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生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時(shí)發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實(shí)用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)
2023-J-31
申報(bào)單位
湖南銳異資環(huán)科技有限公司
推薦單位
湖南省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)
一、技術(shù)簡(jiǎn)介
適用范圍
廢鉛酸蓄電池等處理處置及資源化
技術(shù)原理
本工藝將鉛膏、鉛渣等含鉛物料與鐵礦石、石灰石、石英石、純堿和粒煤以一定比例配料混合后，在富氧側(cè)吹氧化爐中進(jìn)行氧化熔煉。除此之外，鉛膏加入爐內(nèi)還會(huì)經(jīng)歷分解及其他反應(yīng)。爐料中的脈石成分則發(fā)生造渣反應(yīng)，鈉鹽與鐵硅鈣結(jié)合成四元渣。高鉛渣中的PbO在富氧側(cè)吹還原爐中被還原成粗鉛，從虹吸口出料；爐渣從排渣口排出，并在高速水流下快速冷卻成顆粒狀水淬渣，水淬渣直接外售作為生產(chǎn)水泥的原料。
工藝路線
配料工序：廢鉛蓄電池經(jīng)拆解、破碎和分選得到的鉛膏按比例配入鐵礦石、石灰石、鈉鹽和水處理石膏渣，各種物料按照預(yù)定配比定量連續(xù)均勻給料到混合上料皮帶，經(jīng)皮帶輸送至氧化爐或者還原爐。
熔煉工序：熔煉過(guò)程由鼓入的富氧與還原劑燃燒放熱，氧氣與壓縮空氣按一定比例混合后鼓入熔池內(nèi)，爐渣中Pb以PbO的形式與硅鐵鈣結(jié)合成四元渣，所產(chǎn)生的粗鉛由放鉛口放出，直接流入到粗鉛精煉鍋內(nèi)精煉或鑄成粗鉛錠。高鉛渣由氧化爐放渣口自流進(jìn)入還原爐中。高鉛渣中的PbO被還原成粗鉛，從虹吸口2——3 h出料一次。氧化熔煉過(guò)程和還原熔煉過(guò)程所產(chǎn)生的煙灰采用制粒機(jī)制成球粒并自動(dòng)落到上料皮帶，與其他還原爐物料一起進(jìn)入還原爐熔煉。還原爐渣從排渣口排出并快速冷卻成水淬渣，水淬渣直接外售作為水泥生產(chǎn)原料。
煙氣處理工序：由氧化爐來(lái)的含SO2高溫?zé)煔?，進(jìn)入SNCR脫硝裝置去除大量NOx后再進(jìn)入余熱鍋爐除塵降溫至360 ℃以下，經(jīng)靜電除塵器除塵后使塵含量降至≤0.3 g/Nm³，溫度約300±20 ℃后，余熱鍋爐收塵及電收塵煙塵經(jīng)造粒機(jī)造粒后進(jìn)入還原爐熔煉，煙氣則進(jìn)入制酸系統(tǒng)進(jìn)行制酸。由還原爐來(lái)的含少量SO2高溫?zé)煔猓M(jìn)入余熱鍋爐除塵降溫，然后經(jīng)表面冷卻器將煙氣溫度降低到150 ℃左右后，進(jìn)入布袋除塵器除塵，凈化后通過(guò)離子液吸收SO2，最后達(dá)標(biāo)排放。
應(yīng)用效果
1.技術(shù)效果
本技術(shù)處理廢鉛酸電池得到產(chǎn)品1#鉛，滿足《再生鉛及鉛合金錠》(GB/T 21181-2017)標(biāo)準(zhǔn)，鉛綜合回收率達(dá)99.8 %以上，最終產(chǎn)排的水淬渣為一般固廢可用于水泥生產(chǎn)，資源化率達(dá)99.8 %以上，無(wú)害化率達(dá)100 %。相比傳統(tǒng)再生鉛冶煉技術(shù)，金屬直收率提高10 %，煙氣量減少50 %，尾渣含鉛低于1 %，綜合能耗降低30 %。
2.二次污染情況
(1)廢水：該技術(shù)產(chǎn)排的廢水滿足《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31574-2015)的排放要求，且全部送入污水處理車(chē)間，處理達(dá)標(biāo)后排放，滿足《城市廢水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T 19923-2005)。
