再生铅冶炼铅渣综合回收方法与流程

本发明涉及有色冶金湿法技术领域，具体涉及一种再生铅冶炼铅渣综合回收方法。

背景技术

尽管当今各种电池新技术在不断发展，拥有150多年发展历史的铅酸电池依然凭借其优良的性价比、稳定的电化学性能、成熟的生产工艺及其废旧产品较高的回收利用等优点在二次电池市场中占据首位。年产量的持续增长既代表铅酸电池对人类的重要性，也意味着每年有大量的铅消耗于铅酸蓄电池产品上。

铅酸蓄电池作为全世界主要的消费产品，同时也成为最主要的铅再生资源。中国再生铅的主要原料有80％以上来自废旧铅酸蓄电池。废旧铅酸蓄电池的铅零件和板栅添加了大量的锡元素，从环保和循环经济的角度看，对废旧铅酸蓄电池中锡的回收再利用具有重要意义。

但是，无论是铅矿冶炼或是废铅的回收冶炼，其冶炼过程中衍生出的铅渣，里面含有部分有价金属，如锡、铜等，传统工艺中没有对其进行回收再用，致使资源的流失。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种回收效率高，无污染物产生的再生铅冶炼铅渣综合回收方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种再生铅冶炼铅渣综合回收方法，具体工艺步骤如下：

(1)收集冶炼过程中产生的铅渣，送入模具挤压成方块状，体积为25-36立方厘米，出模冷却待用；通过挤压处理后的铅渣研磨效率高，研磨能耗低，且便于输送；

(2)将块状的铅渣送入球磨机磨至粒度小于200目的粉末，并使用200目振动筛筛分出未研磨成粉的金属颗粒，其中金属颗粒返回球磨机再研磨，铅渣粉末收集待用；

(3)将铅渣粉末送入干燥机进行干燥处理，干燥温度128-135℃，时间40分钟；干燥机为真空干燥设备，无废气产生，车间环境较佳，利于工人工作；

(4)干燥完成后的铅渣粉末送入高压反应釜，加氢氧化钠溶液制浆，按质量比计算，液固比8:1.2，采用蒸汽加热至80-85℃后通入氧气，总压1.7-2.0mpa，反应温度170-190℃，反应时间2-3小时，在此条件下浸出锡及少量铅，而铜以氧化铜形式残留在渣中，使得后续处理时间减少；

(5)反应完成后，放出浆液，将浆料泵入一具有强力搅拌能力的反应釜内，搅拌状态下加入废铅酸蓄电池电解液，至浆料ph值2.5-3.5时即可，在充分搅拌1小时后，静止1.5-2小时，使用板框压滤机快速压滤，得到滤液和滤饼；

(6)采用中和法回收滤液中的锡、铅，回收后的溶液待用；

(7)将滤饼直接投入球磨机，连续球磨40-80分钟，收集球磨后的滤饼渣粉，加入到机械搅拌反应釜内，加步骤(6)中的溶液制浆，液固比6：1.2，连续搅拌30分钟后，快速升温至90℃，调整浆液ph0-1，总反应时间2小时；

(8)反应完成后利用板框压滤机进行固液分离，收集滤液和滤饼，采用中和法回收滤液中的铜，回收后的溶液返回步骤(7)中制浆；滤饼直接进入富氧侧吹炉生产粗铅。

上述步骤(4)中氢氧化钠溶液的浓度为60-80g/l。

上述步骤(1)中的铅渣为高温铅渣。

上述步骤(8)中富氧侧吹炉生产粗铅时产生的含硫烟气进入脱硫系统脱硫处理。

本发明的有益效果是：

(1)对铅渣进行研磨，干燥，使金属之间易于剥离，便于后续中和反应回收部分有价金属，无废弃物产生，对环境不污染，且工人操作易于实现；

(2)采用湿法工艺流程，操作简单，投资少，溶液循环使用，综合回收利用铅、锡、铜、硫，工艺流程短、金属综合回收率高等特点；

(3)设备使用较少，且都为通用设备，建设成本较低，占地面积不大，各废旧铅酸电池回收企业均可建造使用。

附图说明

图1为本发明实施例2脱硫系统图；

图2为本发明实施例2余热利用系统图。

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，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

