本发明涉及再生铅冶炼技术领域，具体涉及一种高效节能再生铅冶炼工艺。
背景技术：
目前，国内再生铅厂大约有近300家，但上万吨规模的不多，小厂平均生产能力为1000吨/年左右。国内的再生铅厂家，生产规模小，技术水平低，绝大部分厂家采用小型反射炉冶炼，一些小企业，个体户甚至采用原始的土炉土窑冶炼。具体冶炼方法是：将铅金属与铅渣灰混合进入窑炉冶炼，大量的低温即可熔化的铅金属和熔铸铅渣一起进行高温冶炼，冶炼过程中以烟煤为燃料，加入无烟煤和铁屑作为配料，每炉投料约2-4吨，平均煤耗560千克标煤/吨铅。这些规模小、产量低、工艺及环保设备简陋的再生铅厂，金属铅的回收率只有80％，综合能耗高达600kg标煤/吨铅，产生大量弃渣中高达8％以上的含铅无法得到再回收利用，锑等有色金属50％未回收利用。每年有十万吨计的铅流失或排放到环境中，严重地浪费了资源，消耗了能源。世界上一些先进国家再生铅工业在上世纪80年代就已走向生产规模化、工艺清洁无害化的良性发展之路。主要采用的工艺流程是：废旧电池→破碎分选→铅膏脱硫→短窑冶炼→精炼→产品。近些年中国大规模引进或自主开发了机械破碎分选废旧电池工艺和设备，但对于碳酸化的铅膏没有很理想的处理工艺，其中有引进的短窑因工艺稳定控制难度大没有成功的实例；国内自主开发的双室节能圆炉则单炉规模受限和成本较高；采用直接炼铅用的侧吹炉则投资较大和工艺控制要求较高，并且能耗较大。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种清洁高效节能再生铅冶炼工艺，实现Pb、Ag、Cu、Sb及Sn元素的高效回收，排放尾气和操作环境都达到国家环保要求。本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种高效节能再生铅冶炼工艺，包括以下步骤:(1)将碳酸化铅膏混合料和熔剂进行配料后通过圆盘制粒机进行制粒，得到铅膏粒，铅膏粒的湿度在7～8％，粒径为30～100mm，从加料口送入富氧熔炼炉中进行熔炼；在加料的同时加入有熔炼助剂，其中熔炼助剂的加入量占铅膏粒重量的1-2％；其中碳酸化铅膏混合料的选取应使所产生的高温熔融铅渣的渣型按质量比计为：Pb≤2％，Fe/SiO2＝1～1.4％，Ca0/SiO2＝0.4～0.8％；(2)将富氧熔炼炉所需的富氧气体通过富氧喷枪从富氧熔炼炉的富氧气体喷入口喷入所述富氧熔炼炉内，控制富氧熔炼炉的反应区温度为1200℃-1250℃；(3)所述碳酸化铅膏混合料经富氧熔炼炉熔炼后，产生出粗铅、高温熔融铅渣和含低浓度SO2的烟气；上述含低浓度SO2的烟气经冷却器冷却后得到一级烟尘和一级烟气，其中一级烟尘返回步骤(1)中重新制粒熔炼；一级烟气经布袋除尘器处理后得到二级烟尘和二级烟气，其中二级烟尘返回步骤(1)中重新制粒熔炼，二级烟气送脱硫系统处理后再经净化装置净化后的尾气直接排放即可。上述粗铅通过所述富氧熔炼炉的放铅口放出铸锭，粗铅锭通过火法精炼和电解精炼得到富集铜浮渣、精炼精铅和阳极泥；对富集铜浮渣处理回收得到铅、铜、锡金属，对阳极泥处理回收得到铅、锑、银金属。上述高温熔融铅渣通过富氧熔炼炉的放渣口放出水淬后外售水泥厂为原料；本发明还提供实现上述高效节能再生铅冶炼工艺的设备，包括富氧熔炼炉、进料设备、渣水淬设备、冷却设备、收尘设备和脱硫设备。所述富氧熔炼炉为立式矩形结构，其顶部设有加料口，前侧底部设有放铅口；所述富氧熔炼炉的侧部设有富氧气体喷入口，所述富氧喷枪设置在所述富氧熔炼炉的富氧气体喷入口处。所述放铅口和放渣口处设有通风设备。