35-2012-废铅蓄电池回收提取氧化铅粉循环利用新技术_刘毅

科技专论废铅蓄电池回收提取氧化铅粉循环利用新技术【摘 要】主要研究废蓄电池的循环利用技术，采用将废蓄电池破解、分选后机械破碎风选出铅膏粉，将铅膏粉输入到巴顿铅粉机中制造氧化铅粉，作为蓄电池生产的添加剂循环使用。

【关键词】废蓄电池;回收;循环利用1.研究技术产品市场分析铅作为蓄电池产品主要生产原材料，随着汽车工业的飞速发展，其需求量与日俱增。

目前行业内普遍采用粗铅提纯后添加合金元素配制合金铅，作为生产蓄电池板栅、铅零件、焊接等用铅，据中国电器工业协会铅酸蓄电池分会2012年3月对全行业不完全统计，全行业年度消耗合金铅的总量应为165万吨。

仅行业需求既为本项目产品提供了极为广阔的市场空间。

由于我国已探明的铅资源储备矿藏相对贫乏，大量的铅及其铅矿依赖进口，铅工业原料对国际市场的依赖程度越来越高，我国存在的后备资源不足的问题日益显现。

废铅蓄电池的回收利用必将成为当前与今后解决铅资源问题的重要途径。

该研究课题的市场产业化有着及其广阔的市场空间。

由生产、使用、流通等环节产生的废铅蓄电池对环境造成的影响也是难以忽视的。

结合我国建设社会主义和谐社会的实际需要，对废铅蓄电池的回收利用、既降低了生产成本又切实避免了废铅蓄电池对自然界的污染，保护了环境，为促进可持续性发展起到了积极推动作用。

因此，《废铅蓄电池回收提取氧化铅粉循环利用新技术》的推广应用有着广阔的市场前景和非常现实积极的社会效益。

2.技术研究的必要性铅蓄电池是铅的最大用户，达总用铅量的85%以上，废铅蓄电池也将越来越多。

如不建立妥善的管理、回收制度和科学的再生技术，任其随意抛置或采用陈旧落后的工艺技术，由此散发出的铅尘、铅蒸汽、SO2等，将对生态环境和人体健康造成严重影响以及铅资源的极大浪费。

同时，再生铅是实施铅工业可持续发展战略的需要，其主要理由是：（1）原生资源（铅矿）不可再生，会越开越少，再生资源在较长时期内，会随铅消费量的增加而增加，为保证铅工业的持续发展，必须使铅金属进入生产——消费——再生的良性循环，这是一个可持续发展的战略问题。

（2）回收再生铅可节约能源。

根统计分析报导：国外再生铅较原生铅节能已经达到35.7%以上，而国内节能也有25.1%~31.4%。

（3）回收再生铅可保护环境。

以每年再生铅1万t计算，若采用铅栅、铅膏混合土炉冶炼，又无收尘设施，全年就有近1300t的铅以铅蒸气形式排入大气，而冶炼弃渣也将高达0.44万t以上，这将严重浪费资源以及污染环境。

由此可见，采用先进技术回收铅锭和利用先进工艺技术生产氧化铅粉，建立一定规模的再生铅综合利用工业既必要且潜力很大，有着巨大的现实意义。

3.废铅蓄电池综合利用现状与问题我国已注册的现有大小再生铅冶炼厂320多家，其中只有徐州春兴合金有限公司、湖北金泽台冶金股份有限公司和上海飞轮有色金属实业公司等3~5家企业为代表，其生产规模均每年均在1万t以上，其余再生铅冶炼企业年生产均为几十吨到2000t。

大部分再生铅冶炼企业规模较小而且分散，其规模更小的“地下”冶炼厂达数百家。

我国再生铅产量的80%以上分布在江苏、安徽、山东、河北、河南、湖北、湖南等七省。

上述省市环保协同公安、工商、新闻等部门，几乎每年都对数百家非法冶炼厂依法予以捣毁，然而这些企业在利益的驱动下，采用打“游击”捉“迷藏”方式；继续非法冶炼废铅。

据统计，采用落后的土炉土灶和小反射炉焙烧，铅栅和铅膏全部混炼，排出的铅蒸汽、铅尘和二氧化硫超过国家标准几倍甚至几十倍，全国每年几万吨铅在熔炼过程中流失掉，严重污染环境。

