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(yán)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(shù)是從危險(xiǎn)固體廢棄物廢鉛酸蓄電池中回收再生鉛、并實(shí)現(xiàn)各組份綜合利用的一種新技術(shù)，通過將廢蓄電池自動(dòng)破碎分選，然后對組成蓄電池的各組份分別處理，達(dá)到循環(huán)利用的目的。本技術(shù)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是在再生鉛回收工藝中引入了破碎分選技術(shù)、脫硫技術(shù)、副產(chǎn)品回收技術(shù)、碳還原冶煉技術(shù)、富氧燃燒技術(shù)、塑料改性再生技術(shù)和再生鉛深加工技術(shù)，使鉛回收率達(dá)到98%以上，銻利用率達(dá)到90%，廢塑料和廢酸全部回收利用。實(shí)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(xiàng)目的意義和必要性廢鉛酸蓄電池屬于危險(xiǎn)固體廢棄物，據(jù)統(tǒng)計(jì)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(yù)計(jì)到2010年，每年可產(chǎn)生廢鉛酸蓄電池110x104噸以上。報(bào)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(qiáng)的腐蝕性，它們將會(huì)對環(huán)境和土壤造成重大危害，同時(shí)，造成了大量的資源浪費(fèi)。所以必須對廢舊鉛酸蓄電池進(jìn)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(shù)及工藝流程總概本項(xiàng)目的核心技術(shù)是：破碎分選技術(shù)；脫硫及副產(chǎn)品回收技術(shù)；富氧

3、燃燒技術(shù)；塑料造粒技術(shù)；碳還原冶煉技術(shù)；精煉及合金配制技術(shù)。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(chǔ)料運(yùn)輸車倒入漏斗槽體內(nèi)，再經(jīng)由變頻驅(qū)動(dòng)器激活的振蕩進(jìn)料設(shè)備，可根據(jù)進(jìn)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(shè)備監(jiān)測后篩選分離出來，用以保護(hù)破碎槽。如進(jìn)料中有過多磁性金屬或鐵屑存在，金屬監(jiān)測儀就會(huì)停止進(jìn)料動(dòng)作。所有的廢酸（料場、裝載機(jī)、傳送帶和破碎機(jī)）均收集至廢酸儲(chǔ)槽，然后泵送至過濾機(jī)除去固體成份后，再送入電解液儲(chǔ)槽。儲(chǔ)存硫酸濃度介于15-20%之間（凝固點(diǎn)介于-10至-

4、14間）。破碎后的物料進(jìn)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(jìn)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(jìn)入料倉，而鉛金屬和PVC隔板則進(jìn)入水力分選器進(jìn)一步處理。PP料經(jīng)磨細(xì)、清洗、水介質(zhì)輸送、旋風(fēng)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(jìn)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(jìn)入料倉。所有的水均收集在循環(huán)池中重復(fù)使用。鉛膏則送入脫硫車間。在此，鉛膏泵至脫硫反應(yīng)槽，在碳酸鹽

5、存在的條件下發(fā)生以下反應(yīng)：PbSO4+CO32-=PbCO3+SO42-然后泵至壓濾機(jī)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(jī)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(yùn)。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(jìn)入冶煉系統(tǒng)處理。脫硫后的鉛膏和浮渣一起進(jìn)入反射爐中，采用富氧燃燒進(jìn)行冶煉處理，產(chǎn)出粗鉛。合金鉛和粗鉛進(jìn)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(jìn)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(shù)方案與流程鉛膏應(yīng)用濕法脫硫技術(shù)，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(yīng)槽，在碳酸鹽存在的條件下發(fā)生以下反應(yīng)：Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2Na2CO3+PbSO4Na2SO4+

7、PbCO33.2.2 主要設(shè)備3.3 冶煉系統(tǒng)3.3.1 工藝技術(shù)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(jìn)入反射爐中，以天然氣為燃料，采用富氧燃燒進(jìn)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(jìn)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(jìn)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?？刂葡到y(tǒng)由燃燒溫控系統(tǒng)、全自動(dòng)氣動(dòng)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(shí)現(xiàn)了進(jìn)風(fēng)量、氧氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)，點(diǎn)火加料溫度檢測

8、自動(dòng)控制。短窯自控系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)反射爐設(shè)備密閉性差、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境溫度高、污染嚴(yán)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(dòng)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(shù)：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(diǎn)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(shù)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(shè)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(jìn)入冶煉系統(tǒng)處理。脫硫后的鉛膏和浮渣一起進(jìn)入反射爐中，以天然氣為燃料，采用富氧燃燒進(jìn)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(jìn)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(shè)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(jìn)料，連續(xù)出鉛，采用螺旋進(jìn)料，進(jìn)料倉有計(jì)量稱，窯體呈傾斜狀（約10-15度），進(jìn)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(gè)容器中。窯口焊有幾塊翅狀檔板，隨著窯的轉(zhuǎn)動(dòng)，檔板將渣刮出容器進(jìn)入一個(gè)有水的螺旋進(jìn)行水淬，螺旋有輸送渣和碎渣兩個(gè)作用，最終渣進(jìn)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?xì)鉃槿剂希冄踔?，氣氧比?：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(jìn)入收塵系統(tǒng)，煙罩在燃燒器端，轉(zhuǎn)窯內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，放鉛處也采用整體的煙罩收集煙氣。整個(gè)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(shí)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(shí)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(dòng)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(jìn)料，進(jìn)料倉有計(jì)量稱，以計(jì)量進(jìn)料量，采用連續(xù)進(jìn)料，連續(xù)出鉛的方式，采用天燃?xì)庾魅剂?，富氧燃燒器一套，共?個(gè)咀，其中爐前2個(gè)，尾部1個(gè)，兩側(cè)各1個(gè)。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(shù)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(jìn)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(shí)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(dá)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(xué)性能的目的。利用該技術(shù)生產(chǎn)的鉛基合金具有合金元素穩(wěn)定，合金晶粒細(xì)小等特點(diǎn)及良好的耐

13、腐蝕性能、優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)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(jìn)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(shù)，最終熔鑄成精鉛或鉛合金產(chǎn)品。精煉氧化渣進(jìn)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(shè)備3.5 副產(chǎn)品回收系統(tǒng)3.5.1 工藝技術(shù)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(shù)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(shè)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(jī)除去固體成份后，進(jìn)入副產(chǎn)品回收系統(tǒng)，經(jīng)中和、蒸發(fā)、結(jié)晶技術(shù)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(shè)備選型3.6 煙氣余熱利用系統(tǒng)3.6.1 工藝技術(shù)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(shè)一