废铅酸蓄电池铅料特点和冶炼技术选择

张天宇

摘要：本文在对废铅酸蓄电池的主要成分及其铅料特点分析基础上，围绕废铅酸蓄电池的冶炼技术及其主要技术的选择和应用进行研究，以供参考。

关键词：废铅酸蓄电池;铅料特点;冶炼技术;选择;研究

铅酸蓄电池是当前世界范围内生产产量以及用途范围均比较突出的一种电池，它在汽车、电力、摩托车、通讯等领域都有应用，并且随着经济的不断发展，铅酸蓄电池在市场中占有份额及其规模也不断扩大。值得注意的是，随着铅酸蓄电池生产数量的不断增加以及应用范围扩大，导致进行报废更新的废铅酸蓄电池数量也越来越多，而废铅酸蓄电池对环境以及人类健康都存在较大的危害，如果不进行妥善的回收管理，就可能导致废铅算蓄电池随意抛置所分解的重金属与有毒成分对生态环境及人类健康产生严重威胁。为此，下文将围绕废铅酸蓄电池的冶炼技术以及对废铅酸蓄电池冶炼技术的选择应用进行研究，以供参考。

1废铅酸蓄电池的主要成分与铅料特点分析

根据有关研究显示，废铅酸蓄电池的主要組成成分及其含量分布表现为金属（约28.7%）、塑壳（约5.5%）、隔板（约4.2%）、填料（约40.3%）、酸+水（约21.3%）等。其中，铅在废铅酸蓄电池中的含量分布约占到60%左右，而纯铅料的组成主要以铅连接板以及板栅、填料等最为突出。以板栅为例，其中除少量的锑元素与极少的其他金属元素外，其余全部为铅元素。此外，总铅料中的铅元素含量一般在87%左右，对板栅中脱除的混合填料即为生产中的铅泥或者是铅膏，而板栅的碎屑进入到填料中，也会对填料中的铅含量提升起到一定的积极作用和影响。而废铅酸蓄电池的填料中硫酸铅含量在填料总铅料中约占到60%以上，金属铅则在填料总铅量中占到1/3左右，此外还存在较少含量的氧化铅等铅成分。

总之，废铅酸蓄电池的主要组成成分较为简单，并且铅含量较高，杂质成分的含量则相对较少，是一种以硫酸铅与金属铅为主的高铅料物体，除铅料外还包含有少量金属锑与氧化铅等，对废铅酸蓄电池的主要组成成分及其铅料进行冶炼和回收利用，也具有较为典型循环经济发展特征。

2废铅酸蓄电池的冶炼技术与技术选择研究

2.1 废铅酸蓄电池的冶炼技术

1）反应熔炼方法

反应熔炼法在废铅酸蓄电池铅料的冶炼与回收利用中，以奥地利某企业所采用的旋转环形坩埚熔炼生产工艺最为典型，该生产工艺是以高品位铅精矿以及废铅酸蓄电池铅料的冶炼和生产为主，此外，德国某公司在铅冶炼与生产中，也采用了反应熔炼方法通过建立短窑自熔熔炼生产系统，来实现高铅精矿的冶炼和生产。其中，上述的奥地利企业在采用反应熔炼技术进行废铅酸蓄电池铅料冶炼中，通过对废铅酸蓄电池进行机械化破碎与分选处理，利用旋转环形坩埚炉以高铅精矿冶炼完全相同的焙烧反应熔炼方式，对分选金属铅通过短窑进行冶炼，以满足企业的生产以及资源回收利用需求。

2）脱硫转化熔炼技术

其中，脱硫转化熔炼方法在进行废铅酸蓄电池的有效成分提取与熔炼生产中，是通过对废铅酸蓄电池进行破碎分选与综合回收处理后，将从电池中提取的铅膏进行脱硫转化，并使用反射炉进行熔炼生产的一种技术方法，它在欧美国家具有较为广泛的应用，当前我国采用脱硫转化熔炼技术进行废铅酸蓄电池回收利用的生产也得到了实践。比如，我国湖北地区的有关企业通过从国外引进相应的破碎分选系统与熔炼短窑，同时配合企业内部的其他生产配套设施，进行废铅酸蓄电池破碎分选与铅膏酱料湿法转化脱硫、碳酸铅短窑熔炼无污染再生铅生产线建立，并由国内的合作单位进行生产技术研究和支持，取得了较好的再生铅生产与废铅酸蓄电池回收利用效益。