就全世界而言，废铅蓄电池均通过火法或湿法或干湿联合法回收再生铅或精铅。

各国再生铅工业水平不一致，工业发达国家的再生量和回用技术水平较高，再生铅的产量，约占铅总产量的65%，美国高达76.2%，且基本消除环境污染；发展中国家较低，低于30%，我国为17.5%，铅回收率也低，一般为80%~85%，低的只有50%左右。

就工厂规模而言，发达国家再生铅工厂年产最低在2万t以上，低于此规模的条件关停，美国的再生铅工厂年产量平均高达7万t以上。

我国废铅蓄电池再生铅厂近300家，万吨以上的屈指可数，工艺上主要采用传统的小反射炉、鼓风炉和冲天炉，一些小企业，个体户甚至采用原始的土窑、土炉冶炼，无烟尘处理。

其突出问题是：发展中国铅回收率低，为70%以下；发达国家高达95%以上，发展中国家综合利用率低，能耗高，一般为550kg标煤/t铅，发达国家为175kg标煤/t 铅。

就技术工艺而言，发达国家主要采用机械破碎分选和对含硫铅膏进行脱硫等预处理，再分别采用火法、湿法、干湿联合法工艺回收铅及其它有价物质。

上述工艺技术既减轻了工人的劳动强度，又减少了进炉的物料量，提高了炉料的铅品位，从而减少了烟气量、弃渣量、能耗、二氧化硫排放量，提高铅回收利用率、工效和产品质量。

近10近来，我国铅再生工业也取得了显著进展，再生铅产量在迅速长，但从总体水平看，再生铅的规模小，技术和装置落后，资源回收率低，环境污染严重，与国际先进水平相比差距较大。

4.典型废铅蓄电池的组成废铅蓄电池主要有板栅、铅零件和铅膏及塑料外壳组成。

板栅、铅零件重量占50%，铅膏占47%，塑料占3%。

板栅和铅零件由金属Pb （93%）和少量金属锑（6%）合金制成；铅膏主要以PbSO4、PbO2形式存在，还有少量PbO和Pb；塑料外壳为聚丙烯及聚氯乙烯等。

5.关键技术项目的关键技术是废蓄电池经破碎、机械分选出的铅膏生产氧化铅粉工艺技术，该技术设备是购置碾式破碎机，通过技术改造在碾式破碎机的四周，开200mm长150mm高的出粉口，出粉口之间间隔300mm~400mm的距离，在废铅膏进料口鼓入空气，破碎机出粉口连接两级旋风分离器，其带铅粉的空气流在旋风分离器中将大颗粒沉下，与下一级的袋式除尘器收集的铅粉一起通过螺旋输送机输送至巴顿制粉机制造氧化铅粉。

巴顿制粉机是使用气相氧化法制造氧化铅粉，首先在450度的高温下将铅熔化成铅液，将此铅液与以上制取的铅膏粉和空气导入气相氧化室，通过室内高速旋转的叶轮，将熔融铅液搅拌成细小的雾滴，使铅液、铅膏粉和空气充分接触，进行混合氧化生成大部分是氧化铅的铅粉。

再将铅粉吹入旋风沉降器，以便降温并沉降较粗的铅粉，最后在布袋过滤器中分离出细粉。

刘 毅山东瑞宇蓄电池有限公司 277500科技专论定是否继续进行冷却水管道清洗。

3.冷冻水管路清洗a关闭HEMS-I制冷器机组蒸发器进出水阀门；b打开HEMS-I 制冷器机组蒸发器旁通阀门；c关闭所有泄水阀；d冷冻水管道注水；e 打开排气阀，确认管道内气体排完后关闭排气阀；f关闭冷冻水循环泵1和2的进出口阀门；g开启冷冻水循环泵3，运行12h；h打开冷冻水管路上的排污过滤器等水处理设备，清除杂物后关闭；I关闭上循环泵3的进出水口阀门；j开启上循环泵2，运行12h；k打开冷冻水管路上的排污过滤器等水处理设备，清除杂物后关闭，示过滤情况来决定是否继续进行冷冻水管路清洗。

L关闭上循环泵2的进出水口阀门；m开启上循环泵1，运行12h；n打开冷冻水管路上的排污过滤器等水处理设备，清除杂物后关闭，示过滤情况来决定是否继续进行冷冻水管路清洗。

