一種廢鉛蓄電池直接低溫熔煉的方法
2023-07-22 00:06:16
專利名稱：：一種廢鉛蓄電池直接低溫熔煉的方法
技術領域：
：本發明涉及一種再生鉛的生產方法，特別是涉及一種採用火法煉鉛工藝從廢鉛蓄電池中回收金屬鉛的廢鉛蓄電池直接低溫熔煉的方法，屬於再生鉛生產
技術領域：
。技術背景隨著汽車數量的增加，鉛蓄電池工業得到迅速發展，每年產生的廢鉛蓄電池數量在不斷增加。在這種形勢下，各國政府都大力支持從廢鉛蓄電池中回收鉛的再生鉛生產和再生鉛生產新技術的研究。廢鉛蓄電池中含鉛物料包括板柵和膏泥兩部分。板柵的成份是鉛合金，含鉛高達90%95%;膏泥成分複雜，主要由PbO、PbS04、Pb02、Pb和少量雜質組成，含鉛60%80%。目前各國廣泛採用火法冶金工藝處理廢鉛蓄電池，主要工藝有以下三種。(1)傳統熔煉技術傳統熔煉技術包括反射爐熔煉、鼓風爐熔煉和電爐熔煉等幾種熔煉鉛方法。(2)現代熔煉技術現代烙煉技術包括Kivcet、QSL、SKS、Isasmelt、Ausmelt、Kaldo等一系列新發展起來的煉鉛方法。這些新方法主要用於硫化鉛精礦的處理，近年來也逐步在處理廢鉛蓄電池的生產中得到應用。(3)迴轉短窯熔煉技術迴轉短窯熔煉技術是六、七十年代開發出來的，專門用於處理廢鉛蓄電池的火法煉鉛方法。這種短窯熔煉技術在歐美國家得到較為廣泛的應用。上述三種處理廢鉛蓄電池的火法熔煉過程通常是在120CTC以上的高溫下進行的。在高溫下熔煉必然導致廢鉛蓄電池中鉛及其化合物的揮發。由於鉛及其化合物的揮發而引起的操作人員鉛中毒是很嚴重的，引起的煙塵量增大也必然導致煉鉛直收率的降低和含鉛煙塵對環境的汙染。高溫下熔煉的另一個問題是廢鉛蓄電池膏泥中硫酸鉛的分解PbS04—PbO+S02t+1/202t。通常認為，硫酸鉛在85(TC開始分解，隨溫度的升高，硫酸鉛分解程度越大。試驗結果表明，當熔煉溫度達到1100'C時，硫酸鉛在20分鐘之內就可以分解完全。由此可以看出，廢鉛蓄電池在高溫下熔煉產生二氧化硫煙氣是不要避免的。也就是說，目前廣泛應用的三種處理廢鉛蓄電池的火法冶金過程都不可避免地會產生二氧化硫煙氣。這種含二氧化硫煙氣如不加回收或處理，則必然造成嚴重的環境汙染。上述三種火法熔煉技術中的傳統熔煉技術由於高溫下鉛的揮發和硫酸鉛分解而造成的鉛中毒，二氧化硫煙氣和含鉛煙塵的汙染問題無法解決而逐步被禁止使用。用現代熔煉技術處理廢鉛蓄電池是當前一種新的發展趨勢。現代熔煉技術採用氧氣或富氧空氣熔煉，效率高，密閉性好，能將膏泥中的硫完全轉變成二氧化硫並製成硫酸，消除了二氧化硫煙氣對環境的汙染問題。應該指出的是，採用現代熔煉技術處理廢鉛蓄電池通常需要將廢蓄電池與硫化鉛精礦搭配在一起進行熔煉，生產規模要大，工程投資高。另外，有些現代熔煉技術尚不太成熟，還存在一些問題有待解決。與傳統熔煉技術相比，迴轉短窯熔煉技術的密閉性好，且不用人工攪拌，高溫下揮發的鉛蒸氣造成的鉛中毒現象基本上被消除，表現出一定的優勢。然而，短窯熔煉技術與傳統熔煉一樣，都無法消除低二氧化硫煙氣對環境的汙染。為了減少二氧化硫的排放，這種熔煉技術通常採用的措施是在熔煉過程中加入鐵屑和/或蘇打，將膏泥中的一部分硫固定在爐渣中。但這種作法產生的爐渣含硫、鈉太高，不能直接排放，需要採用後續工序加以處理。這勢必會導致工藝流程過長，操作成本過高等問題。近年來，迴轉短窯熔煉技術得到了改進。其作法是先用碳酸銨或碳酸鈉溶液將膏泥中的硫脫除，然後脫硫膏泥加入到短窯進行熔煉。這種工藝上的改進基本上消除了二氧化硫對環境的汙染，而且還可以實現在IOO(TC下的低溫熔煉。然而，這種改進的短窯熔煉存在以下不足之處(1)需增設複雜的廢電池分解設備，以將膏泥和板柵分開；(2)需增設體積龐大的膏泥脫硫設備；(3)脫硫後液中硫酸鈉濃度太低，回收硫酸鈉過程的能耗過高；(4)脫硫膏泥在IOOO'C下的低溫熔煉，還需造鈉渣，這種鈉渣也是環境不能接受的，還必須進一步加以處理。
