含鉛危險固體廢物環保再生處理措施探討

文_潘軍 萍鄉市環科環保技術服務有限公司

錫鉛合金焊料使用、廢鉛蓄電池、礦物冶煉、立德粉生產等均屬于我國含鉛危險固體廢物主要來源。由于含鉛危險固體廢物能夠造成大氣、水體、土壤污染并破壞生態環境，近年來我國政府對含鉛危險固體廢物環保再生處理的重視程度不斷提升。提高含鉛危險固體廢物環保再生處理水平是本文開展具體研究的原因所在。

1 含鉛危險固體廢物主要來源

1.1 錫鉛合金焊料使用

錫鉛合金焊料廣泛應用于我國電子信息產品制造，但在應用錫鉛合金焊料的具體焊接過程中，高溫氧化會導致以硒鉛氧化物為主要成分的氧化渣大量產生。這種氧化渣便屬于典型的含鉛危險固體廢物，其對環境、人體均會造成較大威脅，我國環保部門早已將其列入國家強制管理的危險固體廢物范疇。

1.2 廢鉛蓄電池

廢鉛蓄電池由連接條、排氣栓、端子等零件，以及隔板、電池槽、正負極板、電解液等構成，正負極板由活性物質（PbO2、Pb、PbSO4）和柵板（鉛銻合金或其它鉛基合金）構成。在廢鉛蓄電池組成的鉛膏或填料中，活性物質填料和腐蝕后的極板占比大約為50%～55%，未被腐蝕的連接物、柵板、電極板占比則為45%～50%。

1.3 礦物冶煉

陽極沉積物、銅轉爐煙灰礦渣、鋼廠電弧爐煙灰、鋅廠廢渣等同樣屬于典型的含鉛危險固體廢物。以陽極沉積物為例，該含鉛危險固體廢物源于粗鉛電解精煉過程，含有大量Pb、Ag有價金屬、以及Au、Ag等貴金屬，由于產出率為粗鉛的1.2%～1.8%，陽極沉積物的產量較高，處理壓力也較大。

1.4 立德粉生產

作為廣泛應用的白色顏料，立德粉的生產包括硫酸鋅的制備與提純等環節，其在生產過程中產生的大量廢渣同樣屬于典型的含鉛危險固體廢物。在酸浸取氧化鋅制備硫酸鋅生產過程中，該環節會產生大量廢鉛泥，廢鉛泥排放量為單位立德粉生產量的15%～35%，主要成分為20%～30%Pb、5%～10%Zn，Pb主要形態為PbO、PbSO4。

2 含鉛危險固體廢物的主要回收技術

鉛回收技術屬于含鉛危險固體廢物環保再生處理的重點環節，火法、濕法回收技術均屬于典型的鉛回收技術。

2.1 火法回收技術

低品位立德粉浸出渣的鉛回收可以應用火法回收技術。這一技術以PbS為還原劑，PbO、PbSO4由此即可還原成鉛。在低溫堿性熔煉法的具體應用中，為避免低品位立德粉浸出渣的鉛回收過程析出SO2，并保證伴生元素的造渣，低溫堿性熔煉法的溶劑需選用NaOH，綜合熔煉溫度、渣/還原劑之比、熔煉時間、堿礦比等因素。應用低溫堿性熔煉法的低品位立德粉浸出渣粗鉛回收率能夠達到98%以上，產品鉛的純度也能夠達到99.75%以上。

除低溫堿性熔煉法外，曾在我國實現廣泛應用的廢鉛蓄電池回收鉛再生鉛銻合金、生產黃丹、紅丹并副產磷肥工藝同樣屬于典型的火法回收技術。該技術投資少、能耗低、效益高，由于采用了基于動態泡沫床的廢氣凈化裝置，鉛塵、鉛蒸汽、二氧化硫等廢氣得到了較好處理，工藝的環保性能因此得到了較好保障。

2.2 濕法回收技術

由于較高的熔煉溫度會產生大量SO2、鉛蒸汽，火法回收技術已逐漸被我國所淘汰。能源消耗較高、會產生需專門處理的危險性廢物也是火法回收技術被淘汰的原因。相較于火法回收技術，濕法回收技術近年來在我國含鉛危險固體廢物環保再生處理領域的應用日漸廣泛化，后文采用的液體覆蓋還原技術也屬于典型的濕法回收技術。應用濕法回收技術的鉛回收能夠有效避免SO2、鉛蒸汽的產生，濕法回收技術在鉛回收領域的應用價值可見一斑。

