1.本发明涉及
有色金属冶炼技术领域，特别是一种再生
铅无铁化冶炼生产方法。
背景技术：
2.随着我国汽车和电动车产业的不断发展，每年产生的废旧
铅酸蓄电池量高达600万吨，废旧铅酸蓄电池成为一个巨大的可回收再生铅资源。欧美、日本等发达国家再生铅产量占铅总产量的比例高达 90% 以上，而我国再生铅产量占比仅 40%左右。回收再生铅资源有利于环保，消除了铅酸蓄电池等废弃物对环境造成的影响。因此，再生铅行业的发展是环境保护，发展循环经济，建设节约型社会的必由之路再生铅回收主要是针对废旧铅酸蓄电池的回收处理。先将废旧铅酸蓄电池经破碎、分选，然后分离出铅栅网、铅膏、塑料及隔板四种组分。其中，含铅的物料即铅栅网、铅膏通过熔炼锅低温熔化和熔炼炉熔炼进行再生。
3.处理铅栅网：一般经过简单重熔和调整成分，生产成铅基合金供蓄电池厂使用；处理铅膏：铅膏主要成分为硫酸铅和铅的氧化物，处理时需要进行高温还原熔炼，然后生产成粗铅；在处理过程中要考虑铅的回收和硫的污染治理利用，因此处理难度较大。
4.铅膏还原熔炼的再生铅处理方法，国内一般采用传统的反射炉、
鼓风炉、短窑、侧吹或底吹熔炼的方法进行回收处理，所述的方法存在工艺落后、熔炼渣量高一般占铅量的20-30%，渣含铅高达3—8%，烟气量大、环保治理困难、资源利用率低等缺点。
5.国外一般采用的预脱硫-低温还原熔炼工艺，其存在预脱硫成本高、且脱硫转化率不足90 %，脱硫铅膏熔炼时仍需加入一定量的铁屑，脱硫过程中产出的副产品硫酸钠或硫酸铵销路差、价格低、流程长、投资大等缺点。
6.铅膏还原熔炼中常使用铁屑作为还原剂，其目的是使金属铁与硫酸铅、硫化铅反应生成硫化铁等铁的化合物将铅置换出来。铁屑以铸铁屑最佳，由于铸铁工件生产而产生的铸铁屑量少、市场紧俏，价格高。高价的铁屑作为铅熔炼的还原剂应用到生产中，使再生铅的生产成本大幅提高，不利于再生铅规模化生产。
技术实现要素：
7.针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明的目的在于提供一种再生铅无铁化冶炼生产方法，解决铅膏及含铅废料在冶炼过程中大量使用铁屑，冶炼渣中含铅高，生产成本大幅提高的问题。
8.本发明的目的是这样实现的：其方法步骤如下：步骤1、配料：根据冶金配料要求，按重量百分比分别称取铅膏、铅烟尘和还原煤；其中，铅烟尘占总量的0-15%，还原煤占总量的6—10%，其余为铅膏；步骤2、混料：将称重的铅膏、铅烟尘和还原煤置于混料机中，进行混料，获得均匀混合料；混合料水分小于10%；步骤3、熔炼：混合料通过
皮带输送机送至熔炼炉炉顶加料箱，经加料箱下部的螺
旋
给料机将物料输送到熔炼炉内进行熔炼，熔炼过程分为弱氧化熔炼阶段和还原熔炼阶段两个阶段进行；步骤4、烟气达标排放：熔炼过程中，烟气经余热系统、除尘系统、脱硫系统处理，达标后排入大气；其中，余热系统对烟气中的余热进行回收利用；除尘系统对熔炼过程中的铅烟尘进行处理；脱硫系统对对熔炼过程中烟气进行脱硫处理；步骤5、生成金属铅：混合料经过熔炼产生金属铅、熔炼渣；金属铅通过熔炼炉的放铅口排出；熔炼渣通过熔炼炉的放渣口排出；熔炼渣中金属铅含量低，pb≦1.5％。