3）沉淀熔炼技术

沉淀熔炼法在我国的再生铅企业生产中应用较多，其在具体生产中所采用的生产设备主要为炉顶加料设置的间断熔炼反射炉以及小型鼓风炉、坩埚炉、冲天炉等，而对废铅酸蓄电池的破碎分选则是通过人工拆解方法实现。该方法进行废铅酸蓄电池铅料冶炼，是通过对早期铅精矿冶炼所应用的沉淀熔炼法与铅冰铜反射炉处理技术进行有效借鉴和改进基础上实现的。值得注意的是，沉淀熔炼法在废铅酸蓄电池铅料冶炼中应用，在我国存在着一部分企业对冶炼生产应用的反射炉熔炼进行了一定的改进，比如对反射炉的炉床面积进行扩大或者是进行炉池加深等，但也有一些小型的企业通过人工进行废铅酸蓄电池分选后，只将铅膏加入到反射炉，对金属铅块和屑则使用化铅锅进行低温熔化处理等等，导致国内的再生铅行业整体技术发展和提升受到一定的影响，还需要进一步研究和完善。

4）氧化还原熔炼方法

氧化还原熔炼法，即为当前国内外所应用的针对硫化铅精矿所采取的直接熔炼生产方法，它在多个冶炼生产工艺中均得到了广泛应用。其中，氧化还原熔炼方法进行铅精矿熔炼的具体过程主要划分为氧化熔炼与还原熔炼两个部分，即通过氧化熔炼实现较低含硫量的粗铅产出，其中约包含40%至50%的铅，而氧化渣中的铅含量则控制在45%至50%左右;此外，还原熔炼则能够实现氧化渣中的金属铅还原实现，并进行含铅量较低的炉渣产出，从而通过上述氧化熔炼与还原熔炼两个部分，达到回收率在97%至99%的铅熔炼回收效果。

采用氧化还原熔炼法进行废铅酸蓄电池铅料冶炼应用中，其比较常见的冶炼方法主要包含反射炉两段熔炼法与反射炉鼓风炉熔炼方法等。

5）碱性熔炼方法

当前，针对铅精矿的碱性熔炼与生产研究，是实现铅冶炼中无污染冶炼技术研究所关注的重要内容。其中，采用碱性熔炼法进行铅料熔炼与回收利用中，可通过电炉或者是反射炉来实现。有研究显示，铅的直收率相对较高，对渣料以及钠冰铜通过水浸与碳酸化处理后，其碳酸钠再生可回收耗碱量在88%至95%之间，而将浸出液进行蒸发浓缩形成结晶，也能够实现约91%的钠回收，从而将其作为选矿生产中的浮选药剂进行使用。此外，根据国内一些小型的铅冶炼企业进行高铅精矿生产的实践经验来看，通过碱性熔炼法进行铅冶炼与回收生产，其在生产过程中所排放烟气中的二氧化硫含量也相对较少。由此可见，碱性熔炼法进行铅冶炼与回收生产应用，具有较好的可行性。

除上述情况外，当前也有其他的试验结果验证显示，进行废铅酸蓄电池中的铅料回收采用碱性熔炼法，并且以碳酸钠使用量控制为2%至4%、温度设定在100至150℃、合理控制还原剂的使用量等作为条件，其铅直收率能够达到94%以上，还能够从水浸渣中实现部分铅回收，具有较好的回收利用效益。

2.2 废铅酸蓄电池冶炼技术选择分析

根据上述对废铅酸蓄电池铅料冶炼的主要技术方法分析，不难看出当前进行废铅酸蓄电池铅料冶炼的技术方法较为多样，并且对同一技术可采用不同生产与设备进行生产实现，其生产过程中对铅料的分选程度也存在较大的差异，而我国的再生铅生产中是以反射炉铁屑沉淀熔炼方法应用最为普遍，这种方法进行铅料冶炼虽然比较方便，但明显不符合生产发展的实际需求，需要进一步研究和完善。此外，在上述各种冶炼技术中，对废铅酸蓄电池铅料的氧化还原熔炼以及碱性熔炼方法，前者不仅备料简单并且技术较为成熟，具备连续熔炼等特征优势，进行冶炼生产的产品性能与铅酸蓄电池工业发展的实际需求也相互适应，后一种技术在冶炼生产中能够通过碳酸钠作用发挥，降低其熔炼的温度，还可以利用渣钠冰铜进行硫化铅冶炼，冶炼产出的副产品硫化钠也能够作为矿选药剂进行使用，因此，具有更加广阔的应用优势和发展前景。

3结束语

总之，对废铅酸蓄电池铅料特点与冶炼技术选择的研究，有利于促进废铅酸蓄电池的综合回收与利用实现，更好的满足当前环境下企业生产中各种资源充分利用以及生产成本控制、生产效益提升等发展趋势，顺应我国社会经济建设与生态环境保护、资源节约协同发展的战略要求，具有十分突出的积极作用和意义。

参考文献

[1]刘伟锋，张坤坤，邓循博，等.类铝冶金的废铅膏低温还原清洁炼铅的技术思路[J].中国有色金属学报，2019，29（4）：810-820.