所述净化装置内设有净化室，所述净化室底部设有进气口，顶部设有出气口，所述净化室内设置有过滤针刺毡，在所述过滤针刺毡上浸渍有气体过滤剂，对烟气中的有害气体进行过滤，达标后排放；所述气体过滤剂是由以下重量的组分制成：磁化水500g、纳米陶瓷粉80g、阴离子淀粉40g、AKD乳液30g、生香酵母粉60g、纳米级硅藻土100g、受阻胺光稳定剂10g、邻苯二甲酸二丁酯30g、羟丙基-β-环糊精15g、纳米氮化硅35g、羟丙甲基纤维素15g、茶叶生物碱8g、水性导电石墨乳15g。为进一步提高所述涤纶过滤针刺毡的理化性能，针刺毡需经气体过滤剂浸渍后再烘干处理，针刺毡通过气体过滤剂浸渍液的速度为0.5～2m/min，烘干采用三段式温区进行烘干，温度要求：第一温区的温度为110-120℃，时间15分钟；第二温区的温度为95-110℃，时间为10分钟；第三温区的温度90-95℃，时间为15分钟。该方法制得的涤纶过滤针刺毡具有良好的气体净化效果，特别适合铅冶炼产生的尾气，使得排放后的尾气无任何污染物，对大气环保，对人体无伤害。所述熔炼助剂由以下重量的组分制成：稀土氧化物50g、焦炭300g、磷钨酸80g、石灰石80g、铁矿石200g、海泡石粉70g、碳化硅40g、粉煤灰60g。本发明的有益效果是：(1)综合回收效果好，环保好本发明由于使用的富氧熔炼炉，碳酸化的铅膏和熔剂配合制粒后直接入炉，过程扬尘小，铅渣流动性好，整个生产过程中产出的铅烟尘均密封输送返回配料，有效防止了铅烟尘的弥散；同时，在放铅口和放渣口设通风设备，以防止铅蒸汽的扩散。本发明的创新点在于利用富氧熔炼炉的高反应温度强化了铅膏过程反应，提出最佳渣型设计，并形成高温熔池，确保铅渣反应好、流动性好、沉降分离好，Cu、Ag、Sb、Sn更容易进入粗铅中，提高各种元素的综合回收，资源综合利用率达到90％以上，铅回收率更可达到98.5％以上，减少铅等重金属的外排量，环保好。(2)能耗低本发明中富氧熔炼炉产出的高温烟气采用上部料柱回收余热，且炉料处理量远高于反射炉，热利用效率高，能源消耗量相应大幅减少。(3)投资省与国内外其他较先进的再生铅回收工艺相比，本发明设备、技术软件和厂房费用低，基建投资省，相同生产规模投资可节省40％～70％。(4)生产成本低与国内外较先进的再生铅冶炼工艺相比，由于本发明基建投资省，折旧费用低，同时采用富氧烟气量少且尾气温度低带走的热浪费小，工艺简单易操作回收率高，故生产成本低。附图说明图1为本发明工艺流程示意图。具体实施方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。如图1所示，一种高效节能再生铅冶炼工艺，包括以下步骤:(1)将碳酸化铅膏混合料和熔剂(石英熔剂)进行配料后通过圆盘制粒机进行制粒，得到铅膏粒，铅膏粒的湿度在7～8％，粒径为30～100mm，从加料口送入富氧熔炼炉中进行熔炼；采用的碳酸化铅膏和熔剂等为原料，其按总质量百分比计的主要成分如下：Pb：60％；S：2.5％；Fe：15％；CaO：3.5％；Sb：0.6％；Sn：0.5％；Cu：1.6％；Ag：0.02％；余量为SiO2；其中碳酸化铅膏混合料的选取应使所产生的高温熔融铅渣的渣型按质量比计为：Pb≤2％，Fe/SiO2＝1～1.4％，Ca0/SiO2＝0.4～0.8％；(2)将富氧熔炼炉所需的富氧气体通过富氧喷枪从富氧熔炼炉的富氧气体喷入口喷入所述富氧熔炼炉内，控制富氧熔炼炉的反应区温度为1200℃-1250℃；(3)所述碳酸化铅膏混合料经富氧熔炼炉熔炼后，产生出粗铅、高温熔融铅渣和含低浓度SO2的烟气；上述含低浓度SO2的烟气经冷却器冷却后得到一级烟尘和一级烟气，其中一级烟尘返回步骤(1)中重新制粒熔炼；一级烟气经布袋除尘器处理后得到二级烟尘和二级烟气，其中二级烟尘返回步骤(1)中重新制粒熔炼，二级烟气送脱硫系统处理后再经净化装置净化后的尾气直接排放即可。