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金华市低品位金属废渣回收利用项目可行性研究报告47页
金华市低品位金属废渣回收利用项目可行性研究报告47页.doc
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综合其它
上传人:职z****i 编号:1179711 2024-09-13 45页 2.87MB
1、XXXXXXXXXXXXX有限公司农业综合开发项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月XX项目可行性研究报告建设单位:XX建筑工程有限公司建设地点:XX省XX市编制单位:XX工程咨询有限公司20XX年XX月45可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位:XX工程咨询有限公司资格等级: 级证书编号:(发证机关:中华人民共和国住房和城乡建设部制)编制人员: XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日目录第一章 总 论51.1 概述51.1.1 项目名称、建设规模51.1.2 建设性质、建设地点51.1.3 主要建设条件51.1.4 投资2、估算及效益分析51.2 项目提出的背景及项目建设的必要性61.2.1 项目建设背景61.2.2 项目建设必要性101.2.3 项目建设的可行性121.3 可行性研究报告的结论14第二章 技术与设备方案162.1 废铝的回收工艺162.1.1废铝的预处理162.1.2废铝的冷加工粉碎182.1.3废铝的回收再生利用及处理方法192.1.4铝的回收工艺方法202.2废旧锌锰干电池的回收工艺222.2.1废旧锌锰干电池的实验过程220.11495每毫摩尔MnCO3之克数242.2.2废旧锌锰干电池的实验结果与分析讨论242.2.3实验结论282.3废铜的回收工艺292.3.1两大废铜来源292.3.3、2废铜的回收意义312.3.3废铜的利用处理312.3.4废铜的回收工艺方法332.4废铅的回收工艺392.4.1含铅废渣中铅的回收利用392.4.2废铅的回收处理方法402.4.3 废铅的回收工艺412.4.4废铅的回收对环境的意义44 第一章 总 论1.1 概述1.1.1 项目名称、建设规模项目名称:低品位金属废渣回收利用项目建设规模:年处理各种低品位有色金属废渣10万吨,。1.1.2 建设性质、建设地点建设性质:新建建设地点:浙江省xx市xx都市xx内。1.1.3 主要建设条件项目所在建设地点固体废物加工利用循环经济园区地质条件满足本项目建设要求。园区内的道路、供电、给排水、采暖、交通、4、通讯网络工程均满足本项目施工及生产运营要求。园区属于工业用地,远离居民区,周围无环境敏感点,建设条件好。项目区距离原料运输场地较近,运输条件便利。1.1.4 投资估算及效益分析项目总投资为20000万元。其中:固定资产12000万元,流动资金8000万元,铺底流动资金2400万元。项目资金为财政支出。项目建成投产后,按10年期计算,共完成销售收入1583737.70万元,平均每年完成销售收入158373.77万元,平均每年上交所得税3165.80万元;项目共获净利94973.80万元,平均每年获净利9497.38万元,全部投资回收期(不含建设期2.3年)2.11年,盈亏平衡点为11.09%,财5、务内部收益率95.12%远远高于有色金属行业社会基准收益率(12%)。说明本项目实施后,有很好的盈利能力及抗风险能力。1.2 项目提出的背景及项目建设的必要性1.2.1 项目建设背景1、资源节约和环境保护受到国家高度重视我国是资源缺乏的发展中国家,在经济高速发展的过程中,资源节约和环境保护受到国家高度重视。我国“十二五”规划纲要强调了坚持开发节约并重、节约优先,按照减量化、再利用、资源化的原则,在资源开采、生产消耗、废物产生、消费等环节,逐步建立全社会的资源循环利用系统。在资源综合利用方面,要抓好工业废物利用,推进废旧金属的回收利用,建设若干再生冰铜、再生铅、再生铝示范企业。在环境保护方面,要6、坚持预防为主、综合治理,强化从源头防治污染,坚决改变先污染后治理、边治理边污染的状况;以解决影响经济社会发展、特别是严重危害人民健康的突出问题为重点,有效控制污染物排放;实行强有力的环保措施,各地区要切实承担对所辖地区环境质量的责任,实行严格的环保绩效考核、环境执法责任制和责任追究制;积极参与全球环境与发展事务,认真履行环境国际公约。党的十七大报告指出,坚持节约资源和保护环境的基本国策,关系人民群众切身利益和中华民族的生存发展。必须把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。