廢鉛酸蓄電池鉛料特點(diǎn)和冶煉技術(shù)選擇

張?zhí)煊?/p>

摘要：本文在對(duì)廢鉛酸蓄電池的主要成分及其鉛料特點(diǎn)分析基礎(chǔ)上，圍繞廢鉛酸蓄電池的冶煉技術(shù)及其主要技術(shù)的選擇和應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：廢鉛酸蓄電池;鉛料特點(diǎn);冶煉技術(shù);選擇;研究

鉛酸蓄電池是當(dāng)前世界范圍內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)量以及用途范圍均比較突出的一種電池，它在汽車、電力、摩托車、通訊等領(lǐng)域都有應(yīng)用，并且隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鉛酸蓄電池在市場(chǎng)中占有份額及其規(guī)模也不斷擴(kuò)大。值得注意的是，隨著鉛酸蓄電池生產(chǎn)數(shù)量的不斷增加以及應(yīng)用范圍擴(kuò)大，導(dǎo)致進(jìn)行報(bào)廢更新的廢鉛酸蓄電池?cái)?shù)量也越來(lái)越多，而廢鉛酸蓄電池對(duì)環(huán)境以及人類健康都存在較大的危害，如果不進(jìn)行妥善的回收管理，就可能導(dǎo)致廢鉛算蓄電池隨意拋置所分解的重金屬與有毒成分對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。為此，下文將圍繞廢鉛酸蓄電池的冶煉技術(shù)以及對(duì)廢鉛酸蓄電池冶煉技術(shù)的選擇應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

1廢鉛酸蓄電池的主要成分與鉛料特點(diǎn)分析

根據(jù)有關(guān)研究顯示，廢鉛酸蓄電池的主要組成成分及其含量分布表現(xiàn)為金屬（約28.7%）、塑殼（約5.5%）、隔板（約4.2%）、填料（約40.3%）、酸+水（約21.3%）等。其中，鉛在廢鉛酸蓄電池中的含量分布約占到60%左右，而純鉛料的組成主要以鉛連接板以及板柵、填料等最為突出。以板柵為例，其中除少量的銻元素與極少的其他金屬元素外，其余全部為鉛元素。此外，總鉛料中的鉛元素含量一般在87%左右，對(duì)板柵中脫除的混合填料即為生產(chǎn)中的鉛泥或者是鉛膏，而板柵的碎屑進(jìn)入到填料中，也會(huì)對(duì)填料中的鉛含量提升起到一定的積極作用和影響。而廢鉛酸蓄電池的填料中硫酸鉛含量在填料總鉛料中約占到60%以上，金屬鉛則在填料總鉛量中占到1/3左右，此外還存在較少含量的氧化鉛等鉛成分。

總之，廢鉛酸蓄電池的主要組成成分較為簡(jiǎn)單，并且鉛含量較高，雜質(zhì)成分的含量則相對(duì)較少，是一種以硫酸鉛與金屬鉛為主的高鉛料物體，除鉛料外還包含有少量金屬銻與氧化鉛等，對(duì)廢鉛酸蓄電池的主要組成成分及其鉛料進(jìn)行冶煉和回收利用，也具有較為典型循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展特征。

2廢鉛酸蓄電池的冶煉技術(shù)與技術(shù)選擇研究

2.1 廢鉛酸蓄電池的冶煉技術(shù)

1）反應(yīng)熔煉方法

反應(yīng)熔煉法在廢鉛酸蓄電池鉛料的冶煉與回收利用中，以?shī)W地利某企業(yè)所采用的旋轉(zhuǎn)環(huán)形坩堝熔煉生產(chǎn)工藝最為典型，該生產(chǎn)工藝是以高品位鉛精礦以及廢鉛酸蓄電池鉛料的冶煉和生產(chǎn)為主，此外，德國(guó)某公司在鉛冶煉與生產(chǎn)中，也采用了反應(yīng)熔煉方法通過建立短窯自熔熔煉生產(chǎn)系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)高鉛精礦的冶煉和生產(chǎn)。其中，上述的奧地利企業(yè)在采用反應(yīng)熔煉技術(shù)進(jìn)行廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉中，通過對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行機(jī)械化破碎與分選處理，利用旋轉(zhuǎn)環(huán)形坩堝爐以高鉛精礦冶煉完全相同的焙燒反應(yīng)熔煉方式，對(duì)分選金屬鉛通過短窯進(jìn)行冶煉，以滿足企業(yè)的生產(chǎn)以及資源回收利用需求。

