廢鉛酸蓄電池鉛料特點和冶煉技術(shù)選擇

張?zhí)煊?/p>

摘要：本文在對廢鉛酸蓄電池的主要成分及其鉛料特點分析基礎(chǔ)上，圍繞廢鉛酸蓄電池的冶煉技術(shù)及其主要技術(shù)的選擇和應用進行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：廢鉛酸蓄電池;鉛料特點;冶煉技術(shù);選擇;研究

鉛酸蓄電池是當前世界范圍內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)量以及用途范圍均比較突出的一種電池，它在汽車、電力、摩托車、通訊等領(lǐng)域都有應用，并且隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，鉛酸蓄電池在市場中占有份額及其規(guī)模也不斷擴大。值得注意的是，隨著鉛酸蓄電池生產(chǎn)數(shù)量的不斷增加以及應用范圍擴大，導致進行報廢更新的廢鉛酸蓄電池數(shù)量也越來越多，而廢鉛酸蓄電池對環(huán)境以及人類健康都存在較大的危害，如果不進行妥善的回收管理，就可能導致廢鉛算蓄電池隨意拋置所分解的重金屬與有毒成分對生態(tài)環(huán)境及人類健康產(chǎn)生嚴重威脅。為此，下文將圍繞廢鉛酸蓄電池的冶煉技術(shù)以及對廢鉛酸蓄電池冶煉技術(shù)的選擇應用進行研究，以供參考。

1廢鉛酸蓄電池的主要成分與鉛料特點分析

根據(jù)有關(guān)研究顯示，廢鉛酸蓄電池的主要組成成分及其含量分布表現(xiàn)為金屬（約28.7%）、塑殼（約5.5%）、隔板（約4.2%）、填料（約40.3%）、酸+水（約21.3%）等。其中，鉛在廢鉛酸蓄電池中的含量分布約占到60%左右，而純鉛料的組成主要以鉛連接板以及板柵、填料等最為突出。以板柵為例，其中除少量的銻元素與極少的其他金屬元素外，其余全部為鉛元素。此外，總鉛料中的鉛元素含量一般在87%左右，對板柵中脫除的混合填料即為生產(chǎn)中的鉛泥或者是鉛膏，而板柵的碎屑進入到填料中，也會對填料中的鉛含量提升起到一定的積極作用和影響。而廢鉛酸蓄電池的填料中硫酸鉛含量在填料總鉛料中約占到60%以上，金屬鉛則在填料總鉛量中占到1/3左右，此外還存在較少含量的氧化鉛等鉛成分。

總之，廢鉛酸蓄電池的主要組成成分較為簡單，并且鉛含量較高，雜質(zhì)成分的含量則相對較少，是一種以硫酸鉛與金屬鉛為主的高鉛料物體，除鉛料外還包含有少量金屬銻與氧化鉛等，對廢鉛酸蓄電池的主要組成成分及其鉛料進行冶煉和回收利用，也具有較為典型循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展特征。

2廢鉛酸蓄電池的冶煉技術(shù)與技術(shù)選擇研究

2.1 廢鉛酸蓄電池的冶煉技術(shù)

1）反應熔煉方法

反應熔煉法在廢鉛酸蓄電池鉛料的冶煉與回收利用中，以奧地利某企業(yè)所采用的旋轉(zhuǎn)環(huán)形坩堝熔煉生產(chǎn)工藝最為典型，該生產(chǎn)工藝是以高品位鉛精礦以及廢鉛酸蓄電池鉛料的冶煉和生產(chǎn)為主，此外，德國某公司在鉛冶煉與生產(chǎn)中，也采用了反應熔煉方法通過建立短窯自熔熔煉生產(chǎn)系統(tǒng)，來實現(xiàn)高鉛精礦的冶煉和生產(chǎn)。其中，上述的奧地利企業(yè)在采用反應熔煉技術(shù)進行廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉中，通過對廢鉛酸蓄電池進行機械化破碎與分選處理，利用旋轉(zhuǎn)環(huán)形坩堝爐以高鉛精礦冶煉完全相同的焙燒反應熔煉方式，對分選金屬鉛通過短窯進行冶煉，以滿足企業(yè)的生產(chǎn)以及資源回收利用需求。