要完善有利于节约能源资源和保护生态环境的法律和政策,加快形成可持续发展体制机制。要开发和推广节7、约、替代、循环利用的先进适用技术,发展清洁能源和可再生能源保护土地和水资源,建设科学合理的能源资源利用体系,提高能源资源利用效率。要发展环保产业,加强能源资源节约和生态环境保护,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式,增强可持续发展能力。2、我国资源节约和环境保护工作成效显著经过各方面努力,我国的节能减排取得了积极进展。2010年全国万元生产总值能耗下降4.01%,化学需氧量排放量较2009年相比下降了约2.4%,二氧化硫排放量也略微下降。节约资源和保护环境从认识到实践都发生了重要转变,节能减排工作成效显著。这些成效的取得,得益于我国对资源节约和环境保护的高度重视,得8、益于“十一五”规划和“十二五”规划纲要均把节能和减排作为约束性目标,得益于近两年提出并实施了节能减排综合工作方案,建立了节能减排指标体系、监测体系、考核体系和目标责任制。3、资源节约和环境保护任重道远我国近年来,国民经济和社会发展的预期目标是:在优化结构、提高效益、降低能耗、保护环境的基础上,实现国民经济和社会的又好又快发展。加大节能减排和环境保护力度,开发和推广节约、替代、循环利用资源和治理污染的先进适用技术,实施节能减排重大技术和示范工程,鼓励和支持发展循环经济,促进再生资源回收利用。完善能源资源节约和环境保护奖惩机制。4、我国有色金属工业发展概况有色金属产业是重要的基础原材料产业,产品种9、类多、应用领域广、产业关联度高,在经济建设、国防建设、社会发展以及稳定就业等方面发挥着重要作用。进入21世纪以来,我国有色金属产业迅速发展,在技术进步、改善品种质量、淘汰落后产能、开发利用境外资源方面取得明显成效,生产和消费规模不断扩大,已成为全球最大的有色金属生产和消费国。据有中国有色金属工业协会的统计资料显示,2010年,我国有色金属工业回升向好的基础逐步巩固,并由回升向好转为平稳较快增长。有色金属境外资源开发取得积极进展。2010年,我国有色金属工业企业充分利用两种资源、两个市场,加快境外矿产资源的开发力度,取得较好成效和显著进展,经济效益日益凸显。“十一五”时期,我国境外资源开发取得重10、大突破,特别是在获取国内短缺的矿产资源方面取得重要进展。由于矿产资源急剧减少,再生金属的循环利用产业发展很快,工业发达国家再生金属产业规模大,再生金属循环使用比率高。进入21世纪之后,我国再生有色金属产业进入了发展最快、成效最显著的时期,已成为全球再生有色金属生产和消费大国。再生有色金属产业已成为我国有色金属工业的重要组成部分,是有色金属基础原材料的重要来源,为我国经济社会发展做出了积极贡献。近年来,中国掀起一轮再生金属投资热潮,这一轮的再生金属热起点高,规模大,技术设备先进,标志着我国再生金属利用行业从传统的家庭作坊式的生产模式,向着集团产业升级的方向快速发展。中国的再生金属产业在世界再生金11、属产业的发展中有着举足轻重的地位。据有关部门统计,2007年我国再生有色金属总产量为530万吨,2008年再生有色金属总产量为520万吨,2009年再生有色金属总产量为633万吨,占十种有色金属产量的比例达到24.3%。2010年以来,国家进一步加大对再生金属产业的扶持力度,把再生金属在内的资源综合利用和节能环保等七大产业,确定为战略性新兴产业,给予强化政策支撑和加大财政投入等相关措施。2010年再生有色金属产量突破720万吨。再生金属的循环利用是发展循环经济的重要领域。工业发达国家均很重视再生金属产业。我国再生有色金属产业已经形成相当规模。区域布局逐步优化,产业规模迅速扩大。近年来,我国再生12、有色金属产业的快速发展,得益于再生有色金属产业区域布局的逐步优化。发展再生有色金属已经成为有色金属产业未来的发展方向。有色金属工业中长期科技发展规划(2006-2020年)指出,为支撑再生金属中长期发展目标,在2006-2020年间,中国将重点发展废杂金属机械拆解、分选分类技术;表面洁净化等预处理技术;提高金属熔炼回收率技术;再生铝保持性能技术;废电池无害化处理技术;废汽车、废家电回收利用技术;钢铁烟尘回收锌技术;冰铜、铅回收与重生技术;研究制定再生金属行业标准、产品标准和技术规范。预计至2020年,再生有色金属产量将达1240万吨,占有色金属总产量的40%。综上,我国的再生有色金属行业将步入13、快速蓬勃发展的轨道。1.2.2 项目建设必要性1、改革开放以来,中国经济发展取得了举世瞩目的成就,但粗放型的经济增长方式并没有根本改变,资源约束日益突出,环境压力越来越大。“十二五”时期,是我国全面建设小康社会的关键时期,我国既面临前所未有的发展机遇,也面临来自各方面的严峻挑战,最突出的挑战就是资源和环境的经济发展的制约。