废旧蓄电池中再生铅资源的回收利用

李 敏，刘 毅，朱东方，薄新党，王宏力

(1.河南省医药设计院有限公司，河南郑州 450053;2.河南省化工研究所有限责任公司，河南郑州 450052;3.河南化工职业学院，河南郑州 450042)

铅作为主要的金属原材料，被广泛应用于国民经济的许多方面，铅工业作为资源和能源高消耗的传统产业，是以不可再生的自然资源为代价的。虽然我国铅储量居世界前列，但过度开采及勘察的滞后，铅矿资源短缺现象日益严重，资源的安全保障问题已成为急需考虑和解决的问题。

蓄电池用铅量占铅总消耗量的75%以上，蓄电池行业发展成为带动铅消耗的主要因素，其报废铅酸蓄电池的增加量也将随着蓄电池用量的增加而相应的增加。目前，我国每年报废蓄电池量已达150万t以上，我国铅酸蓄电池总质量的60% ～64%为铅，报废铅酸蓄电池中铅的资源为100万t左右，发展再生铅工业前景广阔。由于我国再生铅工业产量和技术与发达国家相比差距很大，因此，加快再生铅资源综合利用工程技术的开发和建设是十分必要和迫切的。

1 国内铅回收工业的现状及存在的问题

我国再生铅工业从20世纪50年代起步，在近十年来取得了显著进展，2011年底再生铅产能为559.26万 t，产量135万 t，已初步形成独立产业;但从总体水平看，再生铅企业数量多、规模小、技术落后、耗能高、铅回收率低、污染严重、金属回收率和综合利用率低。全国有近300家废铅蓄电池再生铅厂，单套装置生产能力从几十吨到上千吨不等，万吨以上的仅12家。小企业工艺上主要采用传统的小反射炉、鼓风炉和冲天炉等熔炼工艺，板栅和铅泥一起混炼，基本上未经预处理工艺;有些企业甚至采用原始的土窑土炉冶炼，废酸和烟气的无组织排放使铅和SO2对环境的污染严重。有资料表明［1］，再生铅和原生铅比较，在能耗、水耗、废物排放及环境保护方面具有较大的优势;每生产1 t再生铅节能659 kg标煤、节水235 m3、减少固体废物排放128 t、少减排SO20.03 t，因而生产成本较低，据测算，再生铅生产成本比原生铅低38%。

随着中国经济高速发展，其中汽车、通信、电力、交通和计算机等行业成为中国高成长的行业，这些行业的发展带动了铅酸蓄电池工业发展，铅的需求量在以后几年内仍将以较快的速度增长。铅酸电池行业对铅的需求2011年是300万t，预计到2015年将增加到506万t。

再生铅的生产主要回收利用废蓄电池，我国再生铅资源量十分庞大，且在逐年增加。2011年我国铅酸蓄电池产量已达14 230万kVA·h，消耗铅300万t;预计到2015年铅酸蓄电池产量可达24 000万kVA·h，消耗铅300万t，报废的铅酸蓄电池也会相应增加。我国铅酸蓄电池总质量的60%～64%为铅，按照《十二五再生有色金属产业发展计划》，2015年再生铅产量将由2011年的135万t提高到250万t［2］，因此，再生铅产业发展潜力巨大。

2 铅回收的工艺技术

再生铅资源主要是废蓄电池，在西方发达国家废蓄电池有三个主要回收途径:一是蓄电池制造商负责通过其零售网络组织回收;二是依照政府法规批准的专门收集铅酸电池和含铅废物回收的强制联盟和专业的回收公司收集废电池、杂铅，再交给再生铅厂;三是经批准，再生铅厂建立了特定的废铅蓄电池回收清除公司。因此发达国家废蓄电池的回收率基本达到100%。

相比之下，我国废铅蓄电池回收工作虽然渠道不少，但总的来说还处于一种无序状态。从事废铅蓄电池回收的有供销系统、蓄电池制造企业(及其销售网)、物资部门的金属回收公司、再生铅厂的采购队伍、个体专业户等。国内目前还没有一套废杂铅回收管理的法规，尚未建立专业性废杂铅回收的全国性回收网络，整个回收工作处于分散经营状态;废蓄电池、废杂铅的回收率不到85%。