2）脫硫轉(zhuǎn)化熔煉技術(shù)

其中，脫硫轉(zhuǎn)化熔煉方法在進行廢鉛酸蓄電池的有效成分提取與熔煉生產(chǎn)中，是通過對廢鉛酸蓄電池進行破碎分選與綜合回收處理后，將從電池中提取的鉛膏進行脫硫轉(zhuǎn)化，并使用反射爐進行熔煉生產(chǎn)的一種技術(shù)方法，它在歐美國家具有較為廣泛的應用，當前我國采用脫硫轉(zhuǎn)化熔煉技術(shù)進行廢鉛酸蓄電池回收利用的生產(chǎn)也得到了實踐。比如，我國湖北地區(qū)的有關(guān)企業(yè)通過從國外引進相應的破碎分選系統(tǒng)與熔煉短窯，同時配合企業(yè)內(nèi)部的其他生產(chǎn)配套設(shè)施，進行廢鉛酸蓄電池破碎分選與鉛膏醬料濕法轉(zhuǎn)化脫硫、碳酸鉛短窯熔煉無污染再生鉛生產(chǎn)線建立，并由國內(nèi)的合作單位進行生產(chǎn)技術(shù)研究和支持，取得了較好的再生鉛生產(chǎn)與廢鉛酸蓄電池回收利用效益。

3）沉淀熔煉技術(shù)

沉淀熔煉法在我國的再生鉛企業(yè)生產(chǎn)中應用較多，其在具體生產(chǎn)中所采用的生產(chǎn)設(shè)備主要為爐頂加料設(shè)置的間斷熔煉反射爐以及小型鼓風爐、坩堝爐、沖天爐等，而對廢鉛酸蓄電池的破碎分選則是通過人工拆解方法實現(xiàn)。該方法進行廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉，是通過對早期鉛精礦冶煉所應用的沉淀熔煉法與鉛冰銅反射爐處理技術(shù)進行有效借鑒和改進基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。值得注意的是，沉淀熔煉法在廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉中應用，在我國存在著一部分企業(yè)對冶煉生產(chǎn)應用的反射爐熔煉進行了一定的改進，比如對反射爐的爐床面積進行擴大或者是進行爐池加深等，但也有一些小型的企業(yè)通過人工進行廢鉛酸蓄電池分選后，只將鉛膏加入到反射爐，對金屬鉛塊和屑則使用化鉛鍋進行低溫熔化處理等等，導致國內(nèi)的再生鉛行業(yè)整體技術(shù)發(fā)展和提升受到一定的影響，還需要進一步研究和完善。

4）氧化還原熔煉方法

氧化還原熔煉法，即為當前國內(nèi)外所應用的針對硫化鉛精礦所采取的直接熔煉生產(chǎn)方法，它在多個冶煉生產(chǎn)工藝中均得到了廣泛應用。其中，氧化還原熔煉方法進行鉛精礦熔煉的具體過程主要劃分為氧化熔煉與還原熔煉兩個部分，即通過氧化熔煉實現(xiàn)較低含硫量的粗鉛產(chǎn)出，其中約包含40%至50%的鉛，而氧化渣中的鉛含量則控制在45%至50%左右;此外，還原熔煉則能夠?qū)崿F(xiàn)氧化渣中的金屬鉛還原實現(xiàn)，并進行含鉛量較低的爐渣產(chǎn)出，從而通過上述氧化熔煉與還原熔煉兩個部分，達到回收率在97%至99%的鉛熔煉回收效果。

采用氧化還原熔煉法進行廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉應用中，其比較常見的冶煉方法主要包含反射爐兩段熔煉法與反射爐鼓風爐熔煉方法等。

