摘 要:本文從鉛回收火法冶煉工藝最佳可行工藝流程、最佳可行工藝參數(shù)、處置系統(tǒng)集成控制、污染物消減及污染防治措施及技術(shù)經(jīng)濟(jì)適用性等五方面入手,對鉛回收火法冶煉污染控制最佳可行技術(shù)進(jìn)行了充分的論證,對于推進(jìn)廢鉛蓄電池鉛回收處置設(shè)施建設(shè)中技術(shù)選擇、工程設(shè)計、工程施工、設(shè)施運(yùn)營、監(jiān)督管理等方面工作具有重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:廢鉛蓄電池 ,鉛回收 , 污染控制 ,最佳可行技術(shù)
1、前言
我國的廢蓄電池再生鉛生產(chǎn)技術(shù)研究起步較晚,無論從技術(shù)水平還是裝備水平來看與發(fā)達(dá)國家相比還有較大的差距。廢鉛酸蓄電池鉛回收的主要工藝可分為火法、濕法和火濕聯(lián)用法三大類別。其中火法冶煉工藝可分為無預(yù)處理混煉、無預(yù)處理單獨(dú)冶煉和預(yù)處理單獨(dú)冶煉工藝。
無預(yù)處理混煉就是將廢鉛酸蓄電池經(jīng)去殼倒酸簡單處理后,進(jìn)行火法混合冶煉,得到鉛銻合金。該工藝金屬回收率平均為85~90%,廢酸、塑料及銻等元素未合理利用,污染嚴(yán)重。
無預(yù)處理單獨(dú)冶煉就是廢蓄電池經(jīng)破碎分選后分出金屬部分和鉛膏部分,二者分別進(jìn)行火法冶煉,得到鉛銻合金和精鉛,該工藝回收率平均水平為90~95%,污染控制較第一類工藝有較大改善。
預(yù)處理單獨(dú)冶煉工藝就是將廢蓄電池經(jīng)破碎分選后分出金屬部分和鉛膏部分,鉛膏部分脫硫轉(zhuǎn)化,然后二者再分別進(jìn)行火法冶煉,得到鉛銻合金和軟鉛,該工藝金屬回收率平均為95%以上。
目前,關(guān)于最佳污染控制技術(shù)和最佳環(huán)境實踐較多,某些環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域、某些行業(yè)也已實施最佳污染控制技術(shù)和最佳環(huán)境實踐,以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展,取得了一定成效和經(jīng)驗。但是,在廢鉛酸蓄電池鉛回收領(lǐng)域,本研究是國內(nèi)首次針對廢鉛蓄電池鉛回收污染控制最佳可行技術(shù)和最佳環(huán)境管理實踐進(jìn)行研究,從鉛回收預(yù)防控制技術(shù)、末端污染治理技術(shù)以及環(huán)境管理實踐,開展環(huán)境有益的嘗試性系統(tǒng)研究,對廢鉛酸蓄電池鉛回收行業(yè)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展,以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)政策的制定,都具有重要的支持作用。
2.自動破碎分選-富氧底吹爐熔煉技術(shù)
2.1.富氧底吹熔煉最佳可行工藝流程
富氧底吹熔煉爐熔煉最佳可行技術(shù)一般包括自動破碎分選單元、配料單元、富氧底吹爐熔煉單元、余熱利用單元、氣體凈化單元、水處理單元、自動控制單元及其他輔助單元等功能單元。具體工藝流程如圖1所示。
圖1 自動破碎分選-富氧底吹爐熔煉最佳可行技術(shù)
2.2最佳可行工藝參數(shù)
利用重力分選和篩選技術(shù),確保分選的物料潔凈,鉛屑含鉛膏和其他非金屬物質(zhì): 5%,鉛膏的水含量小于12%。
脫硫后鉛膏含硫率小于0.5%。
制粒含水:7%~8%
精礦品位:35%~65%;
渣含鉛:2%~5%;
煙塵返回率:5%~10%;
SO2濃度:7.5%~10%;