(2)廢氣：該技術(shù)產(chǎn)排的煙氣，包括點(diǎn)源形式產(chǎn)排的氧化爐和還原爐煙氣和面源形式產(chǎn)排的煙氣(原料庫(kù)、配料及上料系統(tǒng)產(chǎn)塵點(diǎn))等，經(jīng)處理后，顆粒物濃度<10 mg/Nm3、二氧化硫<100 mg/Nm3、氮氧化物<100 mg/Nm3，滿足《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31574-2015)的排放要求。
(3)廢渣：精煉車(chē)間產(chǎn)生的精煉渣含鉛、錫、銻等，為危險(xiǎn)廢物，定期返回熔煉工序，不外排；最終產(chǎn)生的水淬渣為玻璃體，主要含F(xiàn)e、SiO2等，屬于第Ⅰ類(lèi)一般工業(yè)固體廢物，滿足《固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求》(GB/T 41015-2021)，外售至水泥廠。
綜上所述，本技術(shù)處置廢舊鉛蓄電池，產(chǎn)出的精煉渣等返回生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行資源化回收，最終的尾渣(水淬渣)為一般固廢可用于生產(chǎn)水泥，生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)出的廢氣和廢水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。因此，本技術(shù)可實(shí)現(xiàn)100 %的無(wú)害化，無(wú)二次污染，對(duì)環(huán)境的影響較小。
研發(fā)背景
再生鉛冶煉與原生鉛冶煉相比，具有能耗低、污染物排放少、符合節(jié)能環(huán)保要求等優(yōu)點(diǎn)。此外，廢舊鉛蓄電池的回收再利用可有效節(jié)約能源開(kāi)采，降低填埋焚燒成本，減少大氣污染等，從廢舊鉛蓄電池中回收鉛具有重要意義。
國(guó)內(nèi)外普遍采用火法冶煉對(duì)鉛進(jìn)行再生，其原理是直接將鉛膏投入到側(cè)吹爐、反射爐、鼓風(fēng)爐等爐內(nèi)，加入還原劑進(jìn)行高溫還原熔煉產(chǎn)出再生鉛，該方法簡(jiǎn)便、容易操作，但熔煉過(guò)程中，在強(qiáng)還原性氣氛下硫酸鉛的分解較難，造成熔煉溫度一般在1300℃以上，能耗大、煙塵率高，而且煙氣二氧化硫濃度低、難以治理、環(huán)境污染大。目前再生鉛冶煉應(yīng)用較為廣泛的工藝為底吹熔煉和側(cè)吹熔煉，具有熱利用率高、環(huán)保效益好、熔煉強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但底吹富氧熔池熔煉單獨(dú)處理鉛膏未見(jiàn)工業(yè)應(yīng)用，而傳統(tǒng)富氧側(cè)吹熔池熔煉的床能力較低，單爐工藝煙氣二氧化硫濃度波動(dòng)大，工藝還需進(jìn)一步優(yōu)化。
總體而言，火法工藝具有處理能力大、原料適應(yīng)性強(qiáng)及資源綜合利用率高等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)開(kāi)發(fā)新型熔煉成套技術(shù)及裝備，降低熔煉能耗和煙塵率，提高鉛的回收率，解決熔煉煙氣污染問(wèn)題后，其應(yīng)用前景十分廣闊。
技術(shù)特點(diǎn)
針對(duì)廢鉛酸電池火法回收鉛膏的處理難題，本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)出“再生鉛連續(xù)富氧側(cè)吹低溫熔煉技術(shù)”的新工藝和成套裝備，突破了鉛膏富氧側(cè)吹熔池熔煉技術(shù)的制酸難題和低溫熔煉瓶頸，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)及處理成本都呈現(xiàn)顯著優(yōu)勢(shì)。
