铅蓄电池回收技术方案

6.1技术方案选择6.1.1工艺流程6.2主要设备及方案选择6.2.1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粗铅脱硫料烟气浮渣(NH4)2SO4捕集的尘烟尘硬铅粒子水回用放空铅膏硫酸液塑料、橡胶顶吹式熔炼炉熔析锅固体渣除尘废水处理脱硫除酸预处理还原剂、辅助剂燃料澄清水(NH4)2CO3阳极铅电解精炼电铅机械破碎、水力分选废旧铅酸电池脱硫基合金,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。名称化学组成,%外观颜色总Pb金属PbPbOPbO2PbSO4Sb板栅92~9592~95微量-微量3~6灰正极填料76.2808.5944.7531.820.54红褐负极填料78.5518.9529.39021.450.5灰混合填料81.917.2216.9226.831.5-褐由于铅蓄电池的组成复杂，在进行熔炼之前，需要进行预处理。目前在国内废旧铅蓄电池的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。6.2.2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+2NH4HCO3=PbCO3+(NH4）2SO4+H2O+CO26.2.3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废铅蓄电池液压穿孔机锤式破碎机废硫酸水力分级机水平筛筛下物筛上物硬铅粒子刮膏机膏泥水力分级机橡胶粒子塑料粒子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。6.2.4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。6.2.5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。熔炼炉烟气烟道室重力除尘脉冲袋式除尘放空脱硫烟尘烟尘废水处理烟气流量为：Nm3/h6.2.6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。6.2.7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。6.2.8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耐酸不锈钢搅拌槽熔炼炉三熔炼系统3.1顶吹式熔炼炉每台设计能力为产铅60吨/日，熔炼温度1200℃至1400℃台63.2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16.3仪表仪器工程6.4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