废旧铅酸蓄电池清洁拆解工艺的分析

2018-01-30文静

世界有色金属 2018年10期

文静

（衡阳水口山有色工程设计有限公司，湖南常宁 421513）

随着人类生活、生产发展水平的不断提高，工业生产污染内涵已不仅限于废水、废气、固体废弃物，对于工业无污染的控制、处理已经延伸到了生产原料、工艺以及资源的综合利用整个过程。环境保护的重要意义越来越深入人心，实现人与自然的可持续发展促使人们生存生活、社会经济发展、以及资源环境协调进入了新新阶段，对工业生产过程的环保控制水平已成为区分可持续发展与传统发展的标准所在。可见，为实现再生铅行业的可持续发展，不但要实现铅资源再回收过程中的零污染，而且要尽可能的追求低成本、低能耗、高回收率。这就要求对废旧铅酸蓄电池清洁拆解传统的工艺进行改革，积极引进先进技术、工艺和设备，采用节能减排、降耗除污、清洁增效的生产模式。

1 传统废旧铅酸蓄电拆解工艺

铅极板、铅糊剂、酸液、隔板、PVC等是铅酸蓄电池的主要组成部分，在传统的废旧铅酸蓄电池的拆解工艺中，难以对这些成分进行有效的分类，尤其是极板与铅泥，这两种物质更是高度的混合在一起，因此只有将极板与铅泥进行高温冶炼，从而达到再生铅的生产，可是这也为铅提纯等后续作业带来了许多无法有效解决的后患。此外，传统的废旧铅酸蓄电池的再生铅生产采用的流程是：人工拆解电池→放酸→拆出板栅铅泥→平炉高温冶炼→还原铅→铅提纯，在这过程中排放的废水含有大量的含铅废酸，铅资源严重流失，且造成了严重的环境污染。其次，板和铅泥未能有效的分离，在高达1200℃混合冶炼中造成金属铅的严重烧损，同时铅蒸汽的大量逸出，对环境也造成严重污染。在该种传统工艺下，废酸、外壳、隔板以及其它含铅废弃物，分类的难度较大，无法实现高效的综合回收利用，对外排放导致了资源的严重流失和对环境的二次污染，所产生的综合治理费用极高。

2 废旧蓄电池整体破碎分选的清洁拆解工艺

目前，我国铅回收行业中发展较为领先的企业，如湖南恒晟环保科技有限公司、湖南省金翼有色金属综合回收有限公司、赤峰富鹏电池有限公司等公司在对废旧铅酸蓄电池进行整体破碎、分类分选的过程中，采用了较为先进的清洁拆解工艺。铅酸蓄电池预处理全自动处理技术主要有意大利CX技术和美国MA两种技术。美国MA公司处理系统属上世纪八九十年代的产品，存在产物分离不彻底、各物料相互夹杂，不便于下道工序作业的缺点，其次该系统年处理能力较小，仅适合小规模投入使用，不宜扩大规模生产。因此尽可能采用CX集成破碎分离系统技术。在对完整的废旧铅酸蓄电池进行整体破碎的过程中，涉及的工艺流程较复杂。由于篇幅有限，本文就该工艺流程作简单介绍：在废旧铅酸蓄电池整体破碎后，先后进行水洗、水选、水喷淋的操作后，由于电池内部构造材料的比重不同，通过对浮力法的运用将这些材料进行自动分类、筛选，经过二次清洗后，通过相应的输送设备、提取仪器，将铅金属、废酸、胶木、板栅夹层以及PVC外壳等分门别类的输送到各自集中处。

对于破碎、清洗出来的泥浆，经过铅泥沉淀机沉淀由压滤泵压入至板框压滤机进行铅泥过滤，得到的铅泥含水率要控制在20%以下，再进行再生铅的冶炼再利用。在目前的工艺水平下，破碎系统的设备对于废旧铅酸电池的破碎效率约为8T/h，用水约30T/h。在对再生铅进行精炼、提纯的过程中，会产生大量的碱性炉渣，将其用于与破碎、清洗环节中产生的酸性废水中和处理，大大减少了废水的中和处理的成本。因此，废旧蓄电池整体破碎分选的清洁拆解工艺是一个较为环保的、可循环的闭路系统，较好的实现了铅回收工业废水的零排放。

3 清洁拆解工艺所产生的效应

3.1 提高资源的回收率、减少二次污染

废旧蓄电池破碎分选后的含铅物主要是铅泥与板栅，铅在铅泥中存在形态大都为铅、硫酸铅、碱式硫酸铅，氧化铅等，在板栅中主要以铅合金形态存在。传统的工艺中含铅物是混合进行冶炼的，其中铅泥中铅还原的温度为1200℃，而在此温度下金属铅已经高度熔化、汽化，高污染的同时还造成了大量铅金属的流失。

采用破碎分选的清洁拆解工艺能够有效的对废极板、铅泥进行分类，不但大量减少了高温冶炼的炉料，实现节能降耗，而且大大减少了铅蒸汽的产生，提高铅回收率和利用率。同时还大量减少再生冶炼过程中废气、废渣的排放，降低了二次污染。

3.2 有效地节约了能源和物料

清洁拆解工艺的应用实现了对铅板栅与铅泥的有效分类。对铅板栅进行低温冶炼，在析出金属铅的同时大大减少了铅蒸汽逸出，而且冶炼的温度由1200℃下降到680℃左右。据相关研究得出，清洁拆解工艺的运用能够提升8%～10%的铅再生率，节约30%～40%的能耗，降低25%左右的除尘电耗。在进行分类冶炼的过程中，高温还原下铅泥金属杂质含量大大降低，纯铅提取所用的片碱、硝酸钠等辅料用量也随着大幅度减少，在缩短冶炼时间的同时能够节约20%～30%的成本。此外，在破碎、清洗、分选过程的循环用水的处理中，采用了提炼纯铅用的碱性炉渣来中和处理含酸废水，节约了大量的碱液。该工艺的应用不仅提高资源的回收率，而且进一步降低了低再生铅的冶炼成本，使铅回收过程中的清洁、环保水平大大提升，促进了再生铅企业的可持续发展。