環保在線APP
環保在線手機站
環保在線小程序
微信公眾號
預告
回放
回放
品牌
其他品牌
生態環保產業作為支撐生態文明建設和高質量發展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環保新質生產力，正成為推動產業向前發展的核心力量。本欄目將聚焦生態環保產業的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創新成果，及時發布環境技術進步獎項，全面介紹行業內的實用技術裝備和示范工程，引導行業持續創新，加快數字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
生態環境保護實用技術
2023-J-31
申報單位
湖南銳異資環科技有限公司
推薦單位
湖南省環境保護產業協會
一、技術簡介
適用范圍
廢鉛酸蓄電池等處理處置及資源化
技術原理
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，在富氧側吹氧化爐中進行氧化熔煉。除此之外，鉛膏加入爐內還會經歷分解及其他反應。爐料中的脈石成分則發生造渣反應，鈉鹽與鐵硅鈣結合成四元渣。高鉛渣中的PbO在富氧側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水泥的原料。
工藝路線
配料工序：廢鉛蓄電池經拆解、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，各種物料按照預定配比定量連續均勻給料到混合上料皮帶，經皮帶輸送至氧化爐或者還原爐。
熔煉工序：熔煉過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，爐渣中Pb以PbO的形式與硅鐵鈣結合成四元渣，所產生的粗鉛由放鉛口放出，直接流入到粗鉛精煉鍋內精煉或鑄成粗鉛錠。高鉛渣由氧化爐放渣口自流進入還原爐中。高鉛渣中的PbO被還原成粗鉛，從虹吸口2——3 h出料一次。氧化熔煉過程和還原熔煉過程所產生的煙灰采用制粒機制成球粒并自動落到上料皮帶，與其他還原爐物料一起進入還原爐熔煉。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原料。
煙氣處理工序：由氧化爐來的含SO2高溫煙氣，進入SNCR脫硝裝置去除大量NOx后再進入余熱鍋爐除塵降溫至360 ℃以下，經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造粒機造粒后進入還原爐熔煉，煙氣則進入制酸系統進行制酸。由還原爐來的含少量SO2高溫煙氣，進入余熱鍋爐除塵降溫，然后經表面冷卻器將煙氣溫度降低到150 ℃左右后，進入布袋除塵器除塵，凈化后通過離子液吸收SO2，最后達標排放。
應用效果
1.技術效果
本技術處理廢鉛酸電池得到產品1#鉛，滿足《再生鉛及鉛合金錠》(GB/T 21181-2017)標準，鉛綜合回收率達99.8 %以上，最終產排的水淬渣為一般固廢可用于水泥生產，資源化率達99.8 %以上，無害化率達100 %。相比傳統再生鉛冶煉技術，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：該技術產排的廢水滿足《再生銅、鋁、鉛、鋅工業污染物排放標準》(GB 31574-2015)的排放要求，且全部送入污水處理車間，處理達標后排放，滿足《城市廢水再生利用工業用水水質》(GB/T 19923-2005)。
(2)廢氣：該技術產排的煙氣，包括點源形式產排的氧化爐和還原爐煙氣和面源形式產排的煙氣(原料庫、配料及上料系統產塵點)等，經處理后，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、鋅工業污染物排放標準》(GB 31574-2015)的排放要求。
(3)廢渣：精煉車間產生的精煉渣含鉛、錫、銻等，為危險廢物，定期返回熔煉工序，不外排；最終產生的水淬渣為玻璃體，主要含Fe、SiO2等，屬于第Ⅰ類一般工業固體廢物，滿足《固體廢物玻璃化處理產物技術要求》(GB/T 41015-2021)，外售至水泥廠。
綜上所述，本技術處置廢舊鉛蓄電池，產出的精煉渣等返回生產系統進行資源化回收，最終的尾渣(水淬渣)為一般固廢可用于生產水泥，生產過程產出的廢氣和廢水經處理后達標排放。因此，本技術可實現100 %的無害化，無二次污染，對環境的影響較小。
研發背景
再生鉛冶煉與原生鉛冶煉相比，具有能耗低、污染物排放少、符合節能環保要求等優點。此外，廢舊鉛蓄電池的回收再利用可有效節約能源開采，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。
國內外普遍采用火法冶煉對鉛進行再生，其原理是直接將鉛膏投入到側吹爐、反射爐、鼓風爐等爐內，加入還原劑進行高溫還原熔煉產出再生鉛，該方法簡便、容易操作，但熔煉過程中，在強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、環境污染大。目前再生鉛冶煉應用較為廣泛的工藝為底吹熔煉和側吹熔煉，具有熱利用率高、環保效益好、熔煉強度高等優點，但底吹富氧熔池熔煉單獨處理鉛膏未見工業應用，而傳統富氧側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大，工藝還需進一步優化。
總體而言，火法工藝具有處理能力大、原料適應性強及資源綜合利用率高等優點，通過開發新型熔煉成套技術及裝備，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題后，其應用前景十分廣闊。
技術特點
針對廢鉛酸電池火法回收鉛膏的處理難題，本項目開發出“再生鉛連續富氧側吹低溫熔煉技術”的新工藝和成套裝備，突破了鉛膏富氧側吹熔池熔煉技術的制酸難題和低溫熔煉瓶頸，各項經濟技術指標及處理成本都呈現顯著優勢。
①構建了“鐵-硅-鈣-鈉”四元低熔點渣型體系。通過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工藝的1300℃以上降低至1150℃以下，大大降低了熔煉能耗，具有節能、環保的優勢。
②研發了新型富氧側吹爐裝備。采用低攪拌負荷新型氧槍并將其高密度優化布局，以及配置高鉛位、深爐缸設計，煙塵率降低至14%以下，鉛直收率達到98%以上，實現單次爐齡可達到24個月以上。
③開發了再生鉛連續富氧側吹低溫熔煉與離子液輔助制酸成套裝備系統，出爐煙氣的SO2濃度穩定在3%左右，能夠穩定制酸，解決了傳統工藝二氧化硫難治理的問題。
二、典型應用案例
案例名稱
太和縣大華能源科技有限公司20萬t/a再生鉛連續富氧側吹低溫熔煉技術示范工程
案例簡介
本項目處置廢舊鉛蓄電池、鉛渣、鉛泥等危險廢物，采用再生鉛連續富氧側吹低溫熔煉技術回收精鉛，按精鉛產能計的處理規模為20萬t/a，實際危險廢物處置規模為29萬t/a，包括廢舊鉛蓄電池25.5萬t/a、鉛膏2.1萬t、鉛泥1.4萬t/a.
