配料裝置，加入助劑、螺桿擠壓、塑料改性造粒，產(chǎn)出高等級的PP粒。鉛金屬從水力分選器底部取出，皮帶送至轉(zhuǎn)鼓篩進行二次清洗，純凈的鉛屑直接用皮帶送到鉛屑轉(zhuǎn)爐處理。洗出的鉛膏送至鉛膏處理系統(tǒng)。PVC隔板清洗后進入料倉。所有的水均收集在循環(huán)池中重復使用。鉛膏則送入脫硫車間。在此，鉛膏泵至脫硫反應槽，在碳酸鹽

5、存在的條件下發(fā)生以下反應：PbSO4+CO32-=PbCO3+SO42-然后泵至壓濾機將鉛膏與脫硫液分離，濾餅經(jīng)水洗后，卸下存放待冶煉。廢酸及濾液經(jīng)小的濾液再濾機處理，純凈的濾液再泵至蒸發(fā)裝置，硫酸鈉被逐步分離出來。經(jīng)離心處理后，硫酸鈉在熱氣流中干燥并輸送至料倉中包裝待發(fā)運。鉛屑在鉛屑轉(zhuǎn)爐中熔煉，產(chǎn)出合金鉛，浮渣與鉛膏一起進入冶煉系統(tǒng)處理。脫硫后的鉛膏和浮渣一起進入反射爐中，采用富氧燃燒進行冶煉處理，產(chǎn)出粗鉛。合金鉛和粗鉛進入精鉛及合金系統(tǒng)生產(chǎn)鉛合金產(chǎn)品和精鉛產(chǎn)品。冶煉過程中的煙氣經(jīng)過余熱鍋爐換熱后進入袋式除塵器處理后排放。余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽用于蒸發(fā)結(jié)晶和PP造粒。3.2 鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化系統(tǒng)3.2

6、.1 工藝技術方案與流程鉛膏應用濕法脫硫技術，在鉛膏中加入碳酸鈉將其中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，相對比傳統(tǒng)工藝，脫硫過程可降低鐵屑和助熔劑的耗量，可降低溫度從而節(jié)約能源；可降低渣含鉛量。鉛膏采用脫硫轉(zhuǎn)化方法將其中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化成碳酸鉛，其目的：起固硫作用，在冶煉之前，將鉛膏中以硫酸鉛形式存在的硫轉(zhuǎn)化到溶液中，回收副產(chǎn)品硫酸鈉，避免冶煉過程中硫以二氧化硫形式排放；降低冶煉溫度，由1300降低至900，減少了因高溫而造成大量鉛蒸汽揮發(fā)。鉛膏則送入脫硫車間。在此，鉛膏泵至脫硫反應槽，在碳酸鹽存在的條件下發(fā)生以下反應：Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2Na2CO3+PbSO4Na2SO4+

7、PbCO33.2.2 主要設備3.3 冶煉系統(tǒng)3.3.1 工藝技術方案經(jīng)過脫硫后的鉛膏和合金配制過程中產(chǎn)生的浮渣一起進入反射爐中，以天然氣為燃料，采用富氧燃燒進行冶煉處理（900），產(chǎn)出粗鉛。反射爐和鉛屑轉(zhuǎn)爐生成的氧化渣和精煉渣在進入回轉(zhuǎn)短窯冶煉，同樣采用富氧燃燒裝置，產(chǎn)出鉛。a. 鉛屑轉(zhuǎn)爐作用是將破碎后鉛屑直接進入冶煉生成鉛合金。b. 回轉(zhuǎn)短窯的作用是冶煉反射爐和鉛屑轉(zhuǎn)爐冶煉后產(chǎn)生的氧化渣。控制系統(tǒng)由燃燒溫控系統(tǒng)、全自動氣動加料系統(tǒng)、窯體旋轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)及窯門提升系統(tǒng)組成，燃燒溫控系統(tǒng)采用富氧燃燒器，采用三級控溫方式以保證提高燃燒效果。此外，溫控系統(tǒng)實現(xiàn)了進風量、氧氣量自動調(diào)節(jié)，點火加料溫度檢測