一种再生铅冶炼铅渣综合回收方法，具体工艺步骤如下：

(1)收集冶炼过程中产生的铅渣，送入模具挤压成方块状，体积为25-36立方厘米，出模冷却待用；通过挤压处理后的铅渣研磨效率高，研磨能耗低，且便于输送；

(2)将块状的铅渣送入球磨机磨至粒度小于200目的粉末，并使用200目振动筛筛分出未研磨成粉的金属颗粒，其中金属颗粒返回球磨机再研磨，铅渣粉末收集待用；

(3)将铅渣粉末送入干燥机进行干燥处理，干燥温度128-135℃，时间40分钟；干燥机为真空干燥设备，无废气产生，车间环境较佳，利于工人工作；

(4)干燥完成后的铅渣粉末送入高压反应釜，加氢氧化钠溶液制浆，按质量比计算，液固比8:1.2，采用蒸汽加热至80-85℃后通入氧气，总压1.7-2.0mpa，反应温度170-190℃，反应时间2-3小时，在此条件下浸出锡及少量铅，而铜以氧化铜形式残留在渣中，使得后续处理时间减少；

(5)反应完成后，放出浆液，将浆料泵入一具有强力搅拌能力的反应釜内，搅拌状态下加入废铅酸蓄电池电解液，至浆料ph值2.5-3.5时即可，在充分搅拌1小时后，静止1.5-2小时，使用板框压滤机快速压滤，得到滤液和滤饼；

(6)采用中和法回收滤液中的锡、铅，回收后的溶液待用；

(7)将滤饼直接投入球磨机，连续球磨40-80分钟，收集球磨后的滤饼渣粉，加入到机械搅拌反应釜内，加步骤(6)中的溶液制浆，液固比6：1.2，连续搅拌30分钟后，快速升温至90℃，调整浆液ph0-1，总反应时间2小时；

(8)反应完成后利用板框压滤机进行固液分离，收集滤液和滤饼，采用中和法回收滤液中的铜，回收后的溶液返回步骤(7)中制浆；滤饼直接进入富氧侧吹炉生产粗铅。

上述步骤(4)中氢氧化钠溶液的浓度为60-80g/l。

实施例2

一种再生铅冶炼铅渣综合回收方法，具体工艺步骤如下：

(1)收集冶炼过程中产生的铅渣，送入模具挤压成方块状，体积为25-36立方厘米，出模冷却待用；通过挤压处理后的铅渣研磨效率高，研磨能耗低，且便于输送；

(2)将块状的铅渣送入球磨机磨至粒度小于200目的粉末，并使用200目振动筛筛分出未研磨成粉的金属颗粒，其中金属颗粒返回球磨机再研磨，铅渣粉末收集待用；

(3)将铅渣粉末送入干燥机进行干燥处理，干燥温度128-135℃，时间40分钟；干燥机为真空干燥设备，无废气产生，车间环境较佳，利于工人工作；

(4)干燥完成后的铅渣粉末送入高压反应釜，加氢氧化钠溶液制浆，按质量比计算，液固比8:1.2，采用蒸汽加热至80-85℃后通入氧气，总压1.7-2.0mpa，反应温度170-190℃，反应时间2-3小时，在此条件下浸出锡及少量铅，而铜以氧化铜形式残留在渣中，使得后续处理时间减少；

(5)反应完成后，放出浆液，将浆料泵入一具有强力搅拌能力的反应釜内，搅拌状态下加入废铅酸蓄电池电解液，至浆料ph值2.5-3.5时即可，在充分搅拌1小时后，静止1.5-2小时，使用板框压滤机快速压滤，得到滤液和滤饼；

(6)采用中和法回收滤液中的锡、铅，回收后的溶液待用；

(7)将滤饼直接投入球磨机，连续球磨40-80分钟，收集球磨后的滤饼渣粉，加入到机械搅拌反应釜内，加步骤(6)中的溶液制浆，液固比6：1.2，连续搅拌30分钟后，快速升温至90℃，调整浆液ph0-1，总反应时间2小时；

