华兴环境科技有限公司废旧电池回收综合处置项目

1建设项目概况1.1项目简介华兴环境科技有限公司废旧电池回收综合处置项目，拟建于广东省汕头市澄海区隆都镇南溪村隆樟公路旁工业用地内。建设规模与投资：总征地20000平方米，建筑面积10000平方米。投资1200万元，年回收处置废旧电池10000吨，预计年回收铅6000吨，回收塑料2000吨。预计投产后年产值5000万元，年利润可达400万元，投资回收期三年。再生铅生产具有不需要建设矿山，不需要投入巨资建设冶炼厂，而且具有能耗低、生产周期短等优势。减轻了采选冶对环境和人体的危害，消除了含铅废物随处弃置对环境所造成的影响；实现废旧电池和有色金属资源化回收利用，不仅可以缓解环境污染，实现清洁生产，而且将具有显著的生态和经济效益。企业办厂宗旨是实现固体废物的“二次利用”，利用废旧电池，回收其中的有用成分，实现废旧电池的资源化与无害化处理。本项目总定劳动员40名，采用四班三运转工作制，每年生产300天。预计建设期为十个月；项目环境保护投资主要用于废气、废水、噪声治理，预计环境保护投资为200万元，其中废气治理150万元、废水治理40万元、噪声治理10万元。本项目的地理位置见图1-1。图1-1：建设项目地理位置图1.2主体设备--熔炼炉窑本项目对废旧电池、废有色金属和电镀污泥的回收采用火法处理工艺，属于新型炉窑。设备采用北京节能环保中心和北京通达利新节能设备有限公司共同开发的重点科技成果技术设备，即单段式低风压煤气发生炉。该设备由炉体、双钟罩、炉篦、煤斗提升机、灰盘、汽包、灰盘传动装置和放散管组成，其中灰盘采用涡轮蜗杆传动，运行稳定，炉体属水夹套结构，自产蒸汽，完全满足煤气炉自身煤的气化，及探火孔汽封使用，双钟罩或电动滚筒式自动加煤装置，结构简单，布煤均匀，偏心炉篦，除渣效果好，送风均匀，气化稳定，投资少，占地面积小，操作方便。熔炼废铅需将废铅液加热到1350℃～1400℃，而发生炉煤气热值低，约1400kcal／h，很难满足工艺的要求。该炉直接利用煤气发生炉出来的热煤气的物理热，再通过辐射管换热器利用烟气对空气进行预热(约500℃)，从而提高理论燃烧温度，使得用发生炉煤气熔炼废铅成为可能，节省了大量能源。该项目年处理废蓄电池的能力达到10000吨，所拟采用的工艺方案是目前国内所普遍采用的火法再生熔炼技术。该技术已经有十多年的实践历史，技术成熟可靠。随着工艺技术的不断改进，近年来，针对其优、缺点陆续提出了很多改进措施，使这一方法更趋成熟。1.3原料和助剂该项目年处理废蓄电池的能力达到10000吨，主要在临近地区回收。目前我国铅酸蓄电池的基本组成有外壳、隔板、板栅、铅膏和硫酸溶液等。完整的蓄电池由电解质（H2SO4溶液）、有机物（塑料、胶木等）、金属铅、铅膏或渣泥4类物质组成。火法熔炼中的主要原理还是还原熔炼，在一定温度范围内，利用某些还原性化合物的加入，将物料中的铅还原出来。因此，熔炼体系中除了加入还原剂外，一般还需加入其他熔剂：铁屑、碳酸钠、石灰石、石英、萤石等。这些物质，有些是起到还原（置换）作用，例如：铁在高温状态下可以将铅置换出来；另外一个重要的用途就是促进炉渣的形成和玻璃化，使原料中的大部分不需要的杂质（砷、锡、少量锑等）被固化于炉渣内，既提高产品纯度，又避免污染环境。作为熔炼剂的一种，也作为对电解质（硫酸）的处理试剂，纯碱（碳酸钠）也有一定的用量；作为通用的水处理剂，PAM有一定用量；作为废气中SO2吸收剂，用到一定量的氢氧化钠（NaOH）。预计使用纯碱1200吨/年，氢氧化钠300吨/年。1.4粉尘及熔炼炉渣的主要成分1.4.1.粉尘粉尘经60米重力沉降通道机械除尘装置收集到的较粗颗粒物和由布袋除尘器收集到的较细的颗粒物，以及排放到大气中更细小的颗粒物，其主要成分包括铅尘、PbO，SiO2，Fe2O3，CaO等，由于铅在高温环境中具有易挥发的特性，故熔炼过程中产生大量铅蒸气、铅尘。据工艺资料的统计结果，一般含铅量为总尘量的15%左右。1.4.2.