8、自動控制。短窯自控系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)反射爐設備密閉性差、勞動強度大、工作環(huán)境溫度高、污染嚴重等問題。加之特殊熔劑的使用，使渣及渣含鉛均明顯降低（渣率為6%以下，渣含鉛2%）且渣的流動性好，可作為原生鉛生產(chǎn)過程中的添加劑。c. 富氧燃燒技術：富氧燃燒就是用氧氣替代空氣助燃，采用An-通氣式專用燒咀。具特點是尾氣量減少70%Z上、燃料100%燃燒，節(jié)能30-40%，燃燒溫度高，熱效率提高30%，爐內(nèi)冶煉后氣氛的控制更方便。以富氧燃燒技術代替空氣助燃冶煉，具有以下優(yōu)勢：減少燃料消耗30-40%；更低的氮氧化物和碳氧化物的排放量；熔煉操作更靈活，提高效率30%；減少煙氣和煙塵量50%以上；有利于冶煉作業(yè)及

9、工藝控制。本次改造工藝與設備與原工藝的比較表3.3.2 工藝流程鉛屑在鉛屑轉(zhuǎn)爐中于500條件下低溫熔煉（傳統(tǒng)混煉工藝為1300）產(chǎn)出合金鉛，浮渣與鉛膏一起進入冶煉系統(tǒng)處理。脫硫后的鉛膏和浮渣一起進入反射爐中，以天然氣為燃料，采用富氧燃燒進行冶煉處理（900），產(chǎn)出再生鉛。反射爐和鉛屑轉(zhuǎn)爐生成的氧化渣和精煉渣再進入回轉(zhuǎn)短窯冶煉，同樣采用富氧燃燒裝置，提煉出鉛。3.3.3 主要設備a. 鉛屑轉(zhuǎn)爐：熔化鉛屑的轉(zhuǎn)窯長約65米，內(nèi)徑約1米，工作方式是連續(xù)進料，連續(xù)出鉛，采用螺旋進料，進料倉有計量稱，窯體呈傾斜狀（約10-15度），進料端高于出料端，燃燒器安在出料端，火焰偏右偏下約15。射在窯壁上，火焰長

10、約500mm窯內(nèi)溫度約500度，渣熔融，渣鉛一起放在出料口下部一個容器中。窯口焊有幾塊翅狀檔板，隨著窯的轉(zhuǎn)動，檔板將渣刮出容器進入一個有水的螺旋進行水淬，螺旋有輸送渣和碎渣兩個作用，最終渣進入回轉(zhuǎn)短窯處理。b. 回轉(zhuǎn)短窯：長4.5米，直徑3.5米，工作方式是間歇作業(yè)，轉(zhuǎn)窯以天燃氣為燃料，純氧助燃，氣氧比為1：1，火焰呈平行狀，燒咀較長，通過煙罩伸入窯內(nèi)燃燒，煙氣全部由煙罩進入收塵系統(tǒng)，煙罩在燃燒器端，轉(zhuǎn)窯內(nèi)處于負壓狀態(tài)，放鉛處也采用整體的煙罩收集煙氣。整個爐子沒有煙氣溢出。原料為鉛屑連續(xù)熔煉轉(zhuǎn)爐和反射爐產(chǎn)出的氧化渣，轉(zhuǎn)窯采用加料車加料，冶煉原料用鏟車盛入料匙，加料車將料匙送入窯內(nèi)，旋轉(zhuǎn)倒料，加

