一種低溫冶煉再生鉛的方法

一種低溫冶煉再生鉛的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低溫冶煉再生鉛的方法，屬于再生鉛制備【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明通過碳酸鈉提供堿性環(huán)境，以再生鉛原料和/或鉛礦粉為鉛源、以碳為還原劑，在800～1100℃進(jìn)行堿性熔煉，產(chǎn)出粗鉛或貴鉛、熔煉渣和煙氣三種產(chǎn)物，金銀等貴金屬大部分進(jìn)入粗鉛或貴鉛中，熔煉產(chǎn)生的粗鉛沉入底部排出，硫以硫化鈉的形式進(jìn)入熔煉渣中，熔煉渣水浸后，濾液分步濃縮結(jié)晶，獲得碳酸鈉和硫化鈉產(chǎn)品，煙氣除塵后煙塵返回原料，廢氣經(jīng)堿液吸收后可直接排放。本發(fā)明技術(shù)方案具有能耗低、成本低、環(huán)保等優(yōu)點，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【專利說明】一種低溫冶煉再生鉛的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低溫冶煉再生鉛的方法，屬于再生鉛制備【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景
[0002]我國是世界上鉛資源豐富的國家，居世界第二位，不僅分布廣，類型多，而且資源前景好。然而，隨著近年大規(guī)模開發(fā)，我國鉛資源中高品位礦逐年減少，同國際上的鉛資源相比，大型礦床少、中低品位資源占50%以上，已開發(fā)利用的查明資源儲量占近55%，可供設(shè)計和規(guī)劃利用的查明資源儲量的比重較低，未利用的儲量大多集中在建設(shè)條件和資源條件不好的礦區(qū)。從2000年開始，我國已從鉛鋅原料凈出口國變?yōu)檫M(jìn)口國。
[0003]國內(nèi)的鉛消費主要是鉛蓄電池，全國鉛消費結(jié)構(gòu)中鉛酸蓄電池耗鉛占總消費的78%。因此，從廢舊鉛蓄電池中回收鉛成為再生鉛回收的主要途徑。再生鉛占世界鉛總產(chǎn)量的40 %，但90 %的再生鉛來自廢蓄電池。
[0004]我國目前大多數(shù)再生鉛企業(yè)工藝上主要采用傳統(tǒng)的反射爐、鼓風(fēng)爐和沖天爐等熔煉工藝，板柵和鉛泥一起混煉，基本上未經(jīng)預(yù)處理工藝；一些小企業(yè)、個體戶甚至采用原始的土窯土爐冶煉；存在著企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、耗能高、污染嚴(yán)重、工業(yè)技術(shù)落后、金屬回收率和綜合利用率低等問題。主要是:鉛回收率低，國內(nèi)大多生產(chǎn)廠回收率一般為80%?85% (國外一般水平95%);環(huán)境嚴(yán)重污染，由于技術(shù)落后，熔煉過程中排放的鉛蒸汽、鉛塵、二氧化硫嚴(yán)重超標(biāo)，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的幾十倍。
[0005]為了解決以上問題，大量研究將低溫熔煉技術(shù)引入到再生鉛回收利用中，中南大學(xué)所擁有的“再生鉛的冶煉方法”專利技術(shù)(專利號:CN 1274013A)陳述利用氫氧化鈉形成熔體在低溫條件下回收鉛，無二氧化硫產(chǎn)出，是一種環(huán)保、高效的再生鉛回收方法。但氫氧化鈉作為熔體對設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重，硫元素以硫酸化鈉等化合物產(chǎn)出，無回收利用價值。
[0006]由于以上種種原因，以上低溫堿性熔煉技術(shù)都沒有得到工業(yè)利用，現(xiàn)行再生鉛資源仍然采用原始的高溫還原熔煉技術(shù)，因此亟需開發(fā)一種實用性強的回收技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對已有技術(shù)存在的不足，提供一種低溫冶煉再生鉛的方法。
[0008]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，是將含鉛物料與還原劑混合后加入碳酸鈉熔體中，于800?1100°C保溫熔煉,得到粗鉛或貴鉛、熔煉洛、煙氣；或
[0009]將含鉛物料、還原劑、碳酸鈉混合均勻后加水制粒，然后加入冶煉爐內(nèi)，在800?1000°C，進(jìn)行還原熔煉，得到粗鉛或貴鉛、熔煉渣、煙氣；所述碳酸鈉與含鉛物料的質(zhì)量比為0.4-5:1。
[0010]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述含鉛物料選自再生鉛原料或再生鉛原料與鉛礦粉的混合物，所述再生鉛原料選自廢蓄電池膠泥和柵板、硫酸鉛渣、氧化鉛煙灰、冰銅渣中的至少一種；優(yōu)選為廢蓄電池膠泥和柵板。