發明內容本發明的目的就在於克服現有技術存在的上述不足，針對現有廢鉛蓄電池處理方法存在的問題，提出一種節能、減排、消除汙染的廢鉛蓄電池直接低溫熔煉的方法。該方法與現有經過改進的短窯熔煉技術、先脫硫後低溫熔煉技術相比，不需要複雜的廢電池分解設備，脫硫設備體積小，工業芒硝結晶過程能耗低，具有明顯優勢。本發明給出的技術解決方案是，這種廢鉛蓄電池直接低溫熔煉的方法由以下步驟構成(1)首先將廢鉛蓄電池脫殼並得到塑料、廢酸、板柵和膏泥，其中塑料、廢酸各自回收，板柵和膏泥進入下道工序待處理；(2)然後將脫殼後的板柵和膏泥與脫硫劑和還原劑一起加入冶金爐內進行低溫熔煉，產出軟鉛，爐渣和煙氣，其中熔煉溫度為890100(TC，脫硫劑的加入量為物料中膏泥含硫量的2.0-2.5倍，還原劑的加入量為物料中膏泥量的5-10%，熔煉時間為1.0-2.5h;(3)最後將低溫熔煉產出的爐渣進行水浸，經過液固分離產出浸出渣和浸出液，浸出渣待處理，對浸出液進行蒸發濃縮，產出工業芒硝，其中爐渣浸出液固比為35:1，浸出溫度為30-50°C，浸出時間為1.0-2.5h。為更好的實現本發明的目的，所述的步驟(2)中冶金爐內進行低溫熔煉的優選熔煉溫度為920950°C。在上述技術方案中，本發明所使用的還原劑為焦炭粉或煤粉或其它碳質還原劑，本發明所使用的脫硫劑為氫氧化鈉或碳酸鈉或其它脫硫劑。與現有技術相比，本發明的有益效果是不需要複雜的廢電池分解設備，脫硫設備體積小，工業芒硝結晶過程能耗低，具有熔煉溫度低、鉛揮發量小、煙塵率低、鉛直收率高、能耗低和不產生二氧化硫汙染等特點。附圖為本發明的工藝流程圖具體實施方案現結合說明書附圖和實施例，對本發明給出的這種廢鉛蓄電池直接低溫熔煉的方法做進一步的說明。按附圖給出的廢鉛蓄電池直接低溫熔煉工藝流程進行試驗，其技術條件、試驗結果及終端產物主要化學成分在表1一3中給出。表1.廢鉛蓄電池直接低溫熔煉試驗條件tableseeoriginaldocumentpage7表2.試驗結果tableseeoriginaldocumentpage7表3.終端產品的主要化學成分tableseeoriginaldocumentpage8權利要求1.一種廢鉛蓄電池直接低溫熔煉的方法，其特徵在於由以下步驟構成(1)首先將廢鉛蓄電池脫殼並得到塑料、廢酸、板柵和膏泥，其中塑料、廢酸各自回收，板柵和膏泥進入下道工序待處理；(2)然後將脫殼後的板柵和膏泥與脫硫劑和還原劑一起加入冶金爐內進行低溫熔煉，產出軟鉛，爐渣和煙氣，其中熔煉溫度為890～1000℃，脫硫劑的加入量為物料中膏泥含硫量的2.0-2.5倍，還原劑的加入量為物料中膏泥量的5-10％，熔煉時間為1.0-2.5h；(3)最後將低溫熔煉產出的爐渣進行水浸，經過液固分離產出浸出渣和浸出液，浸出渣待處理，對浸出液進行蒸發濃縮，產出工業芒硝，其中爐渣浸出液固比為3～5∶1，浸出溫度為30～50℃，浸出時間為1.0～2.5h。2.根據權利要求1所述的廢鉛蓄電池直接低溫熔煉的方法，其特徵在於冶金爐內進行低溫熔煉的優選熔煉溫度為920950°C。全文摘要一種廢鉛蓄電池直接低溫熔煉的方法，其特點是由以下步驟構成(1)首先將廢鉛蓄電池脫殼並得到塑料、廢酸、板柵和膏泥；(2)然後將脫殼後的板柵和膏泥與脫硫劑和還原劑一起加入冶金爐內進行低溫熔煉，產出軟鉛，爐渣和煙氣；(3)最後將低溫熔煉產出的爐渣進行水浸，經過液固分離產出浸出渣和浸出液，浸出渣待處理，對浸出液進行蒸發濃縮，產出工業芒硝。本發明不需要複雜的廢電池分解設備，脫硫設備體積小，工業芒硝結晶過程能耗低，具有熔煉溫度低、鉛揮發量小、煙塵率低、鉛直收率高、能耗低和不產生二氧化硫汙染等特點。文檔編號H01M10/54GK101404348SQ20081001292公開日2009年4月8日申請日期2008年8月25日優先權日2008年8月25日發明者叢自範,買衛東,尹文新,施善林,軍李,輝李,王德全申請人:瀋陽有色金屬研究院;中國有色礦業集團有限公司