炉渣我国绝大部分冶炼炉为反射炉。反射炉操作简单，产能高，但产出渣率较高，可达30％。熔炼炉窑炉渣类似于电视机屏幕玻璃体，该类炉渣的物相组分主要包括：甲型硅灰石（2CaO•SiO2）、硅钙石（3CaO•SiO2）、假硅灰石（CaO•SiO2）、钙镁橄榄石（CaO•MgO•SiO2）、铝方柱石（2CaO•Al2O3•SiO2）、铁方柱石（2CaO•Fe2O3•SiO2）、透辉石（CaO•MgO•2SiO2）等，其中部分碱金属氧化物(如MgO等)可被PbO取代；值得关注的是炉渣中还含有砷、锑等元素。一般含有8％-10％的Pb、0.5％～1％的As、1.0％～1.5％的Sb等元素。按照年处理1万吨废电池计，年炉渣产生量最高可达3000吨，其中含有金属铅约250吨，砷近30吨，锑40吨。1.5项目工艺流程分析本项目的核心生产工艺主要经过2个步骤（环节）：（1）废铅酸蓄电池的预处理；（2）熔炼炉熔炼。1.5.1废铅酸蓄电池的预处理废蓄电池的预处理就是将废蓄电池中的各类物料利用它们各自的物理性质的差异，借助特有的设备，通过机械方式把含有不同成分的物料分门别类地区分开来，使目的成分达到一定程度的富集，再分别进行处理，以提高技术经济指标和消除环境污染，同时有效地回收利用锑等贵稀金属，达到综合利用的目的。废铅酸蓄电池一般含有60%以上的铅+锑，20-22%泥状的硫酸铅、硫酸等混合物，10-12%的有机物+钢制零件。在蓄电池槽底残渣，泥状的硫酸铅以铅板碎片、硫酸铅和一氧化铅形态存在。废铅酸蓄电池在预处理这一环节，其工艺流程为：机械化破碎、自动分选，这样蓄电池被分选成四部分：格栅及铅头、铅泥（膏）、废塑料及隔板。废铅酸蓄电池除去废塑料外壳，人工将其拆解、分类，并对含铅废物、废塑料和隔板分类堆存；在现代较先进的企业中，还对含硫铅膏实施脱硫等预处理，再分别采用火法、湿法、干湿联合法等工艺回收铅及其它有价值物质。废铅酸蓄电池经预处理后再回收利用铅，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、烟尘量、能耗、二氧化硫排放量，提高金属回收率、工效、产能，这对环境保护是特别有利的。格栅、铅头铅泥经配料后加入熔炉中还原熔炼，得到铅锭产品和弃渣，弃渣卖给砖厂作原料。废塑料可以出售，翻新用作蓄电池外壳的原料。1.5.2.炉窑熔炼废铅酸蓄电池拆解后，经过脱硫处理后的格栅、铅头铅泥（膏），并按一定比例与还原剂（C）、少量铁粉（Fe）、熔剂（Na2CO3）、CaO等混合后加入熔炼炉窑内，当温度达到1300-1400℃时，其物料发生化学反应，PbO、PbCO3被CO还原生成Pb。熔炼炉窑熔炼废铅酸蓄电池时，产出两层熔体-金属层和渣层，金属层中除铅、锑外，还有金属杂质、硫化亚铜与硫化铅。渣层主要由氧化铅与氧化锑组成，其中还聚集了其它的金属氧化物与非金属杂质，在炉内加入煤粉或其他还原剂，可进行铅、锑、锡等氧化物的还原过程。物料中的砷、锑、锡等金属的氧化物在高温和还原剂的作用下，生成各种氧化物，砷与锑则结合生成锑酸盐。这些化合物将呈漂浮物状，冷却后变成炉渣：经过一定时间的熔炼后，炉内产生的金属相与熔融的炉渣(FeO、FeS、SiO2等)，炉渣比重轻，浮在Pb上面，下层Pb融结即得粗铅。1.6能源和水的消耗建设项目供电用电由市政电网供给，总用电负荷约50kw，供电由供电局提供环网高压电源，设变压器，配电后以放射方式分别向变电器供电。为保证市政停电时的消防和事故照明为一级负荷，生活水泵为二级负荷等应急用电。本项目用水由镇自来水公司供给，用水主要包括以下四个方面：①职工日用水量人均用水量100升/人•日计，共4m3/d，由镇自来水供给；②补加塑料壳、电池极板清洗水5m3/d。清洗水需40m3/d，经混凝沉淀、澄清后可重复使用。由于沉淀物带走和蒸发损失等，因此，需补充新鲜水5m3/d；③补加烟气间接冷却水10m3/d（烟气间接冷却水需72m3/d，但经专用冷却水池冷却后回用，由于蒸发等损失，每天需补充10m3）；④碱液喷淋补加水10m3/d（喷林用水量为30吨/天，碱液喷淋液产生的污水，经石灰乳再生处理后可回用。