鉛蓄電池行業清潔生產審核技術的探討

程 城

（江蘇省環境科學研究院，江蘇 南京 210036）

鉛蓄電池行業清潔生產審核技術的探討

程 城

（江蘇省環境科學研究院，江蘇 南京 210036）

鉛蓄電池行業所屬的行業為機械及器材制造。不過鉛蓄電池的生產過程會對環境造成一定的影響，主要生產過程中會產生一定的鉛塵廢氣和鉛煙廢氣，對大氣環境和人體都有一定的危害，所以在鉛蓄電池企業實施清潔生產不僅可以降低能耗、物耗，更重要的是有助于改善大氣環境和最大限度地降低對員工健康的威脅，企業通過產品結構升級，加快轉變方式，淘汰落后工藝，采用先進技術，提高電池行業發展質量和效益，成為鉛蓄電池行業尋求發展之路的重要方式。

清潔生產；鉛蓄電池行業；鉛塵廢氣

近年來，我國多地頻發嚴重霧霾天氣，亟待解決，這背后折射出的是以石化能源為主宰的發展方式已經超出了環境的承載負荷，發展風電行業、光伏行業迫在眉睫。預計到2020年，風電裝機將達到2億千瓦，光伏裝機達到1億千瓦左右。“各種相關政策已經對市場釋放出積極信號”，中國電池工業協會理事長韓作梁表示，“儲能電池行業未來市場潛力不可限量。”因此鉛蓄電池的生產在尋求新能源開發中具有舉足輕重的作用。目前國內鉛蓄電池企業較多，大部分生產水平較高，本文詳細探討一下如何做好鉛蓄電池行業清潔生產審核工作。

1 鉛蓄電池行業清潔生產審核行業依據

（1）《鉛蓄電池行業規范條件》中華人民共和國工業和信息化部，2015年12月15日；（2）電池行業清潔生產評價指標體系，國家發展改革委、國家環境保護部、國家工業和信息化部，2015年第36號公告；（3）《電池工業污染物排放標準》（GB 30484-2013）；（4）《鉛蓄電池廠衛生防護距離標準》（GB 11659-89）；（5）《工業企業設計衛生標準》（GBZ1-2010）；（6）《職業性接觸毒物危害程度分級》（GBZ230-2010）；（7）《生產過程安全衛生要求總則》（GB12801-91）；（8）《鉛作業安全衛生規程》（GB 13746-2008）。

2 鉛蓄電池行業通用工藝流程介紹

（1）鉛粉制造過程。將倉庫鉛錠通過軌道式自動運輸線送至鉛粉生產工序—熔化—鑄鉛球—磨粉—鉛粉。

具體工藝過程為：首先將鉛錠在熔鉛爐中熔化，控制鉛液的溫度在400℃～450℃之間，已熔的鉛液經出料口自動流入鑄鉛球機，從鑄鉛球機中得到鉛球，制得的鉛球再經過鉛粉機的研磨和氧化而形成鉛粉。

熔鉛爐熔化過程產生鉛煙以及鉛渣，球磨機球磨過程產生鉛塵。

（2）板柵鑄造。將倉庫鉛錠經過軌道式自動運輸線送至板柵生產工序，將正負極板柵所用的鉛合金，分別投入自動鑄板機合金鍋中融化、保溫、通過封閉自動定量輸送、注模、成型、脫模、自動裁切等連續重復動作，完成蓄電池用板柵有規律的生產。熔鉛爐熔化過程產生鉛煙以及鉛渣，板柵鑄造過程產生鉛煙。

（3）鉛膏、涂片制造。將正負極板柵利用叉車、鉛粉通過密閉的螺旋攪龍送至全自動和膏機組，將鉛膏制造所需要的鉛粉、稀硫酸、純水、各種添加劑等經過自動稱量，封閉輸送加入和膏機內，按照工藝要求設定自動程序，依照自動程序所規定的先后順序完成充分混合的和膏過程，生產出半成品鉛膏，將鉛膏均勻送入涂板機，涂到板柵表面，壓制成極板。在涂片的同時進行淋酸，以防止黏連，涂片以后的生極板進干燥窯進行表面干燥。采用真空和膏機，不產生鉛塵，涂片過程產生鉛泥，設備沖洗產生含鉛廢水。因生極板上淋的稀硫酸已與極板上的氧化鉛進行反應，極板表面沒有硫酸，因此，干燥過程僅有水蒸汽，沒有硫酸霧。