廢氣凈化裝置過濾器的過濾尺寸不應(yīng)大于0.2um,耐溫不低于140℃。過濾器應(yīng)設(shè)置進(jìn)出氣閥、壓力表和排水閥,設(shè)計流量應(yīng)與處理規(guī)模相適應(yīng),過濾效率應(yīng)在99.999%以上,以便確保廢氣和二噁英等達(dá)標(biāo)排放;
鉛回收率:98%~99%;
硫回收率:>95% ;
噸粗鉛能耗: 300kgce/t。
2.3處置系統(tǒng)集成控制
自動化系統(tǒng)應(yīng)采用控制技術(shù)成熟、可靠性高、性能價格比適宜的設(shè)備和元件,保證能在中央控制室通過分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)對廢鉛蓄電池鉛回收設(shè)施各系統(tǒng)集中監(jiān)視和分散控制。
對貯存庫房、物料傳輸過程以及富氧底吹熔煉過程的重要環(huán)節(jié),應(yīng)設(shè)置現(xiàn)場工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。應(yīng)設(shè)置獨(dú)立于分散控制系統(tǒng)的緊急停車系統(tǒng)。對重要參數(shù)的報警和顯示,可設(shè)光字牌報警器和數(shù)字顯示儀。
廢鉛蓄電池鉛回收設(shè)施的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)包括主體設(shè)備工藝系統(tǒng)在各種工況下安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的參數(shù);儀表和控制用電源、氣源、液動源及其他必要條件的供給狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù);電動、氣動和液動閥門的啟閉狀態(tài)及調(diào)節(jié)閥的開度;輔機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及必需的環(huán)境參數(shù)。
廢鉛蓄電池處理系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理結(jié)果和設(shè)施運(yùn)行狀態(tài),應(yīng)能在監(jiān)控系統(tǒng)的顯示器上得到顯示。并應(yīng)對熔煉煙氣中的煙塵、硫氧化物、氮氧化物、氧或一氧化碳、二氧化碳污染物實現(xiàn)在線監(jiān)測。
應(yīng)配置自我檢測和熱工報警系統(tǒng),其設(shè)計應(yīng)包括工藝系統(tǒng)主要工況參數(shù)偏離正常運(yùn)行范圍以及電源、氣源、熱工監(jiān)控系統(tǒng)主要輔機(jī)設(shè)備發(fā)生故障等報警內(nèi)容,全部報警項目應(yīng)能在顯示器上顯示并打印輸出。
2.4污染物消減及污染防治措施
尾氣系統(tǒng)由冷卻塔、活性炭噴射和布袋除塵器等組成,煙氣經(jīng)過尾氣處理系統(tǒng)凈化處理達(dá)標(biāo)后,由引風(fēng)機(jī)抽出經(jīng)煙囪排入大氣,其中二噁英的排放限值為0.5 ngTEQ/Nm3。
布袋卸灰裝置排出的飛灰采用水泥固化處理,固化后送危險廢物填埋場填埋處理。殘渣屬于生活垃圾,運(yùn)送到生活垃圾填埋場填埋。
工藝設(shè)備產(chǎn)生的噪聲采取消聲、隔音、減震等措施進(jìn)行防治。
2..5技術(shù)經(jīng)濟(jì)適用性
自動破碎分選-富氧底吹爐熔煉工藝適合大型規(guī)模的廢鉛蓄電池集中處理處置,且對含鉛原料的適應(yīng)性較強(qiáng)。
在尾氣處理及二噁英減排方面,“急冷+布袋除塵+SCR”工藝減排效果最好,二噁英可控制在0.002-0.05 ngTEQ/Nm3,運(yùn)行成本也低,但前期工程投資比較高;“急冷+活性炭注入+布袋除塵”工藝減排效果也很好,二噁英可控制在0.1ng TEQ/Nm3,運(yùn)行成本中等,但前期工程投資較低。