废铅酸蓄电池铅料特点和冶炼技术选择

张生佩

青海西豫有色金属有限公司，青海格尔木 816000

1 废铅酸蓄电池概述

废铅酸蓄电池铅料的主要特点包括：含铅量较高、成分组成相对简单、杂质含量也较少，并且废铅酸蓄电池内的铅料主要以金属铅自己硫酸铅为主，是一种高铅物料。对废铅酸蓄电池内的铅料进行有效熔炼，可以提高废铅酸蓄电池的综合利用率，对推动铅料冶炼经济的循环性与稳定性十分有利。

2 选择废铅酸蓄电池铅料冶炼的要点

对废铅酸蓄电池进行冶炼处理的方法有很多，并且同一种冶炼方法也可以使用不同的冶炼设备与冶炼工艺，这样也会造成再生铅的质量大不相同。因此，在对废铅酸蓄电池铅料进行冶炼时，必须采取合理的科学的冶炼方式，提高废铅酸蓄电池铅料冶炼质量，提高废铅酸蓄电池的综合利用率。可以按照以下原则选择合适的冶炼技术：第一，再生铅厂可以选择氧化-还原熔炼技术对废铅酸蓄电池的铅料进行冶炼，主要是因为这种熔炼技术对铅料准备的要求不高，技术发展也比较成熟，并且熔炼过程可以连续进行，再加上对各种破碎、分选以及熔炼设备的有效组合，可以确保其熔炼产品的性能能够满足铅酸蓄电池的工业需求。这对提高废铅酸蓄电池的综合利用率有重要意义。第二，可以根据对废铅酸蓄电池铅料的质量要求合理选择多种熔炼技术进行结合使用，对废铅酸蓄电池铅料的熔炼生产过程进行严格、准确、分步控制，这样可以提高铅料产品质量，对提高生产效益十分有利。最后，必须充分考虑熔炼技术的科学性与健康性，在提高铅料熔炼生产效率的同时，确保能够提高废铅酸蓄电池的回收率，降低生产过程中对各种能源的消耗量，降低生产成本，同时尽可能降低熔炼过程对环境的污染与破坏。推动健康、安全、绿色熔炼技术的发展。

3 几种铅料冶炼技术

3.1 沉淀熔炼技术

最常用的冶炼技术就是对铅料使用沉淀熔炼技术，而在沉淀熔炼过程中，经常使用添加铁屑的方式对铅料进行熔炼。沉淀熔炼技术的主要生产设备是间断熔炼反射炉，这种反射炉的加料方式是从炉顶添加，另外，还会搭配使用小型鼓风炉以及冲天炉与增锅炉等。而对废铅酸蓄电池进行拆解时，仍然以人工拆解方式为主。

在对废铅酸蓄电池铅料冶炼中应用的沉淀熔炼技术是以早期铅精矿沉淀熔炼的反射炉处理技术为主的。在冶炼过程中每次添加的铅料应该在2t到15t之间，以极板组形式将铅料加入炉内，铁屑用量一般在铅料的8%到18%之间，而白煤用量通常为铅料的5%左右。可以根据具体的铅料冶炼过程对铁屑与白煤用量进行调整。一次熔炼周期不会超过16h，具体的熔炼周期根据炉内铅料确定，一次熔炼周期结束后，渣与铅必须一次放出。经过统计发现，每t再生铅需要铁屑大约为150kg，相对的产出渣包括冰铜量大约为300kg，消耗燃煤大约为500kg。沉淀熔炼技术中废铅酸蓄电池的铅回收率可以达到85%以上，甚至达到90%以上，产出的渣内含铅在11%以上。而年产为1万t的再生铅，需要消耗铁屑1500t，产出炉渣约为3000t。

目前，我国很多再生铅工厂都对沉淀熔炼技术进行一定的改进，例如，增加反射炉内的炉床面积，增加熔池的深度，对铅料与炉渣的放出方式进行改进等。另外，在添加铅料与铁屑时，分2次进料，可以减少铁屑的消耗量。而选择质量较好的燃料，不仅可以提高熔炼效率与水平，并且可以减少燃料用量，在一定程度上可以减少经济成本。但是，从目前大多数再生铅工厂的熔炼现状来看，我国再生铅厂对废铅酸蓄电池铅料的沉淀熔炼技术还处于比较落后、分散的阶段，并且这种冶炼方法对环境也会造成严重的污染。

3.2 氧化-还原熔炼技术

氧化-还原熔炼技术其实就是对硫化铅精矿进行直接冶炼的技术，这种熔炼技术的发展十分迅速，并且已经广泛应用在多种冶炼生产过程中。氧化-还原熔炼技术主要分为氧化熔炼与还原熔炼。其中氧化熔炼技术对铅料进行熔炼后，可以降低硫化铅的含硫量，但是氧化熔炼后的铅料为粗铅，必须进一步熔炼。而还原熔炼技术是对铅料熔炼产生的炉渣进行还原处理得到金属铅，同时还可以产出含铅量较低的炉渣。一般情况下，含硫铅精矿经过氧化熔炼与还原熔炼2步之后，其铅回收率高达95%以上，甚至可能达到99%，并且可以在一定程度上降低含硫量，使硫利用率在99%以上。

