廢鉛酸蓄電池鉛料特點(diǎn)和冶煉技術(shù)選擇

張生佩

青海西豫有色金屬有限公司，青海格爾木 816000

1 廢鉛酸蓄電池概述

廢鉛酸蓄電池鉛料的主要特點(diǎn)包括：含鉛量較高、成分組成相對(duì)簡(jiǎn)單、雜質(zhì)含量也較少，并且廢鉛酸蓄電池內(nèi)的鉛料主要以金屬鉛自己硫酸鉛為主，是一種高鉛物料。對(duì)廢鉛酸蓄電池內(nèi)的鉛料進(jìn)行有效熔煉，可以提高廢鉛酸蓄電池的綜合利用率，對(duì)推動(dòng)鉛料冶煉經(jīng)濟(jì)的循環(huán)性與穩(wěn)定性十分有利。

2 選擇廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉的要點(diǎn)

對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行冶煉處理的方法有很多，并且同一種冶煉方法也可以使用不同的冶煉設(shè)備與冶煉工藝，這樣也會(huì)造成再生鉛的質(zhì)量大不相同。因此，在對(duì)廢鉛酸蓄電池鉛料進(jìn)行冶煉時(shí)，必須采取合理的科學(xué)的冶煉方式，提高廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉質(zhì)量，提高廢鉛酸蓄電池的綜合利用率。可以按照以下原則選擇合適的冶煉技術(shù)：第一，再生鉛廠可以選擇氧化-還原熔煉技術(shù)對(duì)廢鉛酸蓄電池的鉛料進(jìn)行冶煉，主要是因?yàn)檫@種熔煉技術(shù)對(duì)鉛料準(zhǔn)備的要求不高，技術(shù)發(fā)展也比較成熟，并且熔煉過(guò)程可以連續(xù)進(jìn)行，再加上對(duì)各種破碎、分選以及熔煉設(shè)備的有效組合，可以確保其熔煉產(chǎn)品的性能能夠滿足鉛酸蓄電池的工業(yè)需求。這對(duì)提高廢鉛酸蓄電池的綜合利用率有重要意義。第二，可以根據(jù)對(duì)廢鉛酸蓄電池鉛料的質(zhì)量要求合理選擇多種熔煉技術(shù)進(jìn)行結(jié)合使用，對(duì)廢鉛酸蓄電池鉛料的熔煉生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格、準(zhǔn)確、分步控制，這樣可以提高鉛料產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)提高生產(chǎn)效益十分有利。最后，必須充分考慮熔煉技術(shù)的科學(xué)性與健康性，在提高鉛料熔煉生產(chǎn)效率的同時(shí)，確保能夠提高廢鉛酸蓄電池的回收率，降低生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)各種能源的消耗量，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)盡可能降低熔煉過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染與破壞。推動(dòng)健康、安全、綠色熔煉技術(shù)的發(fā)展。

3 幾種鉛料冶煉技術(shù)

3.1 沉淀熔煉技術(shù)

最常用的冶煉技術(shù)就是對(duì)鉛料使用沉淀熔煉技術(shù)，而在沉淀熔煉過(guò)程中，經(jīng)常使用添加鐵屑的方式對(duì)鉛料進(jìn)行熔煉。沉淀熔煉技術(shù)的主要生產(chǎn)設(shè)備是間斷熔煉反射爐，這種反射爐的加料方式是從爐頂添加，另外，還會(huì)搭配使用小型鼓風(fēng)爐以及沖天爐與增鍋爐等。而對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行拆解時(shí)，仍然以人工拆解方式為主。

在對(duì)廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉中應(yīng)用的沉淀熔煉技術(shù)是以早期鉛精礦沉淀熔煉的反射爐處理技術(shù)為主的。在冶煉過(guò)程中每次添加的鉛料應(yīng)該在2t到15t之間，以極板組形式將鉛料加入爐內(nèi)，鐵屑用量一般在鉛料的8%到18%之間，而白煤用量通常為鉛料的5%左右?？梢愿鶕?jù)具體的鉛料冶煉過(guò)程對(duì)鐵屑與白煤用量進(jìn)行調(diào)整。一次熔煉周期不會(huì)超過(guò)16h，具體的熔煉周期根據(jù)爐內(nèi)鉛料確定，一次熔煉周期結(jié)束后，渣與鉛必須一次放出。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，每t再生鉛需要鐵屑大約為150kg，相對(duì)的產(chǎn)出渣包括冰銅量大約為300kg，消耗燃煤大約為500kg。沉淀熔煉技術(shù)中廢鉛酸蓄電池的鉛回收率可以達(dá)到85%以上，甚至達(dá)到90%以上，產(chǎn)出的渣內(nèi)含鉛在11%以上。而年產(chǎn)為1萬(wàn)t的再生鉛，需要消耗鐵屑1500t，產(chǎn)出爐渣約為3000t。

