铅酸蓄电池拆解分选新工艺研究_马琳亭

第36卷第1期2014年2月

甘肃冶金

GANSU METALLUＲGY

Vol．36No．1

Feb．，2014

文章编号：1672-4461（2014）01-0111-02

铅酸蓄电池拆解分选新工艺研究

马琳亭，李玉

（西北矿冶研究院冶金新材料研究所，甘肃白银730900）

摘要：本文分析了世界范围内及我国铅酸蓄电池回收现状，及铅酸蓄电池回收生产再生铅的一般工艺及发展，并提出新的工艺流程。

关键词：铅酸蓄电池；拆解；分选；工艺流程

中图分类号：TM912文献标识码：B

Study on New Technology of Dismantling and Sorting for Lead-acid Battery

MA Lin-ting，LI Yu

（NorthwestＲesearch Institute of Mining and Metallurgy，Baiyin730900，China）

Abstract：The article summarized present situation in recycling of lead-acid batteries at home and abroad，and analyzed the general process＆development on lead-acid battery recycling and secondary lead production worldwide．Meanwhile，new processes of dismantring and sorting was introduced．

Key Words：lead-acid battery；dismantling；sorting；processes

1引言

目前中国已经成为世界最大的铅生产国和消费国，但是再生铅产量却很低，大约只占到铅总产量的25%，而且这些再生铅很多是以不合理的生产形式生产出来的，例如小作坊式的生产，在大型铅冶炼流程中进行二次熔炼，使得铅的再生成本比较高，造成社会财富的浪费，而且还造成二次污染。就目前我国回收铅酸蓄电池的工艺来说，存在很多不合理，导致环境污染增加和生产成本增加，因此采用一种经济合理的铅酸蓄电池回收工艺就显得比较有意义。

2国内外回收现状

目前世界上铅酸蓄电池广泛采用与矿冶流程合并回收铅的工艺，也有单独采用短窑熔炼回收工艺的，总体上看，中国的铅酸蓄电池大部分采用矿冶流程，故而增加了冶炼成本。而小的再生铅厂一般都是人工拆解，酸液废弃，劳动条件恶劣，环境污染严重，大部分属于关停范围，生产过程难以为继，不能形成市场竞争力。

国外利用蓄电池再生铅做得比较好。美国再生铅占铅总产量的70%以上，欧洲占78%，全球平均再生铅大约为铅总产量的50%，专业处理再生铅的企业，其工艺流程差异比较大，部分企业是将蓄电池破解后直接进行熔炼，产出粗铅或铅合金，这种流程不回收塑料，所产生的二氧化硫排放量比较大，一部分企业采用分选预处理工艺，在对铅物料进行碳酸化处理，然后进行短窑熔炼，能回收95%塑料和95%的铅，这种工艺由于要进行碳酸化处理，处理成本相对较高。

3一般工艺及发展

3．1目前国外比较先进的再生铅工艺过程

⑴废铅蓄电池的破碎：原料废铅蓄电池用高度落差，大部分蓄电池被摔裂，流出的废酸顺着堆料厂地势汇集在废酸槽内进行回收利用。摔裂后的蓄电池入剪切破碎机破碎。

⑵圆筒筛分：破碎后物料入圆筒筛内过筛，筛下物为硫酸铅膏泥、细碎蓄电池外壳塑料、板栅碎屑和隔板屑，经螺旋分级机和平板筛处理，膏泥经浓缩、过滤、干燥（含水6% 8%）后送大回转窑熔炼，塑料碎块和隔板碎屑也入大回转窑，板栅碎屑送小回转

DOI:10.16042/62-1053/tf.2014.01.040

窑熔炼。圆筒筛筛上物送重介质分选机处理。

⑶重介质分选：重介质为磁铁矿，筛上物经分选后，轻质物料蓄电池的塑料外壳和隔板碎屑浮在液池上面，并排出送分选筛，水力冲洗后出售给塑料回收厂。分选后的重质物料板栅碎块沉于底部，靠叶轮排出分选机后入另一分选筛，水力冲洗后送火法精炼锅，其余物料与重介质磁铁矿一同从分选机另一出口排出，入单独的分选筛进行水力筛分，筛下磁铁矿浆经磁选后返回重复使用，筛上料收集后送小回转窑熔炼。