(8)反应完成后利用板框压滤机进行固液分离，收集滤液和滤饼，采用中和法回收滤液中的铜，回收后的溶液返回步骤(7)中制浆；滤饼直接进入富氧侧吹炉生产粗铅。

上述步骤(4)中氢氧化钠溶液的浓度为60-80g/l。

如图1所示，上述步骤(8)中富氧侧吹炉生产粗铅时产生的含硫烟气进入脱硫系统脱硫处理；包括：脱硫塔1、氨水罐2、脱硫泵3、氧化风机4、脱硫地坑5、地坑搅拌机6、结晶泵7、旋流器8、旋流搅拌机9、底流槽10、双极离心机11、工艺水箱12和反冲洗泵13；

其中，

脱硫塔1下部的进气端口通过管道接至富氧侧吹熔炼炉的尾气排出口，来自富氧侧吹熔炼炉产生的尾气直接进入脱硫塔1，在脱硫塔1的顶部设置有脱硫尾气出口101，该脱硫尾气出口101接至余热利用系统19，通过余热利用系统19对高温脱硫尾气中的温度进行再利用；

氨水罐2经加药泵14接至脱硫塔1，将氨水罐2中的氨水按照设定量泵入脱硫塔1，使氨水与脱硫塔1内的含硫尾气发生反应；其中氨水罐2内的温度控制在0-5℃；

氧化风机4接至脱硫塔1一侧，用于向脱硫塔1内鼓入氧气；

反冲洗泵13的进液端口接至工艺水箱12的底部，反冲洗泵13的出液端口接至脱硫塔1上部，利用反冲洗泵13对脱硫塔1内部进行反向冲洗，加速尾气净化；

脱硫泵3接至的进液端口接至脱硫塔1底部，脱硫泵3的出液端口接至脱硫塔1上部，脱硫泵3将脱硫塔1内产生的液体(氨水)由底部泵入上部，重新与含硫尾气接触，再次进行反应，当脱硫塔1内的液体浓度达到指定值时，将液体放出，进入脱硫地坑5；

脱硫地坑5设置于脱硫塔1一侧，脱硫塔1内产生的硫酸铵通过地坑泵15泵入脱硫地坑5，脱硫地坑5上的地坑搅拌泵6对脱硫地坑5内的硫酸铵进行搅拌处理，使其均匀分布；

脱硫地坑5底部通过结晶泵7连接至旋流器8，结晶泵7将脱硫地坑5内的硫酸铵打入到旋流器8内，经旋流器8进入旋流搅拌机9，在旋流搅拌机9内再次进行搅拌处理；

旋流搅拌机9底部通过底流槽10接至双极离心机11，在双极离心机11内对硫酸铵进行干燥处理，完成后送入包装机进行成品包装。

还包括硫酸铵溶液储罐16，该硫酸铵溶液储罐16进料口接至结晶泵7，硫酸铵溶液储罐16底部通过事故泵17接至脱硫塔1；当旋流系统发生故障时，可以将脱硫地坑5的硫酸铵泵入硫酸铵溶液储罐16内，当系统恢复正常后，再有硫酸铵溶液储罐16进入脱硫塔1，重新循环。

