废旧铅酸电池与矿产铅联合处理工艺

赵 婷

（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙410019）

随着我国经济持续快速增长，资源紧缺的压力不断加大，矿产资源已明显不足，对经济社会发展的制约日益突出。大力发展循环经济，建设资源节约型、环境友好型社会，已成为当前企业发展主题和必然选择。

广西某企业回收废旧铅酸电池，经过拆解分选后，铅栅经过熔炼及精炼，铅泥与矿产铅等原料经过富氧侧吹熔炼及后续处理后，生产电铅、合金铅和多金属铅等产品，并副产浓度为98%的硫酸、精锑、银锭等产品。

1 原料、燃料及辅助材料

本工艺以废旧铅酸电池、脆硫铅锑矿、银精矿、铅银渣料为原料；燃料有煤、发生炉煤气；辅助材料有工业氧（含O299.6%）、石英砂、石灰石等。

2 工艺方案选择

2.1 拆解预处理工艺

废旧铅酸电池采用自动破碎分选系统可降低劳动强度，提高生产效率低，改善作业环境，分离彻底，分选效果明显优于人工分选，各物料之间残留率低，金属回收率高。通过对废旧铅酸蓄电池进行破碎分选预处理，可实现废旧铅酸蓄电池中的铅栅硬铅物料、铅泥物料和有机物完全分离[1]。

2.2 铅泥处理工艺

铅泥物料的处理方法有湿法、火法及湿法-火法联合等三种处理工艺流程[2-4]。

其中火法熔炼是将破碎分选得到的铅泥直接送入火法熔炼炉进行高温熔炼，其工艺过程简单，但熔炼温度高，烟气含SO2浓度高可生产硫酸产品，适合于与矿产铅联合冶炼生产。

湿法流程是先采用碳酸钠溶液浸出含铅膏泥，将膏泥中的硫酸铅转化为碳酸铅，经压滤后得到由PbCO3、PbO及PbO2等组成的转化料，转化料经干燥窑低温分解，使物料中的PbCO3和PbO2全部分解为PbO，再用H2SiF6废电解液浸出，得到PbSiF6浸出液（富铅液）送电解生产电铅。该工艺一般需进行二段浸出，同时，为稳定电解操作，还要往电解液中添加明胶、木质磺硫酸钙以及含As或P的化合物等，工艺流程较长，且因含As物料的加入，存在环境污染隐患，使用厂家较少。

湿法—火法联合流程是将废旧铅蓄电池分离后得到的铅泥加入适当过量的脱硫剂（碳酸钠）进行预脱硫，将膏泥中的硫酸铅转化为碳酸铅，经压滤后、得到由PbCO3、PbO及PbO2等组成的转化料，转化料再经火法熔炼生产粗铅，粗铅经精炼后得到再生铅产品。该工艺需进行预脱硫，是单一再生铅企业优先选用的工艺流程。

根据国家产业政策和相关技术规范要求，结合项目具体建设条件，本项目拟采用废旧铅酸电池与矿产铅联合火法冶炼处理的生产工艺。

3 工艺流程

本工艺主要包括废旧铅酸电池拆解、配料及熔炼（含侧吹氧化熔炼、侧吹还原熔炼、侧吹烟化炉吹炼）、初步火法精炼、铅电解及熔铸、铅栅处理等工序。主工艺流程图如图1所示。

图1 废旧铅酸电池与矿产铅联合处理主工艺流程

3.1 废旧铅酸电池拆解

废旧铅酸电池采用全自动破碎分选技术，将组成废旧铅蓄电池的有机物（塑料）、铅栅、铅泥及废电解质分离。拆解分选出的有机物（塑料）造粒后外售；废电解液过滤净化后，送制酸系统。

3.2 配料及熔炼

铅泥与铅锑矿、银精矿、铅银渣料等原料经配料制粒后直接送入富氧侧吹氧化炉进行氧化熔炼，产出部分锑银粗铅合金和氧化渣，氧化渣经溜槽连续进入富氧侧吹还原炉，并加入碎煤及少量熔剂进行还原熔炼，产出二次锑银粗铅合金和还原渣，还原渣通过溜槽连续流至烟化炉，进行烟化吹炼，产出次氧化锌烟尘和熔炼弃渣。次氧化锌烟尘送锌生产系统，熔炼弃渣经水淬粒化后外售给水泥厂等建材生产企业。

3.3 初步火法精炼

锑银粗铅合金由溜槽引入至火法精炼锅进行初步火法精炼，将铜从锑银粗铅合金中分离，得到铜浮渣和锑银粗铅阳极板，铜浮渣经熔炼后产出铜锍产品送企业铜生产系统；锑银粗铅阳极板送电解精炼。

3.4 铅电解及熔铸

电解过程中，锑银金铋等有价金属进入阳极泥中，金属铅从阳极板溶解，在阴极上沉积析出，实现锑、银等金属与铅的分离，阴极析出铅经熔铸后得到电铅产品外售。

3.5 铅栅处理

铅栅、焦粉和铁屑经过混料后，运至纯氧强化熔炼炉进行熔炼，产出粗铅。粗铅加入铅锅熔化，并在熔化的铅液中配入合金元素，经过浇铸成为合金铅、多元素合金铅产品。

4 主要技术指标

4.1 处理规模及产品方案

4.1.1 处理规模

年处理废旧铅酸蓄电池165000t/a，脆硫铅锑矿77000 t/a、银精矿140000 t/a、铅银渣50000 t/a，生产电铅200kt/a。

4.1.2 产品方案

电铅（含Pb99.994%） 200kt/a。

精锑（含Sb99.65%) 14.7kt/a。

银锭（含Ag99.99%） 600t/a。

聚丙烯、塑料 18.2kt/a。

硫酸（98%） 147.6kt/a。

4.2 主要金属回收率

本工艺主要金属回收率见表1。

表1 主要金属回收率

5 结论

本工艺以废旧铅酸电池、矿产铅等为主要原料，经过富氧侧吹熔炼及后续处理后，可综合利用资源，变废为宝，符合循环经济“资源化、减量化、再利用、再循环”的原则；在规模、技术路线、能耗、环境保护等各方面均符合国家对再生铅产业发展的相关产业政策及标准、规程规范的要求，属于国家重点鼓励的发展项目。

本工艺该工艺技术先进，将给企业带来良好的经济效益、社会效益及环境效益，也将使企业将成为废旧铅酸电池资源化利用的标杆。