但由于蒸发损失及硫酸钙、亚硫酸钙带走部分水分，每天需补加10m3/d）；⑤很多蓄电池回收时已经没有了电解质（硫酸），但是，还有相当部分是带有硫酸的。因此，对于该部分废酸液必须予以处理。处理用碳酸钠中和法，中和后的溶液贮存于结晶池内，其中的盐（硫酸钠）经结晶析出后作为工业原料再用；母液自然蒸发，进一步浓缩。该部分预计每天需用新鲜水1吨。每天新鲜水总用量共计30m3/d，工厂设置贮水池，贮水池的有效容积为100m3。本项目排水系统采用雨水、污水分流系统，粪便污水经化粪池处理后，普通生活污水经隔油隔渣预处理后，经厂污水处理设施处理达标后，进入贮存池，或回用于清洗环节，也可以用于厂区周边山林的灌溉。本项目工艺废水不外排。废酸液经过中和、过滤后进入结晶池，经蒸发浓缩析出硫酸盐，回收用于工艺；母液存留于结晶池内与后来混合，进一步浓缩回收。烟气间接冷却水排入专用水池冷却后回用，不向外排放。塑料清洗水经混凝沉淀、过滤不容性的碎屑等杂质，澄清后进入废水处理设施，处理达到《生活杂用水水质标准》后贮存于暂存池内，可全部回用于清洗环节。碱液喷淋液产生的污水，经石灰乳再生处理后回用，也不需向外排放。锅炉和窑炉使用低硫焦煤：年耗量3600吨，主要为国内生产，硫含量不大于0.5％，灰份不大于8％。2主要污染物的产生与排放情况2.1废气排放情况本项目的大气污染源主要是熔炼炉窑产生的燃烧废气。废气由抽风机引出，经重力沉降通道除去大颗粒粉尘，再经布袋除尘器收集后，送双塔脱硫装置脱硫（脱硫效率不低于90%），处理达标后通过高度35m的烟囱排放。本项目熔炼炉窑用焦煤量为3600t/a。硫含量不大于0.5％，灰份不大于8％，年产生SO2约为28.8t，年产生NO2约为30.0t，年产生烟气量约为9000万Nm3。此外，熔炼炉窑冶炼时还由铅泥中的PbSO4放出SO2。根据十多年来国内该产业的技术研究资料，废铅酸蓄电池的火法熔炼工艺中（不采用脱硫的前处理工艺时）由PbSO4所导致的SO2产生量低于150吨/10000吨原料。采用脱硫前处理工艺后，PbSO4中的硫被固化，熔炼工艺过程中SO2的产生量将大幅降低。因此，在不采用铅膏前处理工艺的情况下，本项目总产生SO2的量等于PbSO4的释放量+燃煤的产生量，约为178.8吨。熔炼炉窑每小时可生产一炉，每小时焦煤耗量约为500kg。烟气产生量约为12500Nm3/h。熔炼炉窑冶炼时将产生大量的粉尘（烟尘），根据有关文献，每处理1万吨废铅电池约产生685吨的烟尘。废气经重力沉降通道除去大颗粒粉尘（除尘效率约70%），再经布袋除尘收集后（除尘效率可达99.5％），送碱水喷淋除尘脱硫装置（双联脱硫塔，脱硫效率为90％，除尘效率为50％），则综合除尘总效率为99.925％。经过该程序处理后，烟尘年排放量为0.514吨，SO2年排放量为17.9吨。表2.1-1熔炼炉窑大气污染因子及污染物排放污染因子SO2NO2烟尘Pb注年产生量（t/a）178.830.0685102.8去除率90%---99.92599.925处理前浓度mg/m31986.7333.3处理后浓度mg/m3198.9333.35.710.86年排放量（t/a）17.930.00.5140.07712.2废水、污水的产生与排放情况生活用水均采自新鲜水，主要是员工日常生活所用的洗涤用水。本项目劳动定员40人，不住厂，住宿人员用水量按100升/人·天，污水排放系数按0.9计算，年工作300天，则本项目生活用水量约4吨/日，污水排放量约3.6吨/日，约1080吨/年。生产废水：包括清洗塑料用水、喷淋除尘废水和烟气冷却水、硫酸处理后母液等四部分。其中循环清洗用水总量需40吨，其中约5m3的水作为水蒸汽消耗掉。因此，每天补充5吨新鲜水于塑料清洁工序。硫酸处理母液是废旧电池本身拆解的产物。按照满负荷计算，每天最大产生量约5吨。主要含有硫酸（30％左右）、硫酸