礦區廢舊鉛酸蓄電池回收新方法

武文越 宿海芬 劉曉龍

(內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司巴潤礦業分公司)

2015年我國鉛需求量預計將達到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，不僅污染了環境，還浪費了資源。巴潤礦地處草原，生態脆弱，傳統電瓶回收利用方式對環境污染大，不能滿足經濟、社會發展的要求。為此，需研究新的回收利用技術。

1 廢舊電池回收工藝簡介

廢舊電池在進入皮帶前應先除去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置旋轉式電磁除鐵器，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域。

2.1 粗破碎機

圖2為廢舊電池粗破設備的配置。大傾角皮帶運輸機來料，經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;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，其分離水為循環水。

上清液溢流儲罐中的水送至高壓水噴淋器循環利用。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，避免泥漿泵發生堵塞。攪拌器需24 h運轉，一開一備。

圖2 粗破工段設備配置

泥漿罐安裝在離地面2 m的平臺上，底部設置直徑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備配置

圖3為氣水分離器設備配置。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1#氣水分離器落入2#螺旋輸送機，經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場調節。高壓氣體由氣體壓縮站提供，并安裝氣動閥調節流量。各出料螺旋輸送機頂部設置新水噴淋裝置，以降低最終產品的雜質含量。

3 工藝改進

(1)除塵、除酸風機可設置在單獨的副跨中，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)增設天然氣坩堝熔爐。坩堝熔爐配備集氣罩、旋風除塵系統［4］。加工鉛板柵，滿足電池廠合金化學成分的鉛錠合金出售，延長了產業鏈，增加了產品附加值。

(3)通過壓濾機實現水100%循環利用，廢水中的重金屬鉛離子采用化學沉淀法和離子交換法除去［5］。臟水自留入積液坑內，在積液坑內設置耐腐耐磨砂漿泵。在廠房四周設置積液水溝，防止生產不正常時臟水溢出，污染環境。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，設置工業監視器，液位、電機軸溫度報警儀，節約了人力，實現智能化生產。

4 結語

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城市，每年廢棄的電瓶數量巨大，如建設再生鉛廠，不但能解決包頭礦區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濟效益。

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

［2］李衛鋒，蔣麗華，湛 晶，等.廢鉛酸蓄電池鉛再生技術現狀及進展［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.蓄電池生產廢水處理技術研究［J］.蓄電池，2011，36(12):90-91.