2）脫硫轉(zhuǎn)化熔煉技術(shù)

其中，脫硫轉(zhuǎn)化熔煉方法在進(jìn)行廢鉛酸蓄電池的有效成分提取與熔煉生產(chǎn)中，是通過對(duì)廢鉛酸蓄電池進(jìn)行破碎分選與綜合回收處理后，將從電池中提取的鉛膏進(jìn)行脫硫轉(zhuǎn)化，并使用反射爐進(jìn)行熔煉生產(chǎn)的一種技術(shù)方法，它在歐美國(guó)家具有較為廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前我國(guó)采用脫硫轉(zhuǎn)化熔煉技術(shù)進(jìn)行廢鉛酸蓄電池回收利用的生產(chǎn)也得到了實(shí)踐。比如，我國(guó)湖北地區(qū)的有關(guān)企業(yè)通過從國(guó)外引進(jìn)相應(yīng)的破碎分選系統(tǒng)與熔煉短窯，同時(shí)配合企業(yè)內(nèi)部的其他生產(chǎn)配套設(shè)施，進(jìn)行廢鉛酸蓄電池破碎分選與鉛膏醬料濕法轉(zhuǎn)化脫硫、碳酸鉛短窯熔煉無(wú)污染再生鉛生產(chǎn)線建立，并由國(guó)內(nèi)的合作單位進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)研究和支持，取得了較好的再生鉛生產(chǎn)與廢鉛酸蓄電池回收利用效益。

3）沉淀熔煉技術(shù)

沉淀熔煉法在我國(guó)的再生鉛企業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較多，其在具體生產(chǎn)中所采用的生產(chǎn)設(shè)備主要為爐頂加料設(shè)置的間斷熔煉反射爐以及小型鼓風(fēng)爐、坩堝爐、沖天爐等，而對(duì)廢鉛酸蓄電池的破碎分選則是通過人工拆解方法實(shí)現(xiàn)。該方法進(jìn)行廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉，是通過對(duì)早期鉛精礦冶煉所應(yīng)用的沉淀熔煉法與鉛冰銅反射爐處理技術(shù)進(jìn)行有效借鑒和改進(jìn)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。值得注意的是，沉淀熔煉法在廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉中應(yīng)用，在我國(guó)存在著一部分企業(yè)對(duì)冶煉生產(chǎn)應(yīng)用的反射爐熔煉進(jìn)行了一定的改進(jìn)，比如對(duì)反射爐的爐床面積進(jìn)行擴(kuò)大或者是進(jìn)行爐池加深等，但也有一些小型的企業(yè)通過人工進(jìn)行廢鉛酸蓄電池分選后，只將鉛膏加入到反射爐，對(duì)金屬鉛塊和屑則使用化鉛鍋進(jìn)行低溫熔化處理等等，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)的再生鉛行業(yè)整體技術(shù)發(fā)展和提升受到一定的影響，還需要進(jìn)一步研究和完善。

4）氧化還原熔煉方法

氧化還原熔煉法，即為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外所應(yīng)用的針對(duì)硫化鉛精礦所采取的直接熔煉生產(chǎn)方法，它在多個(gè)冶煉生產(chǎn)工藝中均得到了廣泛應(yīng)用。其中，氧化還原熔煉方法進(jìn)行鉛精礦熔煉的具體過程主要?jiǎng)澐譃檠趸蹮捙c還原熔煉兩個(gè)部分，即通過氧化熔煉實(shí)現(xiàn)較低含硫量的粗鉛產(chǎn)出，其中約包含40%至50%的鉛，而氧化渣中的鉛含量則控制在45%至50%左右;此外，還原熔煉則能夠?qū)崿F(xiàn)氧化渣中的金屬鉛還原實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行含鉛量較低的爐渣產(chǎn)出，從而通過上述氧化熔煉與還原熔煉兩個(gè)部分，達(dá)到回收率在97%至99%的鉛熔煉回收效果。