9.所述的弱氧化熔炼阶段：通过喷枪向熔炼炉内送入纯氧或富氧空气、天然气，天然气经过燃烧提供热量，在800-1200c
°
下，调节氧气的量控制炉内的氧化还原气氛，使硫酸铅物料在弱氧化条件下转化为铅或氧化铅。
10.所述的还原熔炼阶段：通过喷煤氧枪向熔炼炉内喷入纯氧或富氧空气和粉煤，将炉内的氧化气氛调整为还原气氛，其中一部分煤燃烧产生高温，提供热量，另一部分用于铅的还原。
11.还原熔炼阶段喷煤氧枪的氧气或富氧空气流量100-400 nm
3
/h，压力0.3-0.6mpa，粉煤100-200kg/h。
12.有益效果及优点，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：1，熔炼过程中富氧空气或纯氧的喷入，与物料快速进行化学反应，并对熔体进行强烈的搅拌，具有工艺流程短、铅回收率高、生产能力高、原料无需制粒、操作简单、高效节能、环境友好等优点。
13.2，通过调节富氧空气或纯氧、天然气、粉煤的喷入比例，调整熔炼过程中炉内氧化还原气氛，氧化脱硫熔炼和深度还原熔炼在同一熔炼炉内进行，整个熔炼过程脱硫彻底，无需加铁置换还原，渣、铅分离好，弃渣含铅1.5％以下，渣量不到传统熔炼方法的50%。
14.解决了铅膏及含铅废料在冶炼过程中大量使用铁屑或铁矿石及石灰石，冶炼渣中含铅高，生产成本大幅提高的问题，达到了本发明的目的。
附图说明
15.图1是本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
16.本发明采用现有的熔炼炉设备，其再生铅无铁化冶炼生产方法步骤如下：步骤1、配料：根据冶金配料要求，按重量百分比分别称取铅膏、铅烟尘和还原煤；其中，铅烟尘占总量的0-15%，还原煤占总量的3-10%，其余为铅膏；步骤2、混料：将称重的铅膏、铅烟尘和还原煤置于混料机中，进行混料，获得均匀混合料；混合料水分小于10%；步骤3、熔炼：混合料通过皮带输送机送至熔炼炉炉顶加料箱，经加料箱下部的螺旋给料机将物料输送到熔炼炉内进行熔炼，熔炼过程分为弱氧化熔炼阶段和还原熔炼阶段两个阶段进行；步骤4、烟气达标排放：熔炼过程中，烟气经余热系统、除尘系统、脱硫系统处理，达
标后排入大气；其中，余热系统对烟气中的余热进行回收利用；除尘系统对熔炼过程中的铅烟尘进行处理；脱硫系统对对熔炼过程中烟气进行脱硫处理；步骤5、生成金属铅：混合料经过熔炼产生金属铅、熔炼渣；金属铅通过熔炼炉的放铅口排出；熔炼渣通过熔炼炉的放渣口排出；熔炼渣中金属铅含量低，pb≦1.5％。
17.所述的弱氧化熔炼阶段：通过喷枪向熔炼炉内送入纯氧或富氧空气、天然气，天然气经过燃烧提供热量，在500-1000c
°
下，调节氧气的量控制炉内的氧化还原气氛，使硫酸铅物料在弱氧化条件下转化为铅或氧化铅；炉内熔体发生下列反应：2pbo ＋ c
?→?
2pb ＋ co2↑
pbo2＋ c
?→?
pb ＋ co2↑
2pbso4→
2pbo＋2so2＋o2↑
pbso4＋ 4c
?→?
pbs ＋ 4co
↑?
pbso4＋ pbs
→?
