铅冶金学第7章

1、第七章第七章 二次资源的回收利用二次资源的回收利用 7.1 再生铅生产的原料再生铅生产的原料 随着国民经济的发展，铅的使用量也越来越多，因此，随着国民经济的发展，铅的使用量也越来越多，因此，铅废件和废料势必日益增加。再生铅生产便是以这些铅废件铅废件和废料势必日益增加。再生铅生产便是以这些铅废件和废料为原料，生产精铅、铅基合金或铅化合物过程。和废料为原料，生产精铅、铅基合金或铅化合物过程。 世界产铅总量的世界产铅总量的51用于生产蓄电池用于生产蓄电池，而，而总铅产量的总铅产量的40是由再生铅生产获得是由再生铅生产获得的，废蓄电池则占再生铅生产原料的的，废蓄电池则占再生铅生产原料的90。再生铅原料

2、再生铅原料 废蓄电池废蓄电池 废旧铅板废旧铅板 铅皮铅皮 铅管铅管 蛇形管蛇形管 电缆包皮电缆包皮 印刷铅合金印刷铅合金 轴承铅合金轴承铅合金 弹丸合金弹丸合金 焊料焊料 铅屑铅屑 铅渣铅渣 再生铅原料包括：再生铅原料包括：名名 称称Pb总总Pb金金PbOPbO2PbSO4Sb外观颜外观颜色色格栅格栅92959295微微微微38灰灰正极填料正极填料 76.2808.5944.7531.820.54红褐红褐负极填料负极填料 78.5518.95 29.39021.450.50灰灰混合填料混合填料 81.9014.22 16.92 26.8031.50褐褐箱体箱体0.5黑或白黑或白隔板隔板0.5黄

3、或白黄或白 铅蓄电池的极板是由含铅蓄电池的极板是由含wSb=3%8的铅锑合金格栅和涂于其上的的铅锑合金格栅和涂于其上的填料所组成。填料所组成。 废蓄电池解体物的成分（废蓄电池解体物的成分（w/%） 铅蓄电池结构图铅蓄电池结构图 7.2 原料的炼前处理原料的炼前处理 再生铅原料的炼前处理可包括分类、解体、分选、防爆检验、取样再生铅原料的炼前处理可包括分类、解体、分选、防爆检验、取样以及细小物料的烧结等等。以及细小物料的烧结等等。 由于废蓄电池是再生铅最主要的原料，所以其炼前处理也很受关注。由于废蓄电池是再生铅最主要的原料，所以其炼前处理也很受关注。废铅酸蓄电池主要由金属（铅锑合金和活性铅粉）、化

4、合物（硫酸铅、废铅酸蓄电池主要由金属（铅锑合金和活性铅粉）、化合物（硫酸铅、过氧化铅、氧化铅和硫酸）和有机物（橡胶和塑料）三部分组成。解体过氧化铅、氧化铅和硫酸）和有机物（橡胶和塑料）三部分组成。解体便是将这三部分分开。便是将这三部分分开。 废蓄电池解体的方法很多，归纳起来大致分为下列三种：废蓄电池解体的方法很多，归纳起来大致分为下列三种： 1）干法）干法 2）湿法）湿法 3）干湿联合法）干湿联合法 7.3 再生铅废料的熔炼技术再生铅废料的熔炼技术 再生铅熔炼可用坩埚炉、鼓风炉、反射炉、短窑、电炉等火法冶金设再生铅熔炼可用坩埚炉、鼓风炉、反射炉、短窑、电炉等火法冶金设备，也可用湿法冶金处理。备

5、，也可用湿法冶金处理。u 含铅废料的鼓风炉熔炼含铅废料的鼓风炉熔炼(Blast Furnace) 块状的蓄电池废件和其他的块状含铅废料可以直接送往鼓风炉熔炼，块状的蓄电池废件和其他的块状含铅废料可以直接送往鼓风炉熔炼，细料和粉料则需先经烧结为烧结块或制成团矿后才能进入鼓风炉。烧结料细料和粉料则需先经烧结为烧结块或制成团矿后才能进入鼓风炉。烧结料由含铅物料、鼓风炉水淬渣、黄铁矿烧渣（或铁矿）、返粉和焦粉组成。由含铅物料、鼓风炉水淬渣、黄铁矿烧渣（或铁矿）、返粉和焦粉组成。 u 含铅废料的反射炉熔炼含铅废料的反射炉熔炼 (Reverberatory Furnace) 含铅废料反射炉熔炼操作简单，适

