[發明專利]處理廢鉛酸蓄電池膠泥與富鐵重金屬固廢的方法及設備

無效

• 申請號: 201210490739.6
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN102965509A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 唐朝波;張銘發;陳永明;胡奔流;唐謨堂;王瑋;楊聲海;劉慶華;何靜;楊建廣
• 申請（專利權）人: 中南大學;中國瑞林工程技術有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B13/00;C22B5/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種處理廢鉛酸蓄電池膠泥與富鐵重金屬固廢的方法及設備，特別是指一種處理廢鉛酸蓄電池膠泥與富鐵重金屬固廢的還原固硫熔池熔煉方法及設備；屬二次資源綜合利用和工業固廢處理技術領域。

背景技術

我國是世界最大的鉛生產國，同時也是世界最大的鉛酸蓄電池生產國，每年產生200萬噸以上的廢鉛酸蓄電池膠泥,是廢鉛酸蓄電池膠泥原料的最主要來源，這些膠泥除少部分和硫化鉛精礦搭配進入鉛冶煉系統外，大部分廢鉛酸蓄電池膠泥由廢鉛酸蓄電池膠泥生產企業處理，采用濕法脫硫轉化-還原熔煉工藝，該工藝存在濕法脫硫消耗大量試劑并產生大量廢水、還原熔煉為間斷作業，能耗高、成本高等嚴重問題。

同時我國有色和化工行業每年產生大量高鐵工業固廢，如鋅浸出磁選窯渣、黃鐵礦燒渣等，年產出量幾千萬噸，不僅含有豐富的鐵、金、銀、錫、銻等有價元素（如黃鐵礦燒渣含Fe>40%，Ag>100g/t，Au>1g/t，鋅浸出渣磁選窯渣含Fe>40%，Au>2g/t，Ag>300g/t），也富含鉛、砷、鎘、鋅有毒元素。迄今為止，國內外還未有成熟可靠的處理方法，絕大部分就地堆存，不僅造成資源大量閑置浪費，而且成為重金屬污染重大隱患。

至今為止,尚未有連續清潔冶煉廢鉛酸蓄電池膠泥和無害化處置富鐵重金屬固廢的報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足而是提供一種處理廢鉛酸蓄電池膠泥與富鐵重金屬固廢的方法及設備；實現連續清潔冶煉廢鉛酸蓄電池膠泥和無害化處置黃鐵礦燒渣等富鐵重金屬固體廢棄物，在無二氧化硫產生的情況下一步煉制粗鉛和鐵锍,并回收固硫劑中的金、銀、錫、銻、鉍等有價元素，化害為利,變廢為寶。

本發明處理廢鉛酸蓄電池膠泥與富鐵重金屬固廢的方法,是采用下述方案實現的：

以固硫劑、熔劑、廢鉛酸蓄電池膠泥作為混合制粒料；以煤為還原劑和燃料；

將固硫劑、熔劑、廢鉛酸蓄電池膠泥混勻制粒、干燥得含水量占制粒料質量百分比為2%~25%的制粒料,然后將制粒料、還原劑和燃料加熱至1050℃~1300℃并通入氧氣進行還原固硫熔煉；得到粗鉛、鐵锍、含硫爐渣和煙氣；還原劑和燃料的用量：為混合制粒料總質量的10%~30%；

所述固硫劑為富鐵重金屬固體廢棄物；所述熔劑為含鈣化合物。

本發明處理廢鉛酸蓄電池膠泥與富鐵重金屬固廢的方法,所述制粒料、還原劑和燃料連續加入到氧氣側吹熔煉爐中進行還原固硫熔煉；

熔煉工藝技術條件為:

1)熔煉溫度：1050℃~1300℃，

2)料粒加入速度，按每平方米爐膛面積計算為：1.00~5.00t/h,

3)空氣鼓風量按每平方米入風口面積計算為：20~100Nm³/min,空氣中氧的質量百分含量為：22%~99%，

4)風壓：1~10大氣壓。

本發明處理廢鉛酸蓄電池膠泥與富鐵重金屬固廢的方法,制粒料中：

固硫劑的用量：根據廢鉛酸蓄電池膠泥中硫全部反應生成硫化亞鐵所需鐵的理論量換算得到的富鐵重金屬固體廢棄物質量的1.0~1.5倍；

熔劑的用量為固硫劑與廢鉛酸蓄電池膠泥總質量的1-10%；

所述廢鉛酸蓄電池膠泥中硫酸鉛的質量百分含量為50-100%；所述固硫劑中鐵的質量百分含量為5-70%，具體選自含氧化鐵的黃鐵礦燒渣、濕法冶金的富鐵渣、氧化鐵礦、富含氧化鐵的氧化鉛礦、煉鋅廠窯渣的磁選鐵渣中的至少一種；所述熔劑選自氧化鈣的質量百分含量為50-100%的生石灰、消石灰、石灰石中的至少一種。

本發明處理廢鉛酸蓄電池膠泥與富鐵重金屬固廢的方法,所述廢鉛酸蓄電池膠泥的粒度為0.02-10mm；所述富鐵重金屬固體廢棄物的粒度為0.02-10mm；所述還原劑和燃料選自無煙煤，粒度為0.02-25mm。

本發明處理廢鉛酸蓄電池膠泥與富鐵重金屬固廢的設備，包括由耐火材料砌成的爐體，爐體內設有一矩形爐腔，爐體上設有一與所述爐腔連通的煙道；在所述爐腔內設有石墨電極以及一由耐火材料砌成的隔墻，所述隔墻將所述爐腔分隔為相互連通的還原造锍熔煉區與靜置澄清區；在爐體上設有一與所述還原固硫熔煉區連通的加料口；在還原造锍熔煉區設有至少1組鼓風噴嘴；在靜置澄清區，沿爐腔高度方向從上至下依次設有爐渣放出口，鐵锍放出口，虹吸放鉛口。

本發明處理廢鉛酸蓄電池膠泥與富鐵重金屬固廢的設備，在所述爐體外包裹有冷卻水套；所述冷卻水套由銅或鋼造。