2pb ＋ 2so2↑
2pbs ＋3o2→
2pbo＋2so2↑
；所述的还原熔炼阶段：通过喷煤氧枪向熔炼炉内喷入纯氧或富氧空气和粉煤，将炉内的氧化气氛调整为还原气氛，其中一部分煤燃烧产生高温，提供热量，另一部分用于铅的还原；在1000-1300c
°
下，炉内熔体发生下列反应：2c＋o2→
2co
↑
c＋o2→
co2↑
pbo＋ co
?→?
pb ＋ co2↑
pbo＋ c
?→?
pb＋co
↑
pbo2＋ c
?→?
pb ＋ co2↑
；还原熔炼阶段喷煤氧枪的氧气或富氧空气流量100-400 nm
3
/h，压力0.3-0.6mpa，粉煤100-200kg/h。
18.下面结合实施例对本发明作进一步说明，实施例1：步骤1、配料：根据冶金配料要求，按重量百分比分别称取167.5吨铅膏、12.1铅烟尘和8.15吨还原煤；步骤2、混料：将称重的铅膏、铅烟尘和还原煤置于混料机中，进行混料，获得均匀混合料；混合料水份9.1%；步骤3、熔炼：混合料通过皮带输送机送至熔炼炉炉顶加料箱，经加料箱下部的螺旋给料机将物料输送到熔炼炉内进行熔炼。通过喷枪向熔炼炉内送入氧含量85%的富氧空气和天然气，对含铅物料进行加热熔化，在750-830c
°
的情况下，调整炉内氧化气氛加速硫酸铅的快速分解，熔炼时间2-3h，升温至1200-1280c
°
时，通过喷煤氧枪向熔融的渣液中喷入粉煤和富氧空气，85%富氧空气流量200-270 nm
3
/h，压力0.3-0.5mpa，粉煤流量150-200kg/h。再还原条件下，含铅的物料深度还原成金属铅，渣铅分离，从放铅口、放渣口排出铅和渣，生产出粗铅103.5吨，弃渣10吨。
19.烟气经余热系统、除尘系统、脱硫系统处理，；其中，余热系统对烟气中的余热进行回收利用；除尘系统对熔炼过程中的铅烟尘进行处理回收返回配料；脱硫系统对对熔炼过程中烟气进行脱硫处理，最后达标后排入大气。
20.实施例2：步骤1、配料：根据冶金配料要求，按重量百分比分别称取161.5吨铅膏、11.9铅烟尘和7.15吨还原煤；步骤2、混料：将称重的铅膏、铅烟尘和还原煤置于混料机中，进行混料，获得均匀混合料；混合料水份9.5%；步骤3、熔炼：混合料通过皮带输送机送至熔炼炉炉顶加料箱，经加料箱下部的螺旋给料机将物料输送到熔炼炉内进行熔炼。通过喷枪向熔炼炉内送入氧含量85%的富氧空气和天然气，对含铅物料进行加热熔化，在720-850c
°
的情况下，调整炉内氧化气氛加速硫酸铅的快速分解，熔炼时间2-3h，升温至1200-1250c
°
时，通过喷煤氧枪向熔融的渣液中喷入粉煤和富氧空气，85%富氧空气流量210-260 nm
3
/h，压力0.3-0.5mpa，粉煤流量170-210kg/h。再还原条件下，含铅的物料深度还原成金属铅，渣铅分离，从放铅口、放渣口排出铅和渣，生产出粗铅101.2吨，弃渣10.7吨。
21.烟气经余热系统、除尘系统、脱硫系统处理，；其中，余热系统对烟气中的余热进行回收利用；除尘系统对熔炼过程中的铅烟尘进行处理回收返回配料；脱硫系统对对熔炼过程中烟气进行脱硫处理，最后达标后排入大气。
22.实施例3：步骤1、配料：根据冶金配料要求，按重量百分比分别称取165.5吨铅膏、14.1铅烟尘和7.25吨还原煤；步骤2、混料：将称重的铅膏、铅烟尘和还原煤置于混料机中，进行混料，获得均匀混合料；混合料水份8.9%；步骤3、熔炼：混合料通过皮带输送机送至熔炼炉炉顶加料箱，经加料箱下部的螺旋给料机将物料输送到熔炼炉内进行熔炼。通过喷枪向熔炼炉内送入氧含量85%的富氧空气和天然气，对含铅物料进行加热熔化，在780-850c
°
的情况下，调整炉内氧化气氛加速硫酸铅的快速分解，熔炼时间2-3h，升温至1230-1270c