采用氧化還原熔煉法進(jìn)行廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉應(yīng)用中，其比較常見的冶煉方法主要包含反射爐兩段熔煉法與反射爐鼓風(fēng)爐熔煉方法等。

5）堿性熔煉方法

當(dāng)前，針對(duì)鉛精礦的堿性熔煉與生產(chǎn)研究，是實(shí)現(xiàn)鉛冶煉中無(wú)污染冶煉技術(shù)研究所關(guān)注的重要內(nèi)容。其中，采用堿性熔煉法進(jìn)行鉛料熔煉與回收利用中，可通過電爐或者是反射爐來(lái)實(shí)現(xiàn)。有研究顯示，鉛的直收率相對(duì)較高，對(duì)渣料以及鈉冰銅通過水浸與碳酸化處理后，其碳酸鈉再生可回收耗堿量在88%至95%之間，而將浸出液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮形成結(jié)晶，也能夠?qū)崿F(xiàn)約91%的鈉回收，從而將其作為選礦生產(chǎn)中的浮選藥劑進(jìn)行使用。此外，根據(jù)國(guó)內(nèi)一些小型的鉛冶煉企業(yè)進(jìn)行高鉛精礦生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，通過堿性熔煉法進(jìn)行鉛冶煉與回收生產(chǎn)，其在生產(chǎn)過程中所排放煙氣中的二氧化硫含量也相對(duì)較少。由此可見，堿性熔煉法進(jìn)行鉛冶煉與回收生產(chǎn)應(yīng)用，具有較好的可行性。

除上述情況外，當(dāng)前也有其他的試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證顯示，進(jìn)行廢鉛酸蓄電池中的鉛料回收采用堿性熔煉法，并且以碳酸鈉使用量控制為2%至4%、溫度設(shè)定在100至150℃、合理控制還原劑的使用量等作為條件，其鉛直收率能夠達(dá)到94%以上，還能夠從水浸渣中實(shí)現(xiàn)部分鉛回收，具有較好的回收利用效益。

2.2 廢鉛酸蓄電池冶煉技術(shù)選擇分析

根據(jù)上述對(duì)廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉的主要技術(shù)方法分析，不難看出當(dāng)前進(jìn)行廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉的技術(shù)方法較為多樣，并且對(duì)同一技術(shù)可采用不同生產(chǎn)與設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)，其生產(chǎn)過程中對(duì)鉛料的分選程度也存在較大的差異，而我國(guó)的再生鉛生產(chǎn)中是以反射爐鐵屑沉淀熔煉方法應(yīng)用最為普遍，這種方法進(jìn)行鉛料冶煉雖然比較方便，但明顯不符合生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)際需求，需要進(jìn)一步研究和完善。此外，在上述各種冶煉技術(shù)中，對(duì)廢鉛酸蓄電池鉛料的氧化還原熔煉以及堿性熔煉方法，前者不僅備料簡(jiǎn)單并且技術(shù)較為成熟，具備連續(xù)熔煉等特征優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行冶煉生產(chǎn)的產(chǎn)品性能與鉛酸蓄電池工業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求也相互適應(yīng)，后一種技術(shù)在冶煉生產(chǎn)中能夠通過碳酸鈉作用發(fā)揮，降低其熔煉的溫度，還可以利用渣鈉冰銅進(jìn)行硫化鉛冶煉，冶煉產(chǎn)出的副產(chǎn)品硫化鈉也能夠作為礦選藥劑進(jìn)行使用，因此，具有更加廣闊的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。

3結(jié)束語(yǔ)

總之，對(duì)廢鉛酸蓄電池鉛料特點(diǎn)與冶煉技術(shù)選擇的研究，有利于促進(jìn)廢鉛酸蓄電池的綜合回收與利用實(shí)現(xiàn)，更好的滿足當(dāng)前環(huán)境下企業(yè)生產(chǎn)中各種資源充分利用以及生產(chǎn)成本控制、生產(chǎn)效益提升等發(fā)展趨勢(shì)，順應(yīng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約協(xié)同發(fā)展的戰(zhàn)略要求，具有十分突出的積極作用和意義。

參考文獻(xiàn)

[1]劉偉鋒，張坤坤，鄧循博，等.類鋁冶金的廢鉛膏低溫還原清潔煉鉛的技術(shù)思路[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，2019，29（4）：810-820.