目前，我國(guó)很多再生鉛工廠都對(duì)沉淀熔煉技術(shù)進(jìn)行一定的改進(jìn)，例如，增加反射爐內(nèi)的爐床面積，增加熔池的深度，對(duì)鉛料與爐渣的放出方式進(jìn)行改進(jìn)等。另外，在添加鉛料與鐵屑時(shí)，分2次進(jìn)料，可以減少鐵屑的消耗量。而選擇質(zhì)量較好的燃料，不僅可以提高熔煉效率與水平，并且可以減少燃料用量，在一定程度上可以減少經(jīng)濟(jì)成本。但是，從目前大多數(shù)再生鉛工廠的熔煉現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)再生鉛廠對(duì)廢鉛酸蓄電池鉛料的沉淀熔煉技術(shù)還處于比較落后、分散的階段，并且這種冶煉方法對(duì)環(huán)境也會(huì)造成嚴(yán)重的污染。

3.2 氧化-還原熔煉技術(shù)

氧化-還原熔煉技術(shù)其實(shí)就是對(duì)硫化鉛精礦進(jìn)行直接冶煉的技術(shù)，這種熔煉技術(shù)的發(fā)展十分迅速，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用在多種冶煉生產(chǎn)過(guò)程中。氧化-還原熔煉技術(shù)主要分為氧化熔煉與還原熔煉。其中氧化熔煉技術(shù)對(duì)鉛料進(jìn)行熔煉后，可以降低硫化鉛的含硫量，但是氧化熔煉后的鉛料為粗鉛，必須進(jìn)一步熔煉。而還原熔煉技術(shù)是對(duì)鉛料熔煉產(chǎn)生的爐渣進(jìn)行還原處理得到金屬鉛，同時(shí)還可以產(chǎn)出含鉛量較低的爐渣。一般情況下，含硫鉛精礦經(jīng)過(guò)氧化熔煉與還原熔煉2步之后，其鉛回收率高達(dá)95%以上，甚至可能達(dá)到99%，并且可以在一定程度上降低含硫量，使硫利用率在99%以上。

在廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉中應(yīng)用氧化-還原冶煉的方法主要有2種：其一，反射爐與鼓風(fēng)爐結(jié)合熔煉方法。反射爐熔煉是大多數(shù)再生鉛廠家使用的冶煉爐，在使用反射爐時(shí)，主要利用燃油或者燃?xì)獾冗M(jìn)行加熱熔煉，而使用鼓風(fēng)爐的再生鉛廠家較少。將兩者結(jié)合對(duì)廢鉛酸蓄電池鉛料進(jìn)行熔煉的具體流程為：收集廢鉛酸蓄電池—對(duì)廢鉛酸蓄電池盡心拆解破碎處理—選別重介質(zhì)—進(jìn)行反射爐熔煉—對(duì)反射爐熔煉產(chǎn)生的爐渣與精煉爐渣進(jìn)行鼓風(fēng)爐再熔煉。

在熔煉過(guò)程中需要注意在添加反射爐爐料時(shí)，不需要配入還原劑，并且經(jīng)過(guò)反射爐熔煉的爐渣含鉛量大約為45%左右，主要以氧化鋁為主。而經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)爐二次熔煉后，產(chǎn)出的金屬為鋁銻合金，可以在精煉與配制合金方面進(jìn)行有效利用，適合在蓄電池工業(yè)中進(jìn)行使用。其二，反射爐與精煉爐熔煉方法。這種熔煉方法是對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行破碎處理后，根據(jù)不同的組成比重對(duì)各組成部分進(jìn)行選擇，然后將選擇的鉛原料投入到反射爐中進(jìn)行初次熔煉，再將產(chǎn)出的鉛料投入到精煉爐中進(jìn)行二次精煉，這種熔煉方式產(chǎn)出的鉛濃度可高達(dá)99.99%，是一種純度極高的冶煉方式。并且經(jīng)過(guò)精煉爐熔煉后的氧化鉛爐渣還可以再次投入到反射爐進(jìn)行冶煉貧化。對(duì)廢渣進(jìn)行處理時(shí)，最好使用固化技術(shù)進(jìn)行處理后深埋。