11、料時間為10分鐘，每次可加料9噸，每天冶煉6爐。放料口和加料口在一端，將鉛包送到位于整體煙罩內(nèi)的出料口下，直接打開爐口將渣或鉛放入鉛包中，放料時間為10分。冶煉溫度為900，加入1%的純堿和3%焦碳。c. 反射爐：鉛膏和粉碎后的其他含鉛廢料（占10%）在反射爐中處理，全自動電腦監(jiān)控，采用氧化冶煉先拿出一部分鉛，約60%（軟鉛），渣還含有70%P僑口10%Sb為氧化態(tài)，與其他渣一起在回轉(zhuǎn)短窯中還原冶煉。反射爐5米長，2米寬，內(nèi)高2米。反射爐采用螺旋進料，進料倉有計量稱，以計量進料量，采用連續(xù)進料，連續(xù)出鉛的方式，采用天燃氣作燃料，富氧燃燒器一套，共有5個咀，其中爐前2個，尾部1個，兩側(cè)各1個。爐

12、內(nèi)溫度前部800-900，每10分鐘加一噸料，根據(jù)渣的情況加入少量的碳。連續(xù)出鉛，間歇放渣，渣鉛分別從爐子兩側(cè)放。3.4 合金配置系統(tǒng)3.4.1 工藝技術方案冶煉系統(tǒng)生產(chǎn)的粗鉛和合金鉛半成品再送入合金鉛車間進行精處理，可生產(chǎn)出高純度的精鉛及高品質(zhì)量的合金鉛，合金鉛生產(chǎn)過程中采用了鉛基合金深度脫氧工藝，保證了合金產(chǎn)品的晶相結(jié)構(gòu)良好，使用性能優(yōu)異。解決了再生鉛深加工為鉛基合金時容易出現(xiàn)的合金結(jié)晶晶粒粗大、不均勻，澆鑄性能變差，影響蓄電池板柵質(zhì)量等缺陷，達到減少鉛基合金氧元素含量、改善鉛基合金結(jié)晶晶粒狀況和物理、電化學性能的目的。利用該技術生產(chǎn)的鉛基合金具有合金元素穩(wěn)定，合金晶粒細小等特點及良好的耐

13、腐蝕性能、優(yōu)異的機械強度及板柵制造工藝性能，使用過程中無冷裂、熱裂等鑄造缺陷。3.4.2 工藝流程冶煉生產(chǎn)的再生鉛進入合金車間，在合金爐內(nèi)低溫熔化后，經(jīng)精煉、元素調(diào)整、深度脫氧等工藝技術，最終熔鑄成精鉛或鉛合金產(chǎn)品。精煉氧化渣進入短窯冶煉，產(chǎn)出再生鉛后又返回合金車間循環(huán)使用。3.4.3 主要設備3.5 副產(chǎn)品回收系統(tǒng)3.5.1 工藝技術方案脫硫液和收集的廢酸電解液泵入副產(chǎn)品回收系統(tǒng)，經(jīng)過中和、蒸發(fā)、結(jié)晶技術的處理，生產(chǎn)硫酸鈉產(chǎn)品。3.5.2 工藝流程廢電解液稀硫酸全部收集，轉(zhuǎn)入硫酸鹽副產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)全部轉(zhuǎn)化生產(chǎn)成硫酸鈉產(chǎn)品；從破碎分選設備分流出來的液體及從其他位置收集到的廢酸，是由酸性液與電解液組成的，收集到廢液槽內(nèi)與脫硫母液一起泵入過濾機除去固體成份后，進入副產(chǎn)品回收系統(tǒng)，經(jīng)中和、蒸發(fā)、結(jié)晶技術的處理，生產(chǎn)高品質(zhì)的硫酸鈉產(chǎn)品。該產(chǎn)品可用作洗滌劑、造紙及玻璃制品的添加劑。3.5.3 主要設備選型3.6 煙氣余熱利用系統(tǒng)3.6.1 工藝技術方案為節(jié)約能源，利用一套煙氣余熱利用系統(tǒng)，通過余熱鍋爐充分吸收反射爐及短窯煙氣的熱量來產(chǎn)生廠自用蒸汽。3.6.2 工藝流程從反射爐出口的煙氣溫度大約在1000以上，回轉(zhuǎn)短窯冶煉出口煙氣溫度也有800左右,為了利用煙氣余熱，建設一