5）堿性熔煉方法

當前，針對鉛精礦的堿性熔煉與生產(chǎn)研究，是實現(xiàn)鉛冶煉中無污染冶煉技術(shù)研究所關(guān)注的重要內(nèi)容。其中，采用堿性熔煉法進行鉛料熔煉與回收利用中，可通過電爐或者是反射爐來實現(xiàn)。有研究顯示，鉛的直收率相對較高，對渣料以及鈉冰銅通過水浸與碳酸化處理后，其碳酸鈉再生可回收耗堿量在88%至95%之間，而將浸出液進行蒸發(fā)濃縮形成結(jié)晶，也能夠?qū)崿F(xiàn)約91%的鈉回收，從而將其作為選礦生產(chǎn)中的浮選藥劑進行使用。此外，根據(jù)國內(nèi)一些小型的鉛冶煉企業(yè)進行高鉛精礦生產(chǎn)的實踐經(jīng)驗來看，通過堿性熔煉法進行鉛冶煉與回收生產(chǎn)，其在生產(chǎn)過程中所排放煙氣中的二氧化硫含量也相對較少。由此可見，堿性熔煉法進行鉛冶煉與回收生產(chǎn)應用，具有較好的可行性。

除上述情況外，當前也有其他的試驗結(jié)果驗證顯示，進行廢鉛酸蓄電池中的鉛料回收采用堿性熔煉法，并且以碳酸鈉使用量控制為2%至4%、溫度設(shè)定在100至150℃、合理控制還原劑的使用量等作為條件，其鉛直收率能夠達到94%以上，還能夠從水浸渣中實現(xiàn)部分鉛回收，具有較好的回收利用效益。

2.2 廢鉛酸蓄電池冶煉技術(shù)選擇分析

根據(jù)上述對廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉的主要技術(shù)方法分析，不難看出當前進行廢鉛酸蓄電池鉛料冶煉的技術(shù)方法較為多樣，并且對同一技術(shù)可采用不同生產(chǎn)與設(shè)備進行生產(chǎn)實現(xiàn)，其生產(chǎn)過程中對鉛料的分選程度也存在較大的差異，而我國的再生鉛生產(chǎn)中是以反射爐鐵屑沉淀熔煉方法應用最為普遍，這種方法進行鉛料冶煉雖然比較方便，但明顯不符合生產(chǎn)發(fā)展的實際需求，需要進一步研究和完善。此外，在上述各種冶煉技術(shù)中，對廢鉛酸蓄電池鉛料的氧化還原熔煉以及堿性熔煉方法，前者不僅備料簡單并且技術(shù)較為成熟，具備連續(xù)熔煉等特征優(yōu)勢，進行冶煉生產(chǎn)的產(chǎn)品性能與鉛酸蓄電池工業(yè)發(fā)展的實際需求也相互適應，后一種技術(shù)在冶煉生產(chǎn)中能夠通過碳酸鈉作用發(fā)揮，降低其熔煉的溫度，還可以利用渣鈉冰銅進行硫化鉛冶煉，冶煉產(chǎn)出的副產(chǎn)品硫化鈉也能夠作為礦選藥劑進行使用，因此，具有更加廣闊的應用優(yōu)勢和發(fā)展前景。

3結(jié)束語

總之，對廢鉛酸蓄電池鉛料特點與冶煉技術(shù)選擇的研究，有利于促進廢鉛酸蓄電池的綜合回收與利用實現(xiàn)，更好的滿足當前環(huán)境下企業(yè)生產(chǎn)中各種資源充分利用以及生產(chǎn)成本控制、生產(chǎn)效益提升等發(fā)展趨勢，順應我國社會經(jīng)濟建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護、資源節(jié)約協(xié)同發(fā)展的戰(zhàn)略要求，具有十分突出的積極作用和意義。

參考文獻

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