3.3 反應(yīng)熔煉技術(shù)

反應(yīng)熔煉技術(shù)主要是對(duì)含鉛量較高的鉛精礦 （含鉛量≥70，且不含銀、鉍等） 以及廢鉛酸蓄電池進(jìn)行冶煉。在冶煉過(guò)程中使用的冶煉方法主要是旋轉(zhuǎn)環(huán)形坩堝熔煉法與短窯自熔熔煉方法。利用這種熔煉方法對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行熔煉時(shí)，要按照注意要點(diǎn)進(jìn)行：首先，在對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行處理時(shí)，必須對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行分類(lèi)選擇，使用機(jī)械化手段對(duì)蓄電池進(jìn)行破碎處理與重介質(zhì)分選處理。其次，對(duì)廢鉛酸蓄電池的金屬鉛、填充糊、外殼材料以及塑料隔板等都要進(jìn)行分類(lèi)回收。最后，對(duì)廢鉛酸蓄電池內(nèi)的鉛料使用旋轉(zhuǎn)環(huán)形爐進(jìn)行熔煉時(shí)，需要注意其焙燒反應(yīng)熔煉方法與高品質(zhì)鉛精礦的熔煉方法相同。確保料層焙燒溫度保持在700℃到1000℃之間，在熔煉過(guò)程中，還要對(duì)產(chǎn)生的15左右的干浮渣行返熔煉處理。這些干浮渣為純度較高的硫化鉛，因此，可以作為旋轉(zhuǎn)環(huán)形爐的反應(yīng)劑進(jìn)行使用。

除了使用旋轉(zhuǎn)環(huán)形爐對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行熔煉外，還可以使用自熔熔煉方法完成熔煉過(guò)程，在熔煉過(guò)程中仍需要對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行破碎、重介質(zhì)分選等預(yù)處理，處理完成后，將煙灰、硫酸鉛以及蓄電池處理得到的鉛料進(jìn)行鼓風(fēng)爐燒結(jié)，這時(shí)，燒結(jié)完成的鉛塊內(nèi)含鉛量可達(dá)到80%以上。然后將燒結(jié)塊投入到溫度為1000攝氏度的短窯內(nèi)，多次添加鉛料，再進(jìn)入渣熔煉階段，這時(shí)爐渣內(nèi)的鉛品味為1%到2%之間，而產(chǎn)生的粗鉛含量為87%-92%，爐渣最高含鉛量不超過(guò)2%，而煙塵中的含鉛量大約在6%左右。另外，氧化-還原熔煉技術(shù)也是自熔熔煉方法的一種。

3.4 其他熔煉回收技術(shù)

除了上述幾種廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉技術(shù)外，還可以利用電解還原熔煉技術(shù)對(duì)其進(jìn)行熔煉，還有堿性熔煉技術(shù)也是很多再生鉛廠使用的熔煉方法之一。并且隨著新技術(shù)與新設(shè)備在再生鉛廠中的應(yīng)用與推廣，一些新的廢鉛酸蓄電池冶煉技術(shù)也被逐步開(kāi)發(fā)應(yīng)用，例如對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行綜合回收的CX-EW技術(shù)；利用NaOH對(duì)鉛膏進(jìn)行脫硫的方法；對(duì)硫酸鈉溶液進(jìn)行電解從而產(chǎn)出NaOH進(jìn)行循環(huán)利用等技術(shù)都在逐步改進(jìn)與完善中。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)幾種廢鉛酸蓄電池含鉛料的冶煉技術(shù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)鉛料進(jìn)行再生冶煉的技術(shù)工藝最好根據(jù)對(duì)鉛料的要求進(jìn)行選擇，在此基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)原有冶煉技術(shù)，提高冶煉效率與冶煉質(zhì)量，推動(dòng)再生鉛行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。另外，相關(guān)部門(mén)也要重視對(duì)廢鉛酸蓄電池內(nèi)含鉛料的冶煉工作，要正確認(rèn)識(shí)廢鉛酸蓄電池含鉛冶煉的意義，減少?gòu)U鉛酸蓄電池對(duì)自然環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，提高廢鉛酸蓄電池的綜合利用水平，才能更好的推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)朝著健康、安全、綠色的方向發(fā)展。

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