[发明专利]废旧铅酸蓄电池铅膏底吹熔炼一步炼铅工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种用于废旧铅酸蓄电池铅膏冶炼的废旧铅酸蓄电池铅膏底吹熔炼一步炼铅工艺及装置。

背景技术

    我国是上世纪90年代以来铅生产和消费增长最快的国家。尽管我国铅资源储量居世界前列，但由于过度开采及勘查的滞后，铅矿资源短缺现象日益严重。而我国目前每年新增探明储量远低于为满足铅生产而要求增加的铅储量，意味着将来我国铅资源对铅生产的保证程度趋于降低。我国铅80%用于铅酸蓄电池，每年产生的废旧铅酸蓄电池量上百万吨，该部分铅资源的再生已成为我国铅冶炼的可持续发展的必由之路。

近几年来来,我国再生铅工业取得了显著进展，已初步形成独立产业，已有国内一些科研院校及企业针对国内废旧铅酸蓄电池铅膏冶炼中存在的回收率低、装置落后、成本高、低浓度SO₂治理难度大的问题，研究了一些冶炼新工艺，

湿法工艺有预脱硫-电解沉积工艺和固相电还原铅工艺，规模较小，应用较少。目前国内在使用的火法工艺有预脱硫-低温还原熔炼工艺和豫光金铅股份有限公司的废旧铅酸蓄电池-富氧底吹熔炼再生铅新工艺。

预脱硫-低温还原熔炼工艺

废旧铅酸蓄电池铅膏先与碳酸钠或碳酸铵进行湿法脱硫，产出碳酸铅和副产品硫酸钠或硫酸铵，然后将脱硫后的铅膏进行还原熔炼，该工艺可有效降低熔炼过程二氧化硫的产生，但过程流程长，湿法脱硫成本高，投资大，副产品硫酸钠或硫酸铵销路差。

废旧铅酸蓄电池自动分离-富氧底吹熔炼再生铅新工艺

废旧铅酸蓄电池铅膏与铅精矿一起进入氧气底吹熔炼炉，产出粗铅和高铅渣，熔炼反应产生的SO₂烟气与精矿熔炼烟气一起送去生产硫酸，高铅渣再经过还原处理产出粗铅。该工艺基本解决了硫的污染问题，但废旧铅酸蓄电池铅膏与铅精矿一起处理，整个过程流程长，系统投资大。

发明内容

本发明的目的在于改变现有废旧铅酸蓄电池铅膏冶炼技术中的不足，而提供一种废旧铅酸蓄电池铅膏底吹熔炼一步炼铅工艺及装置。

本发明所采用的技术方案：

一种废旧铅酸蓄电池铅膏底吹熔炼一步炼铅工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1）、将废铅膏、铁渣、石子、煤、及返回的烟灰按配料计算要求的量经分别计量后混合制粒；

步骤2）、将粒料连续送入底吹熔炼炉，该炉底部保持着粗铅层和炉渣形成的熔池，控制喷枪向炉内喷入氧气与天然气或煤气，保持炉内熔体下部为弱氧化气氛，铅膏中硫酸铅在高温下大部分分解，产出二氧化硫烟气与氧化铅，另有一少部分与熔体上部加入的煤发生还原反应先生成硫化物，然后又在下部的氧化气氛中反应生成二氧化硫和粗铅或氧化铅；

步骤3）、步骤2）中的二氧化硫烟气经降温收尘后送硫酸系统制酸，烟尘返回本炉配料，氧化铅与熔体上部加入的煤发生还原反应，产出金属铅下沉进入粗铅层由虹吸放铅口连续放出，入炉料中的铁硅钙发生造渣反应，生成的炉渣浮在熔池上部，当炉内液面升高至0.6-1.5m时，炉渣通过溜槽排入电热前床处理；

步骤4）、步骤3）中产生的炉渣通过溜槽排入电热前床保持高温，炉渣中夹带的粗铅沉到底部，炉渣中残存的氧化态铅被炉渣中夹带的无烟煤继续还原为单质状态，汇集沉至底部，使炉渣含Pb≤2%，炉渣放出后水淬，粗铅由放铅虹吸口放出。

所述步骤1）中所述的废铅膏及返回的烟灰、铁渣、石子、煤的配料计算要求满足以下要求：配料中含有的FeO与SiO₂的重量比为FeO/SiO₂=1.0～1.5，CaO与SiO₂的重量比为CaO/SiO₂=0.3～0.5，煤的配入量占总配料量的百分比为5-20%，烟灰配入量占总配料量的百分比不大于30%。

所述的步骤1）制备的颗粒物料的粒度为6～15mm，水分含量为6～8%。

所述的步骤2）中喷入炉内的天然气或煤气与氧气的压力为0.4～0.8MPa，氧气含氧量为80～100%，喷入氧气的量为每吨粒料喷入150～250m³的氧气。

所述的步骤2）中喷入炉内的天然气与氧气的体积比为0.1～0.4。

所述的步骤2）中喷入炉内的煤气与氧气的体积比为1～5，煤气为焦炉煤气或发生炉煤气。

所述底吹熔炼炉中熔池深度保持在600～1500mm，下层为粗铅，厚度为250～300mm，上层为炉渣，炉温保持在1100～1200℃。