在濕法回收技術的應用中，銅轉爐煙灰礦渣環保再生處理技術可較好實現鉛鉍渣、含砷鉛鉍渣、鉛鋅鉍渣的分類，由此即可完成鉛回收。以PbSO4和PbO為主要物料組成的銅冶煉廠煉銅轉爐靜電收集煙塵鉛回收為例，這類含鉛危險固體廢物中90%的Pb以PbSO4形式存在，95%以上的As以硝酸鹽形式存在，100%的Bi以氧化鉍的形式存在，應用濕法回收技術的銅轉爐煙灰礦渣環保再生處理能夠實現鉛鉍渣分離，且Pb、Bi的回收率均能夠控制在90%以上，工藝不僅實現了高水平的Bi、Pb有價金屬回收，同時消除了此類含鉛危險固體廢物的污染。由于整個工藝采用閉路循環，使得基于濕法回收技術的銅轉爐煙灰礦渣環保再生處理過程不會產生廢氣、廢水，且能夠生產出黃丹、紅丹、堿式碳酸鉍、硝酸鉍、海綿鉍等化工產品，此類濕法回收技術近年來在我國得到了較為廣泛的應用。

3 含鉛危險固體廢物環保再生處理的具體措施

為提升研究的實踐價值，本文選擇錫鉛合金焊料使用過程產生的氧化渣作為研究對象，具體處理原理、流程和要點如下。

3.1 基本原理

考慮到直接加熱分離法早已被業界淘汰，筆者選用了液體覆蓋還原技術進行含鉛危險固體廢物環保再生處理，可避免造成二次環境污染、提高廢焊渣的回收率。式（1）、（2）展示了錫鉛氧化物的還原過程，式中的PbOx、R、Pb、OR、SnOy、Sn分別為鉛氧化物、液體還原劑、還原鉛、氧化物、錫氧化物、還原錫。值得注意的是，液體覆蓋還原技術應用的還原劑對人類和環境無害，屬于無毒有機類材料和可生物降解物質。

3.2 處理工藝流程

圖1直觀展示了含鉛危險固體廢物環保再生處理的具體流程。結合該圖不難發現，環保再生處理過程需首先對錫鉛合金焊料使用過程產生的氧化渣進行檢驗分類，以此分別對廢焊料、氧化渣料、掏鍋料進行環保再生處理。

圖1 含鉛危險固體廢物環保再生處理的具體流程

3.3 相關要點

為保證含鉛危險固體廢物環保再生處理質量，以下幾方面要點同樣需要得到重視。①安全防護。考慮到含鉛危險固體廢物環保再生處理過程采用了電加熱器，因此需重點保證用電安全，參與作業人員需穿戴絕緣手套、絕緣鞋。在環保再生處理涉及的加熱攪拌過程中，需避免加熱器中液體濺射造成工作人員受傷。在焊料出料和澆鑄過程中，同樣需避免出現高溫液體濺射問題。需要保證澆鑄鋼模的干燥，并避免地面出現積水或油污。此外，還需避免潮濕物、爆炸物混入加熱器加料作業環節，并派專人負責加熱器定期檢修。②環保措施。在裝卸和運輸含鉛危險固體廢物的過程中，必須保證包裝具有較高強度，避免散落的廢焊料造成環境污染。含鉛危險固體廢物環保再生處理作業需配備專用工具，用于及時清理散落的焊渣。值得注意的是，本文采用的含鉛危險固體廢物環保再生處理工藝可能產生污染環境的廢灰。廢灰屬于環保再生處理后廢焊料的殘余物，一般呈灰狀或小顆粒，屬于鉛錫的氧化混合物。考慮到這類混合物仍具備一定再利用價值，具體處理過程中需使用專用工具保存廢灰。由于液體覆蓋還原處理過程的溫度控制在240℃及以下，而產生鉛煙的最低溫度為400℃，因此含鉛危險固體廢物環保再生處理過程不會產生鉛煙。

4 結論

本文涉及的火法回收技術、濕法回收技術、錫鉛合金焊料使用過程產生的氧化渣環保再生處理實例等內容，提供了可行性較高的含鉛危險固體廢物環保再生處理路徑。為了進一步提高環保再生處理綜合水平，含鉛危險固體廢物對健康和生態環境存在潛在危害的現實必須得到重視，各地政府也需要為相關企業提供強有力的政策支持。