铅酸电池回收技术方案选择

铅酸电池回收技术方案选择

1.1.1 工艺流程

1.2 主要设备及方案选择

1.2.1 废电池收贮及拆解系统

废铅蓄电池由正负极板、电解液、隔板、电池槽、以及一些零件如端子、排气栓、连接条等构成。正、负极板由栅板和活性物质构成, 栅板为铅锑合金或其它铅基合金,活性物质为PbO2、Pb 和PbSO4。从废铅蓄电池回收的铅主要来自正负极栅板及活性物质,其中未被腐蚀的电极板、栅和连接物,含量约占废蓄电池铅总量的45%~50%,腐蚀后的极板和活性物质填料组成的浆料或渣泥(一般称为铅膏或填料)约占电池铅总量的50%~55%,表1 为废铅蓄电池含铅物相的典型组成。

预处理通常采用人工拆解破碎的方法，除去壳之后的物料直接送到反射炉熔炼，造成能源消耗大，回收率低，炉渣铅含量高，烟气含硫大。

根据新的铅锌准入条件的规定，预处理应使用机械化破碎分选，将塑料、铅极板、含铅物料、废酸液分别回收、处理。

目前机械化程度较高、得到广泛应用的预处理方法有意大利开发的水力分选技术。先用液压驱动的穿孔机将废蓄电池外壳击穿，使电解液流出。随后采用湿式重锤破碎机将废蓄电池粉碎至20mm的粒度。破碎料通过水力分级箱，通过调整供水压力的大小，使得不同密度的组分按密度分级。密度大的金属物料首先沉入箱底，由螺旋卸料机取走。密度小的氧化物和有机物随水流进一个固定筛，筛下物为粒度较小的氧化物，通过螺旋卸料机取走。筛上物为有机物，通过水流进入另一台水力分级箱，将密度较小的塑料和密度较大的橡胶分开。预处理的工艺流程如下图：

在拆解工艺中，通过机械破碎分选，对纯度高的铅组件不经过熔炼直接投入合金工序，是工艺流程中以节能降耗为目的的实际选择之一。

1.2.2铅膏硫化方案

由于铅膏中含有55%~60%的硫酸铅，硫酸铅分解温度较高，同时在熔炼中容易造成二氧化硫的污染。根据新的铅锌准入条件的规定，对分选出的铅膏必须进行脱硫预处理才能加入熔炼系统。

本项目工艺采用碳酸盐，将废铅蓄电池中的铅膏转化为PbCO3。转化在常温下，在耐酸不锈钢搅拌槽中进行。通过转化反应可以得到可用于农肥的副产品硫酸氨：

PbSO4+ 2NH4 HCO3 = PbCO3 + (NH4）2SO4 +H2O +CO2

1.2.3熔炼系统

顶吹式熔炼炉6台，每台设计能力为产铅60吨/日。炉体由耐蚀性能较高的镁砖或铬镁砖耐火砖砌筑而成。熔炼原料为从废铅蓄电池中分离出的铅膏，熔炼过程以焦碳还原铅单质，加入铁屑以提高铅还原效果并降低熔炼渣中的含铅量。

燃料喷嘴设在炉顶，燃料为天然气。氧气由炉底吹入。

炉料由铅膏、焦炭、少量铁屑构成，加料口在炉顶，通过机械连续加入。炉子后部设有铅和炉渣的出料口，炉渣定时通过放渣口放出，粗铅由放铅口连续放出。

炉料配比一般是铅膏：焦炭：铁屑=100：：

熔炼温度1200℃至1400℃。熔炼过程通过搅拌桨不断搅拌以保证反应完全。

熔炼炉上设置排烟罩，熔析烟气采用引风机经排烟罩、布袋除尘后排空。

熔炼产物有粗铅、难溶浮渣、炉渣和烟尘。产率为％。

富铅炉渣、浮渣和收集的铅尘返回熔炼炉处理。贫铅炉渣（铅含量低于2%）填埋或作建筑材料。

1.2.4精炼

从熔炼炉产出的粗铅及水力分选产出的硬铅粒子由行车吊入熔析锅内，采用柴油炉进行间接加热至320～350℃熔析粗铅，熔炼炉采用桨式搅拌机搅拌，反应一定时间后，捞去表面浮渣，浮渣返回熔炼炉处理。

熔析锅产出的初步精炼的铅液进入阳极机浇铸联动机，经铸形、起板、平整和排板等工序加工成铅阳极板，将少部分阴极析出铅制成始极片。阳极板和阴极板（始极片）相隔一定间距装入电解槽电解，经过电解精炼得到电解铅。析出的阴极铅用水洗涤后熔化铸锭。

1.2.5烟气净化系统

熔炼炉烟气中含有烟尘、少量铅尘及硫分，必须进行除尘和脱硫处理，烟气处理采用重力除尘+布袋除尘+脱硫工艺。布袋捕集到的尘回炉熔炼。

1.2.6水处理系统

处理后的生产废水作为水力分选用水，整套系统的废水处理后全部回用，没有废水排出，节约了水资源，也减少了环境的纳污量。

1.2.7 副产品

水力分选回收的塑料和橡胶粒子分别包装经过出售。

废硫酸与碳酸氢铵反应生成的硫酸氨可以作为化肥出售。

1.2.8 主要生产设备一览表

序号设备名称规格型号单位数量备注一废电池收贮及拆解系统

1.1 穿孔机液压驱动

1.2 湿式重锤破碎机

1.3 水力分级机

1.4 螺旋卸料机

1.5 水平筛

1.6 物料输送机

二铅膏硫化

2.1 耐酸不锈钢搅拌槽

三熔炼系统

3.1 顶吹式熔炼炉

3.2 鼓风机

3.3 加料机

3.4 卸渣机

3.5 出料机

3.6 吊机

四精炼

4.1 熔析锅320～350℃

4.2 柴油炉

4.3 阳极机浇铸联动机

4.4 电解槽

4.5 吊机

五烟气净化系统

5.1 引风机

5.2 脉冲袋式除尘

5.3 烟囱烟气流量为：Nm3/h 米45

六水处理系统套 1

1.3仪表仪器工程

1.4公用工程设计

6.4.1供水

6.4.1.1水源

6.4.1.2 供水系统

6.4.1.3 循环水系统

6.4.2 排水系统

6.4.3 供电系统

6.4.4燃料系统

6.4.5智能工程

6.5生产辅助设施

6.5.1 中心试验室

6.5.1.1 中心试验室设置原则与方案

6.5.1.2 分析项目

(1)水、气分析项目及标准规范

(2)废电池、灰渣、烟气采样分析及标准规范

6.5.1.3主要设备和仪器的配置

6.5.2 维修车间

6.5.3 营运管理与生活设施

6.6运输与仓储系统

6.7土建工程与环境设计