（4）固化、干燥制造。將填涂好的極板用叉車送入由全自動程序控制溫度、濕度和時間的專用房間（固化、干燥室）中，按照工藝要求在一定的濕度、溫度條件下，通過控制各階段的時間對極板完成物理和化學變化的過程，使經過固化干燥后的極板滿足生產和技術的要求，此過程對極板的強度、活性物質的壽命、電池的放電初始容量會產生較大的影響。固化過程蒸汽冷凝產生含鉛廢水。

（5）極板化成干燥。將固化干燥結束后的連片生極板，通過化成生產線，在稀硫酸里面進行化成充電。然后化成結束后的極板進入無氧干燥機進行干燥?；蛇^程中稀硫酸會產生硫酸霧。干燥過程中間會產生蒸汽冷凝的含鉛廢水。無氧干燥機的好處是從化成槽取出的極板直接干燥，從而減少了大量的沖洗廢水。

（6）刷耳分片拋光。將固化干燥結束后的連片生極板，通過軌道式自動運輸線送至分板滾切刷板工序，經全自動滾切機切成小片，然后再將小片極板的四周殘留的毛刺和干鉛膏用鋼絲輪打磨干凈的過程。部分極板經過分片機分成小片，然后再將小片極板的四周殘留的毛刺和干鉛膏用鋼絲輪打磨干凈。滾切刷板以及分片拋光的過程產生鉛塵。

（7）熟極板包極群。極板通過軌道式自動運輸線送至包片工序，使用規定尺寸的超細玻璃纖維隔板紙在人工或者半自動包片機上將正負極板機械隔開包裹，裝入極群盒。包片過程產生鉛塵。

（8）電池裝配入槽。用全自動焊接設備將裝入夾具的極群，利用焊接工具，完成鎖緊、定位，將極耳牢固熔焊在一起并自動進行裝槽。鑄焊過程產生鉛煙。

（9）電池封裝。通過密封膠將上蓋與底槽黏接在一起，放入干燥線進行干燥。再將干燥好的電池，用O形密封圈套入極柱上，并壓裝到位，用電烙鐵把極柱與接線片焊接在一起，然后用色膠將正負極區分干燥。

（10）制水。將自來水通過一級過濾、二級過濾、電滲析處理、陰陽離子交換樹脂處理，最終將水中對蓄電池有害的金屬離子元素去除的過程，使被處理后的純水達到滿足蓄電池技術和生產的要求。制水過程產生離子交換濃水。

（11）配酸。將分析純的濃硫酸和純水，根據工藝規定的密度要求，按照（酸和水）規定的比例，通過封閉管道定量注入自動配酸機中混合、冷卻、微調密度，使生產的半成品為符合生產技術要求的稀硫酸。配酸系統為密封管道操作，不產生無組織排放。

（12）加酸。將組裝完成的電池通過軌道式自動運輸線送至加酸工序，接通電源和氣源，將配制好的稀硫酸抽入加酸機儲酸箱中，開啟加酸機電源（真空泵處于關斷狀態），真空加酸機的酸泵開始工作，從儲酸箱上酸，調整加酸機前面的電腦面板上的工藝編號到所需號碼，將電池對應定位于加酸機注液頭下方，將稀硫酸注入電池內。加酸過程是在封閉環境中自動化加酸，不產生酸霧。

（13）充電。將加酸完成的電池通過履帶式自動運輸線送至充電工序。加酸后的蓄電池，使用專用充放電機進行充電，經過3階段充電2階段放電，充電后抽酸等工序，使極板和硫酸充分反應，積蓄符合工藝要求的化學能量。然后將蓄電池容量檢驗數據做好記錄，容量符合出廠標準?；蛇^程有少量氫氣從電池中排出，帶出極少量硫酸霧，化成過程產生放熱反應，電池需放入水槽用循環冷卻水冷卻，產生少量排水，抽出的廢酸進入污水處理站處理。

（14）配組包裝。蓄電池經過充放電后，按照靜置時間要求靜置，根據充放電容檢記錄將蓄電池容量基本一致，開路電壓基本一致的蓄電池配成電動車需要的電池組。蓄電池配組完成后采用自動電池清洗機對電池進行表面清潔，然后進行日期噴碼，按照同組蓄電池裝入同一包裝箱，包裝箱內附有合格證、說明書等相關文件，經檢驗用膠帶封箱。

3 鉛蓄電池行業清潔生產推廣技術

（1）降低鉛回收環節環境污染；（2）鉛塵、鉛煙處理效率的提高；（3）研發生產過程中的鉛渣酸氣的控制技術；（4）大力開展中水回用，使生產廢水達到零排放；（5）極板制造過程中會產生不良極板處理后回用到生產。

