武文越 宿海芬 劉曉龍

(內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤礦業(yè)分公司)

2015年我國鉛需求量預(yù)計將達到600萬t，鉛酸蓄電池的耗鉛量占鉛總消耗量的85%，其使用壽命一般為1～2 a［1］，每年報廢的鉛蓄電池達150萬t［2］。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池資源再生方法是:將收集的廢電池人工破碎、手工分揀鉛板柵，除電池外殼鋼條托盤、外殼塑料回收利用外，硫酸鉛、氧化鉛、電解液均丟棄，不僅污染了環(huán)境，還浪費了資源。巴潤礦地處草原，生態(tài)脆弱，傳統(tǒng)電瓶回收利用方式對環(huán)境污染大，不能滿足經(jīng)濟、社會發(fā)展的要求。為此，需研究新的回收利用技術(shù)。

1 廢舊電池回收工藝簡介

廢舊電池在進入皮帶前應(yīng)先除去ABS或丙悕-苯乙烯殼。電池最大尺寸為800 mm(對角線)，對較大的電池應(yīng)先用碎石機破碎，去掉木托盤、鋼條、木箱、鋼殼或其他緊固的殼體。工藝流程如圖1所示。

圖1 廢舊電池再生鉛工藝流程

鐵器對破碎機及篩分機破壞較大，在上料皮帶運輸機中部設(shè)置旋轉(zhuǎn)式電磁除鐵器，對于不銹鋼物體，不能用電磁除鐵器除去，需設(shè)置金屬探測儀，與皮帶開停連鎖［3］。廢舊鉛酸蓄電池成分如表1。

表1 廢舊鉛酸蓄電池成分 %

2 廢舊電池成分分離

廢舊電池成分分離工序為:抓斗吊上料、錘頭式破碎機粗破、氣水分離器及帶清洗噴頭的螺旋壓濾機、空氣壓縮機、廢酸氣風(fēng)機抽離等。其中錘頭式破碎機粗破工段、氣水分離器及帶清洗噴頭的螺旋工段是整個工藝的核心區(qū)域。

2.1 粗破碎機

圖2為廢舊電池粗破設(shè)備的配置。大傾角皮帶運輸機來料，經(jīng)錘頭式破碎機破碎后，下落至振動篩分機，篩上為鉛柵和輕、重塑料，在高壓水噴淋器和振動篩的雙重作用下，進入1#水分離器，高壓水噴淋器還承擔著固體物的初步清洗任務(wù);篩下物料是電解液、硫酸鉛、氧化鉛混合物，在船型儲液池中沉降后，被鉛泥刮板運輸機運至泥漿罐，送壓濾機脫水成鉛膏。壓濾機分離鉛膏后，其分離水為循環(huán)水。

上清液溢流儲罐中的水送至高壓水噴淋器循環(huán)利用。船型儲液池中，受鉛泥刮板運輸機攪動影響，鉛泥未能很好沉降，上清液溢流儲罐及各部位的泥漿罐安裝有攪拌器，避免泥漿泵發(fā)生堵塞。攪拌器需24 h運轉(zhuǎn)，一開一備。

圖2 粗破工段設(shè)備配置

泥漿罐安裝在離地面2 m的平臺上，底部設(shè)置直徑1.5 m的清理孔，為保證檢修時能順利放出鉛泥，自制小車輔助放出鉛泥。

2.2 氣水分離器

氣水分離器工作原理:利用水流中通入的壓縮氣體產(chǎn)生浮力，密度大的鉛柵下沉，輕塑料和重塑料上升，達到分離效果。物料在分離過程中不可避免的少量混雜，故需要二級或多級水力分離。

圖3 氣水分離器及螺旋推進器設(shè)備配置

圖3為氣水分離器設(shè)備配置。1#振動篩分機來料入1#氣水分離器，輕塑料漂浮在水面上，在板式輸送機帶動下由3#螺旋輸送機運出;6#螺旋輸送機推動不能漂浮的重塑料及少量輕塑料至2#振動篩，5#螺旋輸送機運出重塑料;4#螺旋輸送機運出的物料直接入輕塑料倉。鉛柵和少量重塑料經(jīng)1#氣水分離器落入2#螺旋輸送機，經(jīng)2#氣水分離器后，密度最大的鉛柵落至1#螺旋輸送機，進入鉛柵料倉;2#氣水分離器上部的重塑料則經(jīng)溜槽到5#螺旋輸送機，入重塑料倉。

1#、2#氣水分離器壓縮氣體流量可現(xiàn)場調(diào)節(jié)。高壓氣體由氣體壓縮站提供，并安裝氣動閥調(diào)節(jié)流量。各出料螺旋輸送機頂部設(shè)置新水噴淋裝置，以降低最終產(chǎn)品的雜質(zhì)含量。

3 工藝改進

(1)除塵、除酸風(fēng)機可設(shè)置在單獨的副跨中，方便管道清洗、檢修?？刹捎肞VC管道連接，與不銹鋼管道相比，重量輕、成本低、檢修方便。

(2)增設(shè)天然氣坩堝熔爐。坩堝熔爐配備集氣罩、旋風(fēng)除塵系統(tǒng)［4］。加工鉛板柵，滿足電池廠合金化學(xué)成分的鉛錠合金出售，延長了產(chǎn)業(yè)鏈，增加了產(chǎn)品附加值。

(3)通過壓濾機實現(xiàn)水100%循環(huán)利用，廢水中的重金屬鉛離子采用化學(xué)沉淀法和離子交換法除去［5］。臟水自留入積液坑內(nèi)，在積液坑內(nèi)設(shè)置耐腐耐磨砂漿泵。在廠房四周設(shè)置積液水溝，防止生產(chǎn)不正常時臟水溢出，污染環(huán)境。積液溝鉛泥沉降，需要定期清理。

(4)氣動閥門的開閉、壓濾機開停、破碎機和皮帶運輸機的開停全部由PLC集成控制，設(shè)置工業(yè)監(jiān)視器，液位、電機軸溫度報警儀，節(jié)約了人力，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)。

4 結(jié)語

探討了廢鉛酸蓄電池處理的工藝改進方法，使電瓶各部分材料充分回收、分離、再生利用。包頭市作為我國北方特大型工業(yè)城市，每年廢棄的電瓶數(shù)量巨大，如建設(shè)再生鉛廠，不但能解決包頭礦區(qū)礦用汽車廢棄鉛酸蓄電池的回收，還可以回收城市廢棄電瓶，具有良好的社會和經(jīng)濟效益。

［1］靖麗麗.國內(nèi)外廢鉛酸蓄電池回收利用技術(shù)與污染防治［J］.蓄電池，2012，49(1):38-39.

［2］李衛(wèi)鋒，蔣麗華，湛 晶，等.廢鉛酸蓄電池鉛再生技術(shù)現(xiàn)狀及進展［J］.中國有色冶金，2011，40(6):53-54.

［3］朱新鋒，劉萬超，楊海玉.以廢鉛酸電池鉛膏制備超細氧化鉛粉末［J］.中國有色金屬學(xué)報，2010，20(1):132-133.

［4］方海峰，黃永和，黎宇科.鉛酸蓄電池回收利用體系研究［J］.蓄電池，2007(4):176-177.

［5］何志茹，李 寧.蓄電池生產(chǎn)廢水處理技術(shù)研究［J］.蓄電池，2011，36(12):90-91.