6、应性强。既可处理粉料，又可处含铅废料反射炉熔炼操作简单，适应性强。既可处理粉料，又可处理块料；既可不加还原剂产出纯度较高的粗铅，又可加入还原剂产出硬铅理块料；既可不加还原剂产出纯度较高的粗铅，又可加入还原剂产出硬铅（铅锑合金），因此在国内外得到普遍的应用。（铅锑合金），因此在国内外得到普遍的应用。 1、含铅废料在不加还原剂熔炼时、含铅废料在不加还原剂熔炼时（1）由于金属层与熔渣层之间进行）由于金属层与熔渣层之间进行2Sb+3(PbO)=Sb2O33Pb反应，反应，反应生成的反应生成的Sb2O3进一步氧化生成进一步氧化生成Sb2O5而转入渣层。而转入渣层。（2）锡也以相似反应形成）锡也以相似反应

7、形成SnO2进入渣中。因此，铅的氧化精炼（进入渣中。因此，铅的氧化精炼（Pb部分氧化为部分氧化为PbO）有除锑的作用，粗铅含锑比较低，而炉渣含铅较高，）有除锑的作用，粗铅含锑比较低，而炉渣含铅较高，并产出部分难熔浮渣，铅锑挥发也较大。并产出部分难熔浮渣，铅锑挥发也较大。2、加入还原剂（小于、加入还原剂（小于3）熔炼）熔炼 将发生金属氧化物的还原反应，铅、锑、锡等还原进入金属相。将发生金属氧化物的还原反应，铅、锑、锡等还原进入金属相。PbSO4在还原气氛下生成的在还原气氛下生成的PbS再与残留的再与残留的PbSO4作用产出金属铅。作用产出金属铅。所以，所以，还原熔炼产出的金属相不是粗铅，而是铅锑

8、合金。还原熔炼产出的金属相不是粗铅，而是铅锑合金。此时，炉渣含铅锑的此时，炉渣含铅锑的氧化物较低，同时也产出部分难熔浮渣。氧化物较低，同时也产出部分难熔浮渣。含铅废料的反射炉熔炼含铅废料的反射炉熔炼 7.4 含铅废料的湿法处理含铅废料的湿法处理 目前，含铅废料湿法冶金多采用目前，含铅废料湿法冶金多采用H2SiF6溶液电积的方法，溶液电积的方法，也有用也有用PbCl2的食盐溶液电积提铅的。的食盐溶液电积提铅的。 u 若属金属铅废料，可将废料铸成阳极在若属金属铅废料，可将废料铸成阳极在H2SiF6和和PbSiF6的的电解液中电解精炼得纯铅；电解液中电解精炼得纯铅；u 若属若属PbSO4、PbO2、

9、PbO、Fe2O3等铅的化合物废料，通常等铅的化合物废料，通常是将其转化为是将其转化为PbCO3后用后用H2SiF6溶液浸出，浸出液送电积得溶液浸出，浸出液送电积得金属铅。金属铅。 7.5 含铅废料处理的其他方法含铅废料处理的其他方法一、固相电解还原法一、固相电解还原法 东北大学在东北大学在70年代末研究废蓄电池渣泥固相电解还原法。年代末研究废蓄电池渣泥固相电解还原法。 在电解还原过程中，阴极上将发生如下反应：在电解还原过程中，阴极上将发生如下反应： 阳极上的反应为：阳极上的反应为： 电解还原得到的海绵铅在电解还原得到的海绵铅在NaOH保护下保护下400熔化铸成铅锭。熔化铸成铅锭。 PbSO42ePbSO42-PbO2H2O2ePbO2OH PbOH2O2ePb2OH 2OH2eH2O0.5O2碱性介质的固相电解还原碱性介质的固相电解还原该法已用于该法已用于小规模的工小规模的工业试生产，业试生产，其流程图如其流程图如下：下：二、石灰转化还原法二、石灰转化还原法石灰转化还原法处理蓄电池石灰转化还原法处理蓄电池废料是先用石灰制浆，按下废料是先用石灰制浆，按下列反应式进行湿法转化，使列反应式进行湿法转化，使PbSO4转化为转化为PbO和和CaSO4 ：PbSO4Ca (OH)2十十H2OPbOCaSO42H2O 单元作业单元作业:l