在废铅酸蓄电池铅料冶炼中应用氧化-还原冶炼的方法主要有2种：其一，反射炉与鼓风炉结合熔炼方法。反射炉熔炼是大多数再生铅厂家使用的冶炼炉，在使用反射炉时，主要利用燃油或者燃气等进行加热熔炼，而使用鼓风炉的再生铅厂家较少。将两者结合对废铅酸蓄电池铅料进行熔炼的具体流程为：收集废铅酸蓄电池—对废铅酸蓄电池尽心拆解破碎处理—选别重介质—进行反射炉熔炼—对反射炉熔炼产生的炉渣与精炼炉渣进行鼓风炉再熔炼。

在熔炼过程中需要注意在添加反射炉炉料时，不需要配入还原剂，并且经过反射炉熔炼的炉渣含铅量大约为45%左右，主要以氧化铝为主。而经过鼓风炉二次熔炼后，产出的金属为铝锑合金，可以在精炼与配制合金方面进行有效利用，适合在蓄电池工业中进行使用。其二，反射炉与精炼炉熔炼方法。这种熔炼方法是对废铅酸蓄电池进行破碎处理后，根据不同的组成比重对各组成部分进行选择，然后将选择的铅原料投入到反射炉中进行初次熔炼，再将产出的铅料投入到精炼炉中进行二次精炼，这种熔炼方式产出的铅浓度可高达99.99%，是一种纯度极高的冶炼方式。并且经过精炼炉熔炼后的氧化铅炉渣还可以再次投入到反射炉进行冶炼贫化。对废渣进行处理时，最好使用固化技术进行处理后深埋。

3.3 反应熔炼技术

反应熔炼技术主要是对含铅量较高的铅精矿 （含铅量≥70，且不含银、铋等） 以及废铅酸蓄电池进行冶炼。在冶炼过程中使用的冶炼方法主要是旋转环形坩埚熔炼法与短窑自熔熔炼方法。利用这种熔炼方法对废铅酸蓄电池进行熔炼时，要按照注意要点进行：首先，在对废铅酸蓄电池进行处理时，必须对废铅酸蓄电池进行分类选择，使用机械化手段对蓄电池进行破碎处理与重介质分选处理。其次，对废铅酸蓄电池的金属铅、填充糊、外壳材料以及塑料隔板等都要进行分类回收。最后，对废铅酸蓄电池内的铅料使用旋转环形炉进行熔炼时，需要注意其焙烧反应熔炼方法与高品质铅精矿的熔炼方法相同。确保料层焙烧温度保持在700℃到1000℃之间，在熔炼过程中，还要对产生的15左右的干浮渣行返熔炼处理。这些干浮渣为纯度较高的硫化铅，因此，可以作为旋转环形炉的反应剂进行使用。

除了使用旋转环形炉对废铅酸蓄电池进行熔炼外，还可以使用自熔熔炼方法完成熔炼过程，在熔炼过程中仍需要对废铅酸蓄电池进行破碎、重介质分选等预处理，处理完成后，将烟灰、硫酸铅以及蓄电池处理得到的铅料进行鼓风炉烧结，这时，烧结完成的铅块内含铅量可达到80%以上。然后将烧结块投入到温度为1000摄氏度的短窑内，多次添加铅料，再进入渣熔炼阶段，这时炉渣内的铅品味为1%到2%之间，而产生的粗铅含量为87%-92%，炉渣最高含铅量不超过2%，而烟尘中的含铅量大约在6%左右。另外，氧化-还原熔炼技术也是自熔熔炼方法的一种。

3.4 其他熔炼回收技术

除了上述几种废铅酸蓄电池铅料冶炼技术外，还可以利用电解还原熔炼技术对其进行熔炼，还有碱性熔炼技术也是很多再生铅厂使用的熔炼方法之一。并且随着新技术与新设备在再生铅厂中的应用与推广，一些新的废铅酸蓄电池冶炼技术也被逐步开发应用，例如对废铅酸蓄电池进行综合回收的CX-EW技术；利用NaOH对铅膏进行脱硫的方法；对硫酸钠溶液进行电解从而产出NaOH进行循环利用等技术都在逐步改进与完善中。

4 结语

经过对几种废铅酸蓄电池含铅料的冶炼技术的分析，可以发现，对铅料进行再生冶炼的技术工艺最好根据对铅料的要求进行选择，在此基础上不断改进原有冶炼技术，提高冶炼效率与冶炼质量，推动再生铅行业的稳定健康发展。另外，相关部门也要重视对废铅酸蓄电池内含铅料的冶炼工作，要正确认识废铅酸蓄电池含铅冶炼的意义，减少废铅酸蓄电池对自然环境与生态系统的不利影响，提高废铅酸蓄电池的综合利用水平，才能更好的推动我国经济朝着健康、安全、绿色的方向发展。

[1] 匡立春.废旧铅酸蓄电池温法回收铅工艺探讨[J].中国铅锌，2016 （11） ：49-53.

[2] 黄潮，唐朝波，唐谟堂，等.废铅酸蓄电池胶泥的低温熔盐还原固硫熔炼工艺研究[J].矿冶工程，2012，32 （2） ：84-87.