4 鉛蓄電池行業審核過程中關注點

（1）鉛蓄電池行業屬于涉及重金屬的行業，需重點關注企業廢氣中的鉛塵、鉛煙等是否超標排放和是否超環評總量和排污許可證總量。（2）鉛蓄電池行業廢氣排放源較多，主要污染物為鉛塵、鉛煙，審核過程中重點關注廢氣污染物排放量大、無組織排放較多的生產環節和有組織排放廢氣的處理情況。（3）對照電池行業清潔生產評價指標體系，分析企業的生產工藝與裝備要求、資源能源利用指標、產品指標、污染物產生指標、廢水回用率、廢物回收利用指標、環境管理要求等。（4）根據《鉛蓄電池廠衛生防護距離標準》，描述防護距離內有無居民等防護對象，評述企業有無環境違法違規事項發生。

5 電池行業清潔生產評價指標體系

中華人民共和國環境保護行業標準《清潔生產標準-鉛蓄電池工業》（HJ447-2008）已于2015年12月廢除，這里對照電池行業清潔生產評價指標體系，國家發展改革委、國家環境保護部、國家工業和信息化部，2015年第36號公告。

鉛蓄電池行業清潔生產評價指標體系的各評價指標、評價基準值和權重值見電池行業清潔生產評價指標體系中的表1、表5。

表1內容包括生產工藝及設備要求、資源和能源消耗指標、資源綜合利用指標、產品特征指標、污染物控制指標；表5內容包括清潔生產管理指標。

根據《鉛蓄電池行業規范條件》（中華人民共和國工業和信息化部，2015年12月15日），Y值必需≥85分，限定性指標全部滿足Ⅱ級基準值要求及以上，才能夠達到國內先進水平。

6 電池行業清潔生產典型方案

6.1 自主研發鑄板鉛渣全密閉過濾回收裝置

6.1.1 方案內容

某公司的廢氣主要是生產過程中產生鉛塵，鑄板鑄焊車間是鉛塵排放的主要車間，根據前面預評估的介紹，鉛塵主要的處理方式是通過回轉反吹布袋除塵器進行處理，除塵效果達到99.2%。對于蓄電池生產的企業，減少鉛塵的排放是主要的，因為鉛是有毒的重金屬，經驗表明，多提高0.1%的處理效率，就能夠減少對人體和周圍環境的影響。

公司領導經過商量決定，準備自主研發鑄板鉛渣全密閉過濾回收裝置來提高除塵效率，球磨熔鉛改造為鉛塵冷卻，過濾不良極板膏柵分離回用設備，安裝掛條冷壓回用設備，掛條冷壓回用設備的型號Y83-3150、產地江陰、功率30KW，還有兩臺廣東生產的震動篩，功率為3KW，實現了鑄板鉛渣在打撈、收集、過濾過程的全密閉作業。

6.1.2 主要設備及投資

投入52萬元，安裝一臺掛條冷壓回用設備，安裝兩臺震動篩。

6.1.3 效果

除塵效率由99.2%提高到99.5%，鉛塵的減少量為0.014t/ a，較明顯地減少了對人體的危害和對環境的污染。

能夠使鉛渣過濾后30%進行回用，根據板柵鑄造工段會產生245t/a的鉛渣計算，能夠回用73.5t/a鉛渣。

6.2 球磨熔鉛改造為鉛錠冷切造粒

6.2.1 方案內容

某公司熔鉛過程一直采用的是球磨熔鉛，長期運行下來會帶來一些不足：鉛煙排放較大、用電量較大、電解鉛的利用率還有提高的空間。

為了不斷地向高水平蓄電池生產企業看齊，使本公司能夠進一步達到國際先進水平，公司領導經過市場調研和內部討論，決定將球磨熔鉛改造為鉛錠冷切造粒，具體投入的設備為安徽華鼎公司生產的鉛錠冷切機，型號為HDG-2。

6.2.2 主要設備投入

投入55萬元，安裝一臺鉛錠冷切機設備。

6.2.3 效果

鉛煙的排放量為0.018t/a，減少量在50%左右，這樣可以減少鉛煙的排放量為0.009t/a，電解鉛的利用率將提高0.8%，這樣可以減少鉛渣的產生約18t/a。

使電解鉛的利用率將提高0.8%，根據2014年電解鉛的使用量9200t/a，可以節約電解鉛的使用7.36t/a，根據電解鉛的價格3.6萬元/t計算，能夠產生效益26.49萬元/a，還可以節約用電約95萬度/t，根據電的價格0.7元/度，可以節約66.5萬元/a，一共能產生經濟效益92.99萬元/a。