加药泵14设置有2组，一组正常使用，一组备用；

氧化风机4设置有2组，一组正常使用，一组备用；

脱硫泵3设置有4组，二组正常使用，二组备用；

事故泵17设置有2组，一组正常使用，一组备用；

旋流器8和旋流搅拌机9均设置有2组，且2组均同时工作。

工艺水箱12上设置有补水阀18，定时或者定量向工艺水箱12内补充水源，确保反冲洗系统正常运行。

脱硫塔1内压力在80-85pa，脱硫尾气排放时温度52-54℃，氨逃逸低于5mg/cm³，ph4.5。

实施例3

一种再生铅冶炼铅渣综合回收方法，具体工艺步骤如下：

(1)收集冶炼过程中产生的铅渣，送入模具挤压成方块状，体积为25-36立方厘米，出模冷却待用；通过挤压处理后的铅渣研磨效率高，研磨能耗低，且便于输送；

(2)将块状的铅渣送入球磨机磨至粒度小于200目的粉末，并使用200目振动筛筛分出未研磨成粉的金属颗粒，其中金属颗粒返回球磨机再研磨，铅渣粉末收集待用；

(3)将铅渣粉末送入干燥机进行干燥处理，干燥温度128-135℃，时间40分钟；干燥机为真空干燥设备，无废气产生，车间环境较佳，利于工人工作；

(4)干燥完成后的铅渣粉末送入高压反应釜，加氢氧化钠溶液制浆，按质量比计算，液固比8:1.2，采用蒸汽加热至80-85℃后通入氧气，总压1.7-2.0mpa，反应温度170-190℃，反应时间2-3小时，在此条件下浸出锡及少量铅，而铜以氧化铜形式残留在渣中，使得后续处理时间减少；

(5)反应完成后，放出浆液，将浆料泵入一具有强力搅拌能力的反应釜内，搅拌状态下加入废铅酸蓄电池电解液，至浆料ph值2.5-3.5时即可，在充分搅拌1小时后，静止1.5-2小时，使用板框压滤机快速压滤，得到滤液和滤饼；

(6)采用中和法回收滤液中的锡、铅，回收后的溶液待用；

(7)将滤饼直接投入球磨机，连续球磨40-80分钟，收集球磨后的滤饼渣粉，加入到机械搅拌反应釜内，加步骤(6)中的溶液制浆，液固比6：1.2，连续搅拌30分钟后，快速升温至90℃，调整浆液ph0-1，总反应时间2小时；

(8)反应完成后利用板框压滤机进行固液分离，收集滤液和滤饼，采用中和法回收滤液中的铜，回收后的溶液返回步骤(7)中制浆；滤饼直接进入富氧侧吹炉生产粗铅。

上述步骤(4)中氢氧化钠溶液的浓度为60-80g/l。

如图1所示，上述步骤(8)中富氧侧吹炉生产粗铅时产生的含硫烟气进入脱硫系统脱硫处理；包括：脱硫塔1、氨水罐2、脱硫泵3、氧化风机4、脱硫地坑5、地坑搅拌机6、结晶泵7、旋流器8、旋流搅拌机9、底流槽10、双极离心机11、工艺水箱12和反冲洗泵13；

其中，

脱硫塔1下部的进气端口通过管道接至富氧侧吹熔炼炉的尾气排出口，来自富氧侧吹熔炼炉产生的尾气直接进入脱硫塔1，在脱硫塔1的顶部设置有脱硫尾气出口101，该脱硫尾气出口101接至余热利用系统19，通过余热利用系统19对高温脱硫尾气中的温度进行再利用；

氨水罐2经加药泵14接至脱硫塔1，将氨水罐2中的氨水按照设定量泵入脱硫塔1，使氨水与脱硫塔1内的含硫尾气发生反应；其中氨水罐2内的温度控制在0-5℃；

氧化风机4接至脱硫塔1一侧，用于向脱硫塔1内鼓入氧气；

反冲洗泵13的进液端口接至工艺水箱12的底部，反冲洗泵13的出液端口接至脱硫塔1上部，利用反冲洗泵13对脱硫塔1内部进行反向冲洗，加速尾气净化；

脱硫泵3接至的进液端口接至脱硫塔1底部，脱硫泵3的出液端口接至脱硫塔1上部，脱硫泵3将脱硫塔1内产生的液体(氨水)由底部泵入上部，重新与含硫尾气接触，再次进行反应，当脱硫塔1内的液体浓度达到指定值时，将液体放出，进入脱硫地坑5；