⑷回转窑熔炼：入窑物料除废铅蓄电池解离物膏泥和碎屑外，还配有杂铅、碎石油焦、苏打和铁屑，在燃烧加热到132ħ下进行还原熔炼，使膏泥中的

PbSO

4、PbS、PbO

2

、PbO还原成金属铅，液态金属铅

铸成粗铅后送精炼锅。烟气经集尘室、V形冷却管、扩大烟道和袋式收尘器后烟囱放空，收集的烟尘返回大回转窑处理；小回转窑处理板栅料，粗铅产出率为85%，浮渣率为15%，粗铅送精炼，浮渣送大回转窑。

⑸粗铅火法精炼：在熔铅锅内进行粗铅熔炼，精炼锅精炼时用燃油加热。粗铅精炼过程包括吹风氧化、加金属去杂质、用苛性纳和硝酸钠混盐处理、自动捞渣机撇除浮渣。铅精炼后浇铸成锭出售。3．2在研究的更加经济和环保的铅酸蓄电池回收工艺方法

⑴转化电解法：将废铅蓄电池物理解离，废酸用活性炭柱处理浓密后再生；外壳塑料分离后再生；橡胶烧掉；金属板栅熔铸成阳极，进行常规的硅氟酸电解精炼；膏泥进行碳铵转化，由PbSO4变为PbCO3后再硅氟酸溶解，并用镀PbO钛板作阳极电解沉积得金属铅，两种电解金属铅纯度达99%。这种方法依然要采用碳酸盐转化，存在碳酸盐浓缩固化的问题。但是可以将铅膏等含铅物料直接转化成金属铅。

⑵溶解电解法：将废铅蓄电池物理解离，放出硫酸用石灰中和；分离出塑料出售；板栅和膏泥用氟硼酸溶解后进行电积，阳极为石墨，添加剂苯酚酞和X 100Triton，温度400ħ，阳极电流密度800A/m2，阴极电流密度为400A/m2。这种方法，电解液成分比较复杂，电解过程的微观机理还研究层次比较浅。

4新工艺流程提出

在对国内外铅酸蓄电池回收工艺进行详细研究的前提下，结合我国现有铅冶炼生产工艺的现状，同时为了减轻企业的投资压力，提高生产经营的生产效率，提出新的工艺流程（图1）。

4．1工艺流程

⑴拆解及分选：该流程以拆解分选为主体，将电池液首先进行分离，所分离出来的电池液可与高浓度的硫酸混合后用于制造磷肥，或者利用石灰石中和后得到石膏用于建筑装饰材料或填埋，也可进行增浓后出售。对于部分可能有铁质部件的蓄电池，在破碎后进行磁选，以免对后续处理过程带来困难，破碎粒度为10mm。固体分选在水力分选槽内完成，利用流体作用力将塑料、金属铅及铅泥铅膏等分离开，分别进入不同的处理系统

。

图1工艺流程

⑵金属铅走向：经过水力分选槽，金属铅被分选出来，主要为金属栅极碎片和连接排和接线柱等金属粒子，经过烘干后，直接进入到熔铅锅进行熔析精炼、氧化精炼、配料，得到合金铅产品。在进行精炼过程中，产出的各种浮渣含铅比较高，需要进行熔炼处理才能还原出金属铅，不再进行处理，可作为铅冶炼原料直接出售到铅冶炼厂。

⑶铅泥走向：在水力分选槽内，铅泥呈悬浮状态存在于分选液体中，进入到搅拌槽，经过压滤机过滤产出，由于该部分铅泥含硫比较高，需要进入脱硫流程处理，可作为含铅原料直接出售到铅冶炼厂。

⑷塑料走向：经过水力分选槽，塑料被分选出来，先进行酸性洗涤，使沾附的铅泥等被洗涤下来，再进行中性洗涤脱酸，然后干燥，进入塑料造粒机生成再生塑料粒子出售，如对再生塑料的质量有要求，

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