°
时，通过喷煤氧枪向熔融的渣液中喷入粉煤和富氧空气，85%富氧空气流量200-250 nm
3
/h，压力0.3-0.5mpa，粉煤流量160-200kg/h。再还原条件下，含铅的物料深度还原成金属铅，渣铅分离，从放铅口、放渣口排出铅和渣，生产出粗铅100.2吨，弃渣16.1吨。
23.烟气经余热系统、除尘系统、脱硫系统处理，；其中，余热系统对烟气中的余热进行回收利用；除尘系统对熔炼过程中的铅烟尘进行处理回收返回配料；脱硫系统对对熔炼过程中烟气进行脱硫处理，最后达标后排入大气。技术特征：
1.一种再生铅无铁化冶炼生产方法，其特征是：方法步骤如下：步骤1、配料：根据冶金配料要求，按重量百分比分别称取铅膏、铅烟尘和还原煤；其中，铅烟尘占总量的0-15%，还原煤占总量的3-10%，其余为铅膏；步骤2、混料：将称重的铅膏、铅烟尘和还原煤置于混料机中，进行混料，获得均匀混合料；混合料水分小于10%；步骤3、熔炼：混合料通过皮带输送机送至熔炼炉炉顶加料箱，经加料箱下部的螺旋给料机将物料输送到熔炼炉内进行熔炼，熔炼过程分为弱氧化熔炼阶段和还原熔炼阶段两个阶段进行；步骤4、烟气达标排放：熔炼过程中，烟气经余热系统、除尘系统、脱硫系统处理，达标后排入大气；其中，余热系统对烟气中的余热进行回收利用；除尘系统对熔炼过程中的铅烟尘进行处理；脱硫系统对对熔炼过程中烟气进行脱硫处理；步骤5、生成金属铅：混合料经过熔炼产生金属铅、熔炼渣；金属铅通过熔炼炉的放铅口排出；熔炼渣通过熔炼炉的放渣口排出；熔炼渣中金属铅含量低，pb≦1.5％。2.根据权利要求1所述的一种再生铅无铁化冶炼生产方法，其特征是：所述的弱氧化熔炼阶段：通过喷枪向熔炼炉内送入纯氧或富氧空气、天然气，天然气经过燃烧提供热量，在800-1200c
°
下，调节氧气的量控制炉内的氧化还原气氛，使硫酸铅物料在弱氧化条件下转化分解为铅或氧化铅。3.根据权利要求1所述的一种再生铅无铁化冶炼生产方法，其特征是：所述的还原熔炼阶段：通过喷煤氧枪向熔炼炉内喷入纯氧或富氧空气和粉煤，将炉内的氧化气氛调整为还原气氛，其中一部分煤燃烧产生高温，提供热量，另一部分用于铅的还原。4.根据权利要求1所述的一种再生铅无铁化冶炼生产方法，其特征是：还原熔炼阶段喷煤氧枪的氧气或富氧空气流量100-400 nm
3
/h，压力0.3-0.6mpa，粉煤100-200kg/h。
技术总结
一种再生铅无铁化冶炼生产方法，属于有色金属冶炼技术领域。配料：按重量百分比分别称取，铅烟尘为0-15%，还原煤为3-10%，其余为铅膏；混料：将称重的铅膏、铅烟尘和还原煤置于混料机中，进行混料，获得均匀混合料；熔炼：混合料通过皮带输送机送至熔炼炉炉顶加料箱，经加料箱下部的螺旋给料机将物料输送到熔炼炉内进行熔炼，烟气达标排放：熔炼过程中，烟气经余热系统、除尘系统、脱硫系统处理，达标后排入大气；生成金属铅：混合料经过熔炼产生金属铅、熔炼渣；金属铅通过放铅口排出；熔炼渣通过放渣口排出。优点：工艺流程短、不需要加铁屑或铁矿石及石灰石，产渣量低≤15%，铅回收率高、生产能力高、原料无需制粒、操作简单、高效节能、环境友好。境友好。境友好。
技术研发人员：杨春明
受保护的技术使用者：江苏新春兴再生资源有限责任公司
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/5/6
声明：
“再生铅无铁化冶炼生产方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：江苏新春兴再生资源有限责任公司
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