脱硫地坑5设置于脱硫塔1一侧，脱硫塔1内产生的硫酸铵通过地坑泵15泵入脱硫地坑5，脱硫地坑5上的地坑搅拌泵6对脱硫地坑5内的硫酸铵进行搅拌处理，使其均匀分布；

脱硫地坑5底部通过结晶泵7连接至旋流器8，结晶泵7将脱硫地坑5内的硫酸铵打入到旋流器8内，经旋流器8进入旋流搅拌机9，在旋流搅拌机9内再次进行搅拌处理；

旋流搅拌机9底部通过底流槽10接至双极离心机11，在双极离心机11内对硫酸铵进行干燥处理，完成后送入包装机进行成品包装。

还包括硫酸铵溶液储罐16，该硫酸铵溶液储罐16进料口接至结晶泵7，硫酸铵溶液储罐16底部通过事故泵17接至脱硫塔1；当旋流系统发生故障时，可以将脱硫地坑5的硫酸铵泵入硫酸铵溶液储罐16内，当系统恢复正常后，再有硫酸铵溶液储罐16进入脱硫塔1，重新循环。

加药泵14设置有2组，一组正常使用，一组备用；

氧化风机4设置有2组，一组正常使用，一组备用；

脱硫泵3设置有4组，二组正常使用，二组备用；

事故泵17设置有2组，一组正常使用，一组备用；

旋流器8和旋流搅拌机9均设置有2组，且2组均同时工作。

工艺水箱12上设置有补水阀18，定时或者定量向工艺水箱12内补充水源，确保反冲洗系统正常运行。

脱硫塔1内压力在80-85pa，脱硫尾气排放时温度52-54℃，氨逃逸低于5mg/cm³，ph4.5。

如图2所示，其中，余热利用系统19包括：高温导热油罐191、导热水罐191、高温油换热罐193、循环泵194，高温导热油罐191上部一侧通过管道引入脱硫塔1输出的高温脱硫尾气，高温导热油罐1下部通过管道引出低温脱硫尾气输入烟囱排放；高温导热油罐1和导热水罐192内贯穿有导热油管195，导热油管195一端接至高温油换热罐193，另一端分别穿过导热水罐192、高温油换热罐191接至循环泵194的进口端，循环泵194的出口端通过管道接至高温油换热罐193；导热水罐192下部一侧通过管接头196接至常温水源，导热水罐192上部一侧连接至高温水管197一端，高温水管197另一端经膨胀阀198接至中温汽管道199，中温汽管道199一端贯穿高温油换热罐193接至加压泵120。位于高温导热油罐191和导热水罐192内的导热油管195为盘管装结构，能够加大接触面积，提高热交换效率。位于高温油换热罐193内的中温汽管道199为盘管装结构，能够加大接触面积，提高热交换效率。

s1.来自脱硫塔1的高温脱硫尾气进入高温导热油罐191，高温脱硫尾气与导热油管195内的导热油进行热传导，由于高温脱硫尾气在外部，量大，而导热油在导热油管道195内部，量少，因此，在高温导热油罐191内能够迅速将导热油的温度提高，然后经循环泵194打入到高温油换热罐193；

s2.将常温水经管接头196引入到导热水罐192，导热水罐192内的水经高温水管197引入到膨胀阀198，膨胀阀198将高温水管197内水进行雾化处理，然后喷入到中温汽管道199，由于中温汽管道199贯穿高温油换热罐193，高温油换热罐193内的高温导热油迅速对中温汽管道199的水汽进行加热，使其汽化，产生高温中压蒸汽，并经过加压泵120加压，得到高温高压蒸汽，进入使用环节；若蒸汽温度达不到指定标注，在加压泵120之前加设一电磁加热线圈，对从高温油换热罐193出来的水气进一步加热，使其汽化；

s3.高温油换热罐193内的导热油的热量被水汽吸收后，从高温油换热罐193另一端流入到导热油管195，此时的导热油仍然携带一部分热量，经过导热水罐192后对导热水罐192内的常温水进行加热，使常温水变为高温水，再流入膨胀阀198；

s4.经过导热水罐192的导热油热量被完全吸收后，经过导热油管道195流回高温导热油罐1重新被加热，高温导热油罐191内的脱硫尾气热量释放后进入烟囱排放。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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。