6.3 生產過程中不良極板在密閉狀態下進行膏柵分離回用

6.3.1 方案內容

本公司極板制造過程中會產生不良極板，產生不良極板的量為63.5t/a，這部分都作為固體廢棄物外賣給有關單位的，外賣的價格比較低，更重要的是這些不良極板都沒有回用到生產，這些都是非常好的生產原料。

公司領導發現了這個問題，決定將不良極板處理后回用到生產。具體購買了兩臺膏柵分離回用設備，型號為XYGSFL-4，產地為浙江長興，這樣能夠在密閉狀態下進行膏柵分離后能夠達到98%回用，提高利用率達到18%，大大提高原材料的利用率。

6.3.2 主要設備及投資

投入35萬元，安裝兩臺膏柵分離回用設備。

6.3.3 效果

在密閉狀態下進行膏柵分離后能夠達到98%回用，能夠減少不良極板的產生98%，根據產生量63.5t/a，這樣可以減少不良極板的產生62.2t/a。

減少不良極板的產生62.2t/a，根據改造前外賣的價格0.7萬元/t，而方案實施后不良極板回用能夠節約大約1.9萬元/t，根據差價1.2萬元/t，能夠產生效益74.64萬元/a。

6.4 涂板危險固廢的綜合利用

6.4.1 方案內容

涂板過程具體工藝介紹為：在涂片的同時進行淋酸，以防止黏連，涂片以后的生極板進干燥窯進行表面干燥。本公司采用真空和膏機，不產生鉛塵，涂片過程產生鉛泥，設備沖洗產生含鉛廢水。因生極板上淋的稀硫酸已與極板上的氧化鉛進行反應，極板表面沒有硫酸。這個過程最大的產污是產生危險固廢鉛泥，產生量較大，雖然鉛泥是固體廢物，不過含鉛量不低，是可以經過處理得到有用的物質。經過商量決定，準備對涂板淋酸產生的危險固廢，在含有大量的硫酸的提下，經過沉淀，打入酸堿中和罐內進行中和反應，反應方程式為：PbSO4+2NaOH=Pb（OH）2+Na2SO4，經過兩臺高速剪切機進行剪切，剪切后打入沉淀罐，經過自然沉淀后，將表面溶液排出，然后經過多次水洗，洗掉水中一部分硫酸鈉，當水中的硫酸鉛和硫酸鈉含量小于≤1.5%時，將鉛泥用兩臺水泵提升至一臺壓濾機內進行壓濾處理除水，得到塊狀的鉛泥。然后按照一定的比例添加到和膏機中再次利用。

6.4.2 主要設備及投資

投入50.9萬元，安裝兩臺高速剪切機、兩臺水泵、一臺壓濾機等設備。

6.4.3 效果

能夠較明顯地減少危險固廢鉛泥的產生，根據前面描述，鉛泥的產生量減少為840t，達到了鉛危險廢物的再生利用和減少了鉛危險固廢的運輸，降低了鉛危險固廢對環境的影響風險。

本方案能夠減少鉛泥的產生量840t/a，根據鉛泥回收的價格是純鉛的50%（純鉛的價格為1.4萬元/t），鉛泥的回收效益為0.7×840=588萬元/a，另外還可以減少鉛泥的處置費用，根據處置價格0.12萬元/a，能夠節約100.8萬元/a，一共能產生經濟效益688.8萬元/a。

Discussion on Clean Production Audit Tec?nology of Lead Battery Industry

C?eng C?eng
（Environmental Science Researc? Institute of Jiangsu Province，Nanjing 210036，C?ina）

Lead acid storage battery industry belongs to t?e mac?inery and equipment manufacturing industry. However，t?e production process of lead acid battery will cause a certain impact on t?e environment as ex?aust fumes including lead dust and lead smoke are ?armful to environment and ?uman. So t?e implementation of cleaner production in lead acid battery enterprise can not only reduce energy consumption and material consumption，but more importantly ?elp to improve t?e atmosp?eric environment and furt?est decrease t?e t?reat to t?e ?ealt? of employees. Enterprises could conduct several measures，suc? as t?e upgrading of t?e product structure，t?e speeding up of t?e transformation way，t?e elimination of backward tec?nology and t?e using of advanced tec?nology，to improve t?e development quality and efficiency of battery industry. T?at could become an important way of seeking sustainable development in lead acid storage battery industry.

cleaner production； lead acid battery industry； ex?aust fume of lead dust

程城（1980— ），男，江蘇鹽城，本科，工程師；研究方向：清潔生產審核和環境影響評價。