[0011]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，再生鉛原料與鉛礦粉的質(zhì)量比根據(jù)生產(chǎn)的需求進(jìn)行調(diào)配，其調(diào)配的原則是將含鉛物料中，鉛的質(zhì)量百分含量控制在30-80%。
[0012]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，還原劑的用質(zhì)量為將含鉛物料中的鉛全部還原為單質(zhì)鉛的理論用量的1-1.5倍。
[0013]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述含鉛物料中，鉛的質(zhì)量百分含量為30-80%。
[0014]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述含鉛物料中還可含有貴金屬；如金、銀、鉬、鈀等。
[0015]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述含鉛物料的粒度< 10mm。
[0016]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，制粒得到的顆粒的粒度為3mm?25mm ;顆粒中水的質(zhì)量百分含量為7%?15%。
[0017]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述還原劑為固體還原劑；所述固體還原劑選自焦炭、活性炭、還原煤中的至少一種。
[0018]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述固體還原劑的粒度彡10mm。
[0019]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，所述鉛礦粉選自硫化鉛礦粉、氯化鉛渣粉、鉛煙塵中的至少一種。優(yōu)選為硫化鉛礦粉和/或氯化鉛渣粉。
[0020]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，保溫熔煉時間為30-120分鐘。
[0021]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法；再生鉛原料和/或鉛礦粉中含有的硫以硫化鈉的形式進(jìn)入熔煉渣中，熔煉渣經(jīng)水浸回收利用熔煉渣中的碳酸鈉和硫化鈉；所述水浸是:按液固質(zhì)量比3-6:1將熔煉渣加入水中，直到爐渣完全松散粉碎后過濾，濾液經(jīng)分步結(jié)晶，分別得碳酸鈉和硫化鈉產(chǎn)品；水浸時，控制溫度為20-90°C。
[0022]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，煙氣除塵所得煙塵作為再生鉛原料重復(fù)利用，所得廢氣經(jīng)堿液吸收后排空。
[0023]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，金銀等貴金屬大部分進(jìn)入粗鉛或貴鉛中，粗鉛或貴鉛經(jīng)電解精煉后得到精鉛和富含貴金屬的陽極泥。
[0024]本發(fā)明一種低溫冶煉再生鉛的方法，碳酸鈉熔體的用量從理論來說是越多越好，但考慮到經(jīng)濟(jì)成本，一般按質(zhì)量比，碳酸鈉:鉛=0.5-5:1的比例配取碳酸鈉，然后將配取的碳酸鈉熔融，得到碳酸鈉熔體。
[0025]工藝過程原理
[0026]首先，鉛廢渣中的硫酸鉛在還原發(fā)生分解:
[0027]PbS04+4C0 = PbS+4C02
[0028]在800?1100°C的低溫條件及還原性氣氛下產(chǎn)生還原固硫反應(yīng)，產(chǎn)生的Na2S形成聞值硫化物:
[0029]PbS+Na2C03+C0 = Pb+Na2S+2C02
[0030]氧化鉛在還原氣氛下發(fā)生還原反應(yīng):
[0031]Pb0+C0 = Pb+C02
[0032]Pb02+2C0 = Pb+2C02
[0033]有益效果
[0034]1.本發(fā)明以碳酸鈉熔體為堿性熔煉環(huán)境，即解決了氫氧化鈉作為熔體對設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重的問題，又使得硫元素以高值硫化鈉的形式固定。
[0035]2.本發(fā)明采取低溫堿性熔煉的方法，因而流程簡單，實現(xiàn)了低溫?zé)o污染處理，因為采用了碳酸鈉熔體為堿性熔煉環(huán)境，大大增長了爐體的使用壽命。
[0036]3.本發(fā)明實現(xiàn)再生鉛廢料的二次回收利用，聯(lián)合處理鉛泥和板柵物料，鉛回收率聞。
[0037]4.本發(fā)明硫以硫化鈉的形式固定，產(chǎn)出高值硫化產(chǎn)品，在處理含金、銀等貴金屬的再生鉛原料時，可綜合回收金、銀等貴金屬，經(jīng)濟(jì)效益好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0039]實施例1:
[0040]取含鉛68.76 %的廢蓄電池膠泥與含鉛93.12 %的破碎板柵混合，混合物料100kg，含鉛76.31 %。將混合鉛物料搭配還原煤(15kg)連續(xù)加入900°C的碳酸鈉(200kg)熔體中，焦炭粒度彡10mm，攪拌速度200轉(zhuǎn)/分，加完料后在900°C下保溫0.5小時，出爐產(chǎn)得粗鉛72.89kg，鉛回收率94.31%，粗鉛含鉛98.74%。取爐渣50kg用150L水在常溫下浸泡，分步回收碳酸鈉和硫化鈉，分步濃縮結(jié)晶得硫化鈉產(chǎn)品1kg,固硫率超過90%。
[0041]實施例2:
[0042]取含鉛68.76%的廢蓄電池膠泥與含鉛20.14%, Au 4g/t的硫化礦原礦粉混合，混合物料100kg，含鉛50.12%。將混合鉛物料搭配還原煤(15kg)連續(xù)加入900°C的碳酸鈉(200kg)熔體中，焦炭粒度< 10mm，攪拌速度100轉(zhuǎn)/分，加完料后在900°C下保溫0.5小時，出爐產(chǎn)得粗鉛47.08kg，鉛回收率93.11%，粗鉛含鉛99.12%，粗鉛中含Au 8.2g/t，金直收率97.67%。取爐渣50kg用150L水在常溫下浸泡，分步回收碳酸鈉和硫化鈉，分步濃縮結(jié)晶得硫化納廣品18kg,固硫率超過90%。
[0043]實施例3:
[0044]取含鉛68.76%的廢蓄電池膠泥與含鉛30.58%, Au 93.18g/t的氯化鉛渣混合，混合物料100kg，含鉛60.48%，金12.14g/t。將混合鉛物料搭配還原煤(15kg)連續(xù)加入900°C的碳酸鈉(200kg)熔體中，焦炭粒度< 10mm，攪拌速度100轉(zhuǎn)/分，加完料后在900°C下保溫0.5小時，出爐產(chǎn)得粗鉛55.55kg，鉛回收率90.21 %，粗鉛含鉛98.21 %，粗鉛中含Au22.8g/t，金直收率98.89%。取爐渣50kg用150L水在常溫下浸泡，分步回收碳酸鈉和硫化鈉，分步濃縮結(jié)晶得硫化鈉產(chǎn)品13kg,固硫率超過90%。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特征在于: 將含鉛物料與還原劑混合后加入碳酸鈉熔體中，于800?1100°C保溫熔煉，得到粗鉛或貴鉛、熔煉洛、煙氣；或 將含鉛物料、還原劑、碳Ife納混合均勾后加水制粒，然后加入冶煉爐內(nèi)，在800?1000°C，進(jìn)行還原熔煉，得到粗鉛或貴鉛、熔煉渣、煙氣；所述碳酸鈉與含鉛物料的質(zhì)量比為0.4-5:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特征在于，所述含鉛物料選自再生鉛原料或再生鉛原料與鉛礦粉的混合物，所述再生鉛原料選自廢蓄電池膠泥和柵板、硫酸鉛渣、氧化鉛煙灰、冰銅渣中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特征在于，還原劑的用質(zhì)量為將含鉛物料中的鉛全部還原為單質(zhì)鉛的理論用量的1-1.5倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特征在于:所述含鉛物料中，鉛的質(zhì)量百分含量為30-80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特征在于:所述還原劑為固體還原劑；所述固體還原劑選自焦炭、活性炭、還原煤中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特征在于:所述固體還原劑的粒度< 10mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特征在于:所述鉛礦粉選自硫化鉛礦粉、氯化鉛渣粉、鉛煙塵中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特征在于:保溫熔煉時間為30-120 分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，其特征在于:再生鉛原料和/或鉛礦粉中含有的硫以硫化鈉的形式進(jìn)入熔煉渣中，熔煉渣經(jīng)水浸回收利用熔煉渣中的碳酸鈉和硫化鈉；所述水浸是:按液固質(zhì)量比3-6:1將熔煉渣加入水中，直到爐渣完全松散粉碎后過濾，濾液經(jīng)分步結(jié)晶，分別得碳酸鈉和硫化鈉產(chǎn)品；水浸時，控制溫度為20-90°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫冶煉再生鉛的方法，煙氣除塵所得煙塵作為再生鉛原料重復(fù)利用，所得廢氣經(jīng)堿液吸收后排空。
【文檔編號】C22B13/00GK104451161SQ201410735372
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】覃文慶, 劉維, 焦芬, 羅虹霖, 宋巍, 程增強, 張立, 余德勝 申請人:中南大學(xué), 揚州市華翔有色金屬有限公司