我国的再生铅工业由于生产规模小，技术水平低，绝大部分厂家采用小型反射炉、水套炉冶炼和土炉土窑冶炼;而发达国家采用MA、CX等机械破碎系统分选，对含硫铅膏进行脱硫等预处理技术，再分别采用火法、湿法、干湿联合法工艺回收铅及其它有价物质，总处理废蓄电池能力达到几百万吨。

2.1 预处理工艺的选择

再生铅预处理，其目的是将蓄电池中的硬铅物料、铅膏物料和有机物完全分离出来。国内大多数再生铅厂仍采用人工分解的方法，劳动强度大，生产效率低，作业环境差;目前蓄电池全自动预处理技术主要有美国和意大利，我国有多家公司引进了美国MA公司工艺技术，但该套系统属20世纪八九十年代的产品，存在产物分离不彻底、各物料相互夹杂、不便于下道工序作业的缺点，其次该系统年处理能力只有3万～5万t，仅适合较小规模投入使用，不宜扩大规模生产。

意大利安吉泰克公司是专门从事再生铅生产工艺技术设备开发与生产的专业公司，该公司研发的产品90%以上出口，其中CX废旧电池集成系统世界领先，每年该设备可处理几百万吨的废旧蓄电池［3］。CX集成系统设备性能稳定，工艺设计合理，自动化水平高，能耗低，环境效益好，技术不断改进，始终保持着世界领先水平。

该技术的特点:①处理能力大，选择余地大。其处理能力为5～60 t/h不等，根据客户要求选择而定，特别适合于大型再生铅厂。②自动化水平高。该系统破碎、分选系统集中配置，占地面积小，操作自动化程度高，特别适合大规模处理;③环保水平高。该系统采用欧美环保标准设计，车间和环境卫生设施自然配套，环保效果好;④分离效果好，回收率高。该系统能有效地将带壳的废蓄电池击碎至小于20mm的粒度后排出，因而分离彻底，铅的回收率也大大提高，可达到99.5%。

2.2 熔炼工艺的选择

目前，熔炼工艺国内具有先进的富氧底吹炼铅技术。该技术能耗低、环境条件好。在富氧底吹炉炼铅技术的基础上，同时对硫进行回收制酸，可避免污染环境。

3 工艺简介

废蓄电池运到蓄电池仓库堆存，经分类后，由铲车运往破碎分离工序，用多瓣抓斗行车抓到地仓内，再从地仓内抓到胶带输送机上的加料斗，带壳的废旧蓄电池由胶带输送机将其提升至锤式破碎机的加料斗。废旧蓄电池在其输送过程中要经过一穿孔机，它将蓄电池壳体击穿，电池中的电解质流出，流入到储槽;破碎后的蓄电池输送过程中伴随的废电池液由安装于输送机下方的废液接受槽接受后流入储槽。储槽中的废电解液储槽用泵输送往污水处理站进行处理。

回收工艺流程详见图1。破碎机采用“钩型重锤式结构”，能有效地将带壳的废旧蓄电池击碎至小于20 mm的粒度后排出，经一台水平螺旋输送机连续送往水力分选箱，通过高速高压水泵的供水压力以及由于碎料本身各组分的密度差别，使密度大的重质部分(即金属粒子)沉入分级箱底部，由一台螺旋机取走，经洗涤后合格的金属粒子由叉车送往铅合金车间，在添加适量的锑粉后生产出铅锑合金，生产过程中产出的浮渣送往富氧底吹炉系统进行处理。

图1 废旧蓄电池中再生铅工艺流程示意图

4 建议

综合利用铅废料，用再生铅代替原生铅，降低能源消耗和原生资源消耗。加快再生铅行业的技术改造、兼并重组，扩大生产规模，采用先进的工艺技术和装备，严格执行再生铅行业准入条件和环保标准，并且避免低水平重复建设。政府相关部门制定出杂铅回收管理的法规，建立专业性废杂铅回收公司;再生铅生产企业和蓄电池生产企业要建立全国性回收网络。

［1］刘国峰.工信部鼓励再生铅行业兼并重组产业提升空间大［EB/OL］.上海:东方财富网 (2012－3－21)［2012－04－19］.http://finance.eastmoney.com/news/1344，20120321197269774.html.

［2］再生铅行业丞待规范2013年前美国关闭所有原生铅企业［EB/OL］.沈阳:中国矿业设备网(2012－4－03)［2012－04－19］.http://www.opoqo.net/news/show－5576.html.

［3］国外再生铅技术发展［J/OL］.商务金属网(2011－08－19)［2012－4－19］.http://www.35metal.com/tech/show－787.html.