4.调试与运行1）管路清洗完成后，即可进行本工作站设备的调试运行。

2）管路注水：a打开HEMS-I制冷器机组冷凝器及蒸发器进出水阀门；b关闭HEMS-I制冷器机组冷凝器及蒸发器旁通阀门及泄水阀；c打开冷却水泵进出口阀门，打开冷却水管路上的排气阀；d冷却水管路注水，确认排气后关闭排气阀；e打开冷冻水循环泵的进出口阀门，打开冷冻水管路上的排气阀；f冷冻水循环管路通过补水系统注入软化水，确认排气后关闭排气阀。

3)试运行:a关闭冷却水泵2的进出水口阀门；b关闭冷冻水泵2的进出水口阀门；c启动冷却水泵1；d启动冷却水循环泵1和2；e水泵启动1min 后，机组启动；f控制参数调试。

5.HEMS -II制冷工作站试运行：同HEMS -I制冷工作站试运行。

七、各系统联合调试注意事项1.设备及其润滑、加热和电气及控制等系统均应单独调试检查并符合要求；2.联合调试应按要求进行，不宜模拟操作代替；3.联合调试应由部件开始至组件，值单机，直至整机(成套设备)，按说明书和操作程序进行并应符合下列要求：（1）各转动和移动部分，用手盘动，应灵活，无卡滞现象。

（2）安全装置、紧急停机和制动、报警讯号等经试验均应正确、灵敏、可靠。

（3）各种手柄操作位置、按钮、控制显示和讯号等，应与实际动作及其运动方向相符；压力、流量、温度等仪表、仪器指示均应正确、灵敏、可靠。

（4）主运动和进给运动机构均应进行各级速度（低、中、高）的运转试验。

其启动、运转、停止和制动，在手动、半自动化控制和全自动化控制下，均应正确、可靠、无异常现象。

整个调试系统以分单位、分阶段投运为原则，采用分步实施、分段分区完成的方案，比规定的调试工期提前十五天全部运转，并取得良好的的效果，减少了人员和设备资金的投入，缩短了资金的周转周期；同时极大地改善煤矿井下工人的劳动条件，使煤炭生产的安全隐患大大降低，彻底解决了由高温引发的各种疾病问题，体现了“以人为本，关爱职工”的时代风貌，提高劳动生产率，促进能源生产技术进一步发展。

巴顿制粉机生产效率较高，整个系统有自动温度控制，每小时可生产出365~410kg铅粉。

生产的铅粉规格为：视密度1.2~1.8g/cm 2，单质金属含量20%~30%，铅粉中粒径大于45μm的微粒平均小于1%。

颗粒形状为球状，球状颗粒的表面为PbO、Pb3O4，球芯含未氧化的游离铅。

铅粉是很细的粉末，尺寸都是用微米表示。

铅粉机工作时不断向转筒内鼓入空气，鼓入空气有两个作用：一方面不断地输入氧气，另一方面排出的空气带走产品铅粉和多余的热量。

生产中主要通过铅粉的氧化度、视密度、吸水率、吸酸值等参数来衡量和控制铅粉的质量。

球磨机生产的铅粉质量受筒体内铅球的载荷、温度、进风量、风压、湿度和环境状况等多种因素的影响。

铅粉的技术指标是氧化度、视密度、吸酸值。

6.技术创新点废铅膏在较低的温度下制取氧化铅粉是项目的主要创新点，该工艺的创新，使废蓄电池避免了高温（高于1000度）冶炼过程，能耗低，处理1吨废蓄电池与国际先进水品相比将节约标煤170Kg，该技术除分解的废蓄电池板栅、铅零件再熔化需耗用部分能源外，其余的项目工序耗能极低。

项目的创新点之二是废蓄电池铅膏与熔化的纯铅液混合制取氧化铅粉，其最佳的混合比例为7:3，纯铅的熔化温度为450℃，以上比例混合制取氧化铅粉时，氧化铅粉的技术指标能满足蓄电池生产的需要，所制造的蓄电池经检验各项技术指标均达到了GB/T5008.1《起动用铅蓄电池技术条件》国家标准。

7.技术工艺路线7.1拆解废蓄电池将废蓄电池拆解，拆解后分选出项目处理的含铅物质铅零件、废极板，其余电池槽、泥渣、废隔板、废电解液等出售给外单位。