工程總承包單位：湖南銳異資環科技有限公司
設計單位：湖南銳異資環科技有限公司、湖南中大設計院
施工單位：阜陽市國瑞建設有限公司
運行單位：太和縣大華能源科技有限公司
本項目2018年3月完成設計并啟動建設，2020年5月點火投產，由太和縣大華能源科技有限公司自主運行，湖南銳異資環科技有限公司提供技術服務，生產線已連續穩定運行近三年，累計處置廢舊鉛蓄電池、鉛渣、鉛泥等危險廢物約72萬t，回收精鉛50萬t，創造直接經濟效益近80億元。
達到的標準或性能要求
《再生銅、鋁、鉛、鋅工業污染物排放標準》(GB 31574-2015)
《工業爐窯大氣污染物排放標準》(GB 9078-1996)
《城市廢水再生利用工業用水水質》(GB/T 19923-2005)
《固體廢物玻璃化處理產物技術要求》(GB/T 41015-2021)
《再生鉛及鉛合金錠》(GB/T 21181-2017)
《再生鉛單位產品能源消耗限額》(GB 25323-2010)
業主單位
太和縣大華能源科技有限公司
投運時間
2020年9月27日
工藝流程
本項目廢舊鉛蓄電池回收的包括全自動拆解系統、富氧側吹熔煉系統、粗鉛精煉系統，其中富氧側吹熔煉系統采用“再生鉛連續富氧側吹低溫熔煉技術”。
①全自動拆解系統
廢舊鉛蓄電池通過振動給料機和皮帶輸送機送到破碎機，破碎后的物料經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間生產工業硫酸，廢塑料外售，鉛柵送至低溫熔煉系統生產精鉛，鉛泥經沉淀、壓濾得到鉛膏送至富氧側吹熔煉系統生產精鉛。
②富氧側吹熔煉系統
將鉛膏與碳酸鈉、鐵礦石和石灰石、還原煤送入氧化爐進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行還原熔煉得到二次粗鉛和水淬渣。氧化爐和還原爐產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生產工業硫酸。
③粗鉛精煉系統
將富氧側吹熔煉系統產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 %)；將精鉛加工成陽極板，以鉛始極片為陰極、PbSiF6和H2SiF6組成的水溶液為電解液進行電解精煉，得到2#鉛和含貴金屬的陽極泥。
運行情況
①技術應用效果
本項目可實現廢舊鉛蓄電池的無害處置和有效資源化利用，達到減量化率和無害化率100 %、資源化率99.8 %的污染治理效果。
②二次污染控制情況
危險廢物經治理后，Pb、SO2、NOx等污染物排放顯著降低。
③運行穩定性
本項目于2020年5月投產運行，截至2022年12月，共處置危險廢物72萬t，包括廢舊鉛蓄電池64萬t、鉛膏5萬t、鉛泥3萬t，累計生產再生鉛50萬t、水淬渣17萬t。運行至今，未發生重大事故，廢水和尾氣排放達標，排放數據上網公開，生態環境部門監督性檢查合格，運行檢測數據見附件。
技術應用產生的碳減排效果
本項目的能源消耗主要為電力、燃煤和燃氣。以年處理25.5萬t廢舊鉛蓄電池計，拆解工序能源消耗約0.79 kgce/t，熔煉工序能源消耗(燃氣折算標煤)約195.75 kgce/t，電解工序直流電耗110.17 kgce/t。
本項目各項能耗指標均優于再生鉛單位產品能耗國家標準先進值，節能效果顯著，其中：
廢電池破碎工序(廢電池——鉛膏)能耗指標比先進值低73.7 %。
鉛膏冶煉工序(鉛膏-再生鉛)能耗指標比先進值低11.0 %。
鉛電解能耗指標比先進值低8.2 %。
三、技術申報單位聯系信息
單位名稱：湖南銳異資環科技有限公司
單位地址：湖南省長沙市岳麓區學士街道玉蓮路32號聯東優谷工業園一號地10棟裙樓二層
聯系人：何東祥
原標題：環保新質生產力 |再生鉛連續富氧側吹低溫熔煉技術