上述粗铅通过所述富氧熔炼炉的放铅口放出铸锭，粗铅锭通过火法精炼和电解精炼得到富集铜浮渣、精炼精铅和阳极泥；对富集铜浮渣处理回收得到铅、铜、锡金属，对阳极泥处理回收得到铅、锑、银金属。上述高温熔融铅渣通过富氧熔炼炉的放渣口放出水淬后外售水泥厂为原料。实施例2一种高效节能再生铅冶炼工艺，包括以下步骤:(1)将碳酸化铅膏混合料和熔剂按质量比5:1进行配料后通过圆盘制粒机进行制粒，得到铅膏粒，铅膏粒的湿度在7～8％，粒径为30～100mm，从加料口送入富氧熔炼炉中进行熔炼；在加料的同时加入有熔炼助剂，其中熔炼助剂的加入量占铅膏粒重量的1-2％；其中碳酸化铅膏混合料的选取应使所产生的高温熔融铅渣的渣型按质量比计为：Pb≤2％，Fe/SiO2＝1～1.4％，Ca0/SiO2＝0.4～0.8％；(2)将富氧熔炼炉所需的富氧气体通过富氧喷枪从富氧熔炼炉的富氧气体喷入口喷入所述富氧熔炼炉内，控制富氧熔炼炉的反应区温度为1200℃-1250℃；(3)所述碳酸化铅膏混合料经富氧熔炼炉熔炼后，产生出粗铅、高温熔融铅渣和含低浓度SO2的烟气；上述含低浓度SO2的烟气经冷却器冷却后得到一级烟尘和一级烟气，其中一级烟尘返回步骤(1)中重新制粒熔炼；一级烟气经布袋除尘器处理后得到二级烟尘和二级烟气，其中二级烟尘返回步骤(1)中重新制粒熔炼，二级烟气送脱硫系统处理后再经净化装置净化后的尾气直接排放即可。上述粗铅通过所述富氧熔炼炉的放铅口放出铸锭，粗铅锭通过火法精炼和电解精炼得到富集铜浮渣、精炼精铅和阳极泥；对富集铜浮渣处理回收得到铅、铜、锡金属，对阳极泥处理回收得到铅、锑、银金属。上述高温熔融铅渣通过富氧熔炼炉的放渣口放出水淬后外售水泥厂为原料；本发明还提供实现上述高效节能再生铅冶炼工艺的设备，包括富氧熔炼炉、进料设备、渣水淬设备、冷却设备、收尘设备和脱硫设备。所述富氧熔炼炉为立式矩形结构，其顶部设有加料口，前侧底部设有放铅口；所述富氧熔炼炉的侧部设有富氧气体喷入口，所述富氧喷枪设置在所述富氧熔炼炉的富氧气体喷入口处。所述放铅口和放渣口处设有通风设备。所述净化装置内设有净化室，所述净化室底部设有进气口，顶部设有出气口，所述净化室内设置有过滤针刺毡，在所述过滤针刺毡上浸渍有气体过滤剂，对烟气中的有害气体进行过滤，达标后排放；所述气体过滤剂是由以下重量的组分制成：磁化水500g、纳米陶瓷粉80g、阴离子淀粉40g、AKD乳液30g、生香酵母粉60g、纳米级硅藻土100g、受阻胺光稳定剂10g、邻苯二甲酸二丁酯30g、羟丙基-β-环糊精15g、纳米氮化硅35g、羟丙甲基纤维素15g、茶叶生物碱8g、水性导电石墨乳15g。为进一步提高所述涤纶过滤针刺毡的理化性能，针刺毡需经气体过滤剂浸渍后再烘干处理，针刺毡通过气体过滤剂浸渍液的速度为0.5～2m/min，烘干采用三段式温区进行烘干，温度要求：第一温区的温度为110-120℃，时间15分钟；第二温区的温度为95-110℃，时间为10分钟；第三温区的温度90-95℃，时间为15分钟。该方法制得的涤纶过滤针刺毡具有良好的气体净化效果，特别适合铅冶炼产生的尾气，使得排放后的尾气无任何污染物，对大气环保，对人体无伤害。所述熔炼助剂由以下重量的组分制成：稀土氧化物50g、焦炭300g、磷钨酸80g、石灰石80g、铁矿石200g、海泡石粉70g、碳化硅40g、粉煤灰60g。实施例所取得的技术指标如下:本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。