?、贅?gòu)建了“鐵-硅-鈣-鈉”四元低熔點(diǎn)渣型體系。通過(guò)添加少量助熔劑顯著降低了熔煉渣溫，將火法煉鉛溫度從傳統(tǒng)工藝的1300℃以上降低至1150℃以下，大大降低了熔煉能耗，具有節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。
②研發(fā)了新型富氧側(cè)吹爐裝備。采用低攪拌負(fù)荷新型氧槍并將其高密度優(yōu)化布局，以及配置高鉛位、深爐缸設(shè)計(jì)，煙塵率降低至14%以下，鉛直收率達(dá)到98%以上，實(shí)現(xiàn)單次爐齡可達(dá)到24個(gè)月以上。
?、坶_(kāi)發(fā)了再生鉛連續(xù)富氧側(cè)吹低溫熔煉與離子液輔助制酸成套裝備系統(tǒng)，出爐煙氣的SO2濃度穩(wěn)定在3%左右，能夠穩(wěn)定制酸，解決了傳統(tǒng)工藝二氧化硫難治理的問(wèn)題。
二、典型應(yīng)用案例
案例名稱(chēng)
太和縣大華能源科技有限公司20萬(wàn)t/a再生鉛連續(xù)富氧側(cè)吹低溫熔煉技術(shù)示范工程
案例簡(jiǎn)介
本項(xiàng)目處置廢舊鉛蓄電池、鉛渣、鉛泥等危險(xiǎn)廢物，采用再生鉛連續(xù)富氧側(cè)吹低溫熔煉技術(shù)回收精鉛，按精鉛產(chǎn)能計(jì)的處理規(guī)模為20萬(wàn)t/a，實(shí)際危險(xiǎn)廢物處置規(guī)模為29萬(wàn)t/a，包括廢舊鉛蓄電池25.5萬(wàn)t/a、鉛膏2.1萬(wàn)t、鉛泥1.4萬(wàn)t/a.
工程總承包單位：湖南銳異資環(huán)科技有限公司
設(shè)計(jì)單位：湖南銳異資環(huán)科技有限公司、湖南中大設(shè)計(jì)院
施工單位：阜陽(yáng)市國(guó)瑞建設(shè)有限公司
運(yùn)行單位：太和縣大華能源科技有限公司
本項(xiàng)目2018年3月完成設(shè)計(jì)并啟動(dòng)建設(shè)，2020年5月點(diǎn)火投產(chǎn)，由太和縣大華能源科技有限公司自主運(yùn)行，湖南銳異資環(huán)科技有限公司提供技術(shù)服務(wù)，生產(chǎn)線已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行近三年，累計(jì)處置廢舊鉛蓄電池、鉛渣、鉛泥等危險(xiǎn)廢物約72萬(wàn)t，回收精鉛50萬(wàn)t，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益近80億元。
達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31574-2015)
《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 9078-1996)
《城市廢水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T 19923-2005)
《固體廢物玻璃化處理產(chǎn)物技術(shù)要求》(GB/T 41015-2021)
《再生鉛及鉛合金錠》(GB/T 21181-2017)
《再生鉛單位產(chǎn)品能源消耗限額》(GB 25323-2010)
業(yè)主單位
太和縣大華能源科技有限公司
投運(yùn)時(shí)間
2020年9月27日
工藝流程
本項(xiàng)目廢舊鉛蓄電池回收的包括全自動(dòng)拆解系統(tǒng)、富氧側(cè)吹熔煉系統(tǒng)、粗鉛精煉系統(tǒng)，其中富氧側(cè)吹熔煉系統(tǒng)采用“再生鉛連續(xù)富氧側(cè)吹低溫熔煉技術(shù)”。
?、偃詣?dòng)拆解系統(tǒng)
