富氧侧吹技术处理废旧铅蓄酸电池

富氧侧吹技术处理废旧铅酸蓄电池项目建议书

富氧侧吹技术处理废旧铅蓄电池

项目建议书

新乡市中联富氧侧吹技术开发有限公司

二零一五年五月

一、技术背景

铅蓄电池经过百余年的发展与完善，已成为世界上广泛使用的一种化学电源，也是目前世界上产量最大，用途最广的一种电池。该产品具有良好的可逆性、电压特性平稳、使用寿命长、适用范围广、原材料丰富（且可再生使用）及造价低廉等优点。主要应用在交通运输、通讯、电力、铁路、矿山、港口、国防、计算机、科研等国民经济各个领域，是社会生产经营活动和人类中不可缺少的产品。

我国目前事再生铅生产的有300多家企业，其中95%以上是非国有企业。数量多、规模小、能耗高、污染重、回收率低、机械化和集约化程度低，使整个产业处于小、乱、散的状态。很多家庭作坊式的小工厂，根本没有相应的环保设施，迫使铅蓄电池行业的不规范竞争加剧，甚至形成无序竞争的局面。

在强大的环保政策压力和推动下，废铅蓄电池的回收管理已逐步进入到有序管理阶段，民众环保意识逐步增强，政府逐步重视，因此，如何改善现状，是众多的冶金工作者正在探索新的冶炼出路。

近年来，从国外引进及国内自主研发技术，对国内的生产现状有的较大的改善。上述还原工艺相比较，大规模、加高温熔体、间断还原作业在能耗上和技术经济指标上，都具有明显的优势。

二、富氧侧吹炉处理铅酸蓄电池的基本原理

富氧侧吹炉处理废铅酸蓄电池，分两个阶段完成，可采用一台炉子（处理废铅酸蓄电池小于15万吨/年）分段生产作业，或两台

炉子（处理铅酸蓄电池大于15万吨/年）连续生产作业。

第一阶段：氧化熔炼，首先，将已经过破解分离，并经压滤后的废蓄电池铅泥，经自动配料后，再经皮带运输机输送连续加入炉内，同时向炉内加入粒状煤，并经炉下部风口向炉内送入富氧空气，在高温状态下，此时炉内熔体发生下列反应：

PbSO4 = PbO+SO3(1)

SO3 = SO2+1/2O2(2)

3(2PbO.PbSO4)+SO2=4(PbO.PbSO4)+Pb (3)

PbO.PbSO4+Pb=3PbO+SO2(4)

氧化熔炼，主要目的是使铅泥熔化并使硫酸铅分解得到部分粗铅和保留在熔融渣中的氧化铅，同时产出高二氧化硫浓度的烟气，，经余热锅炉回收余热、电收尘除尘后、采用二转二吸标准制酸法，制取浓硫酸，使二氧化硫得到综合回收利用。

第二阶段：还原熔炼，改变送风制度，先将炉内的氧化气氛调整为还原气氛（指单台炉子作业，两台炉子则在另一炉内完成），即碳的燃烧为不完全燃烧，其中的一部分燃烧产生高温，为炉提供热量，而另一部分则产生一氧化碳，用于铅的还原，主要反应如下：2C + O2 = 2CO (5)

PbO + CO = Pb+CO2(6)

还原熔炼的主要目的是将熔融渣中的氧化铅还原成金属铅，并与炉渣分离，得到粗铅，同时产出炉渣（含铅量可达1.0%以下，且不溶于水），另产出的烟气中，二氧化硫的含量较低，烟气经布袋

收尘后，采用双碱法尾气治理及可达标排放。

三、富氧侧吹炉处理废旧铅蓄电池技术优势

1、侧吹炉采用竖炉结构，占地面积小，综合能耗低。

2、根据厂家生产需要，可用一台炉或两台炉串联，可实现铅泥的间断还原或连续还原。可控制还原深度，实现金属铅在渣中达到1%以下。

3、固定在侧墙上的水冷风口、结构简单、造价低廉，开风、仃风快捷方便，工作时无需更换风口，风口寿命长达数年。同时风口可配置天然气或煤气燃烧装备，可实现用天然气、煤气加热或辅助还原。

4、从侧吹炉两侧鼓入熔融渣层的富氧空气或工业氧保证了熔体的强烈鼓泡搅拌，搅拌功率达40-100kw/m3。在此种情况下，液、固、气反应极快，而且在饱和度不大的条件下，新相生成并加速生长，靠团聚（碰撞）作用使炉渣中的金属长大至0.5-5mm的液滴，能迅速地下沉与炉渣分层，因此与其它冶金炉相比，无须设置大面积的沉淀区域。因而，炉子床能力高（最高可达100t/(m2.d）），还原效果和渣铅分离比其他方法好，占地小适宜于改造工程，可以使用也可以不用天然气等气体燃料。

5、侧吹炉的炉身由铜质水套围成矩形，靠铜水套工作面上形成的冷凝炉渣层来抵御炉渣的冲刷和腐蚀，其使用寿命在5年以上。尽管铜水套比用耐火砖衬里的热损量大，但冶炼单位能耗仍可维持在较低的水平。因为高床能力和高氧鼓风使得烟气体积大大减少，

烟气带走的热量大大降低。

6、侧吹炉的鼓风工作压力较低，0.08-0.1MPa，风口无需氮气保护，这使得有可能降低工业氧纯度要求和氧气的输送压力。

四、富氧侧吹炉基本结构

富氧侧吹炉的炉子由3层铜质冷却水套和一层钢制水套内衬耐火材料围成，横截面呈矩形。自下而上，可把炉子分为炉缸、炉身、炉顶三部分。

炉身又分为熔池区和再燃烧区，其两侧装有熔池风口（下风口）和再燃烧风口（上风口）。炉一端为加料室，另一端为渣虹吸井和虹吸放铅口。放渣口高于下风口以便形成熔池，换言之，熔池的深度可由渣口高度调整。

炉缸用镁铬砖砌于钢板焊接而成的钢槽内，炉底呈倒拱形，炉缸上沿铺水平钢板支承炉身下层水套。炉缸的作用是使渣铅分层，并通过虹吸道分别排出。

熔池区水平方向包括风口区（熔炼室）和加料室，二者之间有65×65㎜水冷方型铜管叠砌而成的隔墙，隔墙上、下均有通道。工业氧气（或富气空气）从安装在下层水套的风口鼓入熔池，使熔体鼓泡、膨胀，从上通道进入加料室，并裹带加入的炉料经下通道返回风口区进行熔炼反应。

为了减少炉料和喷沫被炉气带走，主加料口下方设有隔墙，且中层水套向外倾斜，炉子宽度加宽，以降低风速,减少烟尘量。

再燃烧区为内砌镁铬砖的钢水套（上层水套）围成，两侧壁各

装有再燃烧风口。炉气中的Pb、PbS、S、CO等物质的氧化反应在此区域进行。

炉顶有加料室炉顶和熔炼室炉顶，均为钢质水套内衬耐火涂层。加料室炉顶设主加料口,熔炼室炉顶设有辅加料口和排烟口。