廢舊鉛蓄電池通過(guò)振動(dòng)給料機(jī)和皮帶輸送機(jī)送到破碎機(jī)，破碎后的物料經(jīng)篩分和水力分離得到廢酸、鉛泥、鉛柵和廢塑料，廢酸送至污酸處理車(chē)間生產(chǎn)工業(yè)硫酸，廢塑料外售，鉛柵送至低溫熔煉系統(tǒng)生產(chǎn)精鉛，鉛泥經(jīng)沉淀、壓濾得到鉛膏送至富氧側(cè)吹熔煉系統(tǒng)生產(chǎn)精鉛。
?、诟谎鮽?cè)吹熔煉系統(tǒng)
將鉛膏與碳酸鈉、鐵礦石和石灰石、還原煤送入氧化爐進(jìn)行氧化熔煉得到一次粗鉛和高鉛渣。熱高鉛渣流入還原爐進(jìn)行還原熔煉得到二次粗鉛和水淬渣。氧化爐和還原爐產(chǎn)生的含鉛煙塵制粒后投入還原爐熔煉，除塵后的凈化煙氣送至制酸系統(tǒng)生產(chǎn)工業(yè)硫酸。
?、鄞帚U精煉系統(tǒng)
將富氧側(cè)吹熔煉系統(tǒng)產(chǎn)出的粗鉛在精煉鍋中熔化得到粗鉛液，加入硝酸鈉和氫氧化鈉進(jìn)行堿性精煉，撈出浮在鉛液上面的含銻精煉渣，然后降溫加入硫磺進(jìn)行熔析除銅，撈去浮在鉛液上面的含銅精煉渣后得到精鉛(含鉛大于99.992 %)；將精鉛加工成陽(yáng)極板，以鉛始極片為陰極、PbSiF6和H2SiF6組成的水溶液為電解液進(jìn)行電解精煉，得到2#鉛和含貴金屬的陽(yáng)極泥。
運(yùn)行情況
?、偌夹g(shù)應(yīng)用效果
本項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)廢舊鉛蓄電池的無(wú)害處置和有效資源化利用，達(dá)到減量化率和無(wú)害化率100 %、資源化率99.8 %的污染治理效果。
?、诙挝廴究刂魄闆r
危險(xiǎn)廢物經(jīng)治理后，Pb、SO2、NOx等污染物排放顯著降低。
③運(yùn)行穩(wěn)定性
本項(xiàng)目于2020年5月投產(chǎn)運(yùn)行，截至2022年12月，共處置危險(xiǎn)廢物72萬(wàn)t，包括廢舊鉛蓄電池64萬(wàn)t、鉛膏5萬(wàn)t、鉛泥3萬(wàn)t，累計(jì)生產(chǎn)再生鉛50萬(wàn)t、水淬渣17萬(wàn)t。運(yùn)行至今，未發(fā)生重大事故，廢水和尾氣排放達(dá)標(biāo)，排放數(shù)據(jù)上網(wǎng)公開(kāi)，生態(tài)環(huán)境部門(mén)監(jiān)督性檢查合格，運(yùn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)附件。
技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的碳減排效果
本項(xiàng)目的能源消耗主要為電力、燃煤和燃?xì)?。以年處?5.5萬(wàn)t廢舊鉛蓄電池計(jì)，拆解工序能源消耗約0.79 kgce/t，熔煉工序能源消耗(燃?xì)庹鬯銟?biāo)煤)約195.75 kgce/t，電解工序直流電耗110.17 kgce/t。
本項(xiàng)目各項(xiàng)能耗指標(biāo)均優(yōu)于再生鉛單位產(chǎn)品能耗國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)值，節(jié)能效果顯著，其中：
廢電池破碎工序(廢電池——鉛膏)能耗指標(biāo)比先進(jìn)值低73.7 %。
鉛膏冶煉工序(鉛膏-再生鉛)能耗指標(biāo)比先進(jìn)值低11.0 %。
鉛電解能耗指標(biāo)比先進(jìn)值低8.2 %。
三、技術(shù)申報(bào)單位聯(lián)系信息
單位名稱(chēng)：湖南銳異資環(huán)科技有限公司
單位地址：湖南省長(zhǎng)沙市岳麓區(qū)學(xué)士街道玉蓮路32號(hào)聯(lián)東優(yōu)谷工業(yè)園一號(hào)地10棟裙樓二層
聯(lián)系人：何東祥
原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 |再生鉛連續(xù)富氧側(cè)吹低溫熔煉技術(shù)