随着人口的增加和工业化、城市化进程的加快,资源消费强度将进一步加大,因此必须加快转变经济发展方式,提高资源利用效率。与发达国家相比,我国资源综合利用水平差距较大,我国矿产资源总回收率和共伴生矿产资源综合利用率分别为30%和35%左右,比国外新进水平低20个百分点,资源综合利用14、的潜力很大。当前,我国将节约能源、消除环境污染、实施可持续发展战略作为我国经济发展的基本国策。国家发改委“十一五”资源综合利用指导意见要求,通过矿产资源综合利用和提高资源利用效率,针对铜、铅、铝等国家紧缺矿产,研究开发独具特色的选冶工艺技术,综合开发利用有色金属共伴生矿产资源。实践证明,开展资源综合利用,是转变经济增长方式,发展循环经济,建设资源节约型和环境友好型社会的重要途径和紧迫任务。2、金属资源二次回收再生综合利用早已为世界各国重视,世界有色金属矿产资源的可开采储量有限,矿石品位越来越低,而再生有色金属生产能耗低,投资少,并解决固体危废物中的金属等有害物质对环境造成的污染问题,有利于环境15、保护,增加社会效益。有色金属废渣是有色金属工业生产过程中产生的废物,它含有毒有害重金属(主要为铜、铅等)及有机无机化合物,属受控危险废物,若不加以妥善处置,消除有毒有害物质,将会破坏人来生存的环境,危害人体健康。无害化处理有色金属废渣,消除其对环境的二次污染,综合利用废渣中有用资源和有价金属,一直是环保和有色金属冶金科研的重点方向。近年来,冶炼企业和科研院所尝试了多种方法,但在工业实践上较难长期运行,有色金属废渣资源化、无害化处理仍处于初级阶段,由于利润低微,工业废渣无害化处理属于环保项目和社会公益项目。因此有些地方政府部门(北京、江苏、上海、广东、天津等)为了保护环境促进环保产业发展,对生产16、工业废渣的企业收取工业废渣处置费,以弥补相应的处置企业的经济损失,这也调动了废渣回收利用企业的积极性。该项目主要是利用废旧电池、废铝、废铅、废铜等低品位金属废渣作为原料,将其变废为宝,循环利用将其中的有害物质系统回收,将其有害物质变无害排除,并产生一定的效益。国内的有色金属废渣,金属品位较低,杂质含量较高,价格便宜,本项目可有效利用有色金属废渣,为地区经济的发展发挥积极作用,并提高企业的总体经济效益,变废为宝,减小环境污染,最大限度地利用地区的资源优势,也是地区经济多元化发展战略的需求。3、有色金属矿产资源十分丰富, 国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要提出要延长有色金属工业产业链。目前,仍17、有一批有色金属冶炼项目正在建设或即将投产。届时将产生大量有色金属废渣等固体危险废物,这些固体危险废物不能作填埋处理,从能耗、成本、环保和安全灯方面考虑,也不适合远距离运输,就地建设有色金属废渣回收、综合利用项目是最合理的,而且还可解决 县经济飞速发展中遇到的瓶颈问题。1.2.3 项目建设的可行性1、项目的建设,提高了资源综合利用的附加值,延长了矿产资源开发利用的产业链,提高了资源的回收利用率,符合国家产业政策,符合国家产业发展导向,符合国家发展循环经济的要求,可以享受国家政策扶持。2、原料供应有保障,与供应低品位金属废渣企业签订合同。据目前了解,xx市各大型有色金属企业近期及中长期发展规划来看18、,未来几年这些企业的生产能力还将大幅上升,产出的有色金属废渣等固体危险废物量也将大量增加。项目的原料充足。3、目前技术、工艺、设备和人才都较为成熟先进,极具优势。建设有色金属废渣综合利用项目,对解决有色金属废渣的环境污染问题、提高了综合利用水平将起到很好的促进作用。4、项目采用成熟的、较先进的工艺技术,我市具有多年的有色金属废渣的处理经验,有价金属回收率指标、环保指标等工艺技术指标优异,因而具备了较强的市场竞争力。5、该工艺处理有色金属废渣的生产流程短,工艺简单,生产技术易掌握,不存在技术和设备风险。6、项目建设地点的供水、供电、交通条件良好,满足本项目生产需求。7、项目建成后,拉动当地的经济19、发展,增加当地人员的就业机会。1.3 可行性研究报告的结论1、本项目中的低品位有色金属废渣作为固体废弃物,对其采取综合回收再利用等措施。项目建设符合国家的产业政策和及县的城市发展规划,是一个环境友好型、可持续发展的项目。2、本项目采用国内较为先进的低品位有色金属废渣回收技术,由于有色金属废渣来源广泛,铅、锌和铜等有价金属的需求量较大,因此本项目有较大的市场空间。3、本项目位于浙江省xx市xx都市xx内,有着良好的交通运输条件和动力供应条件。4、项目方案策划遵循了“可持续发展”的道路,环保设施与生产设施“同时设计、同时施工、同时投产”的方针,对项目生产过程中产生的污染物进行有效处理,有利于对环境20、的保护,有利于创造绿色、和谐的社会环境。5、本项目建设能够吸纳剩余劳动力,创造部分就业机会,增加农民收入,促进地方经济的发展。6、本项目经济评价可行、投资回收期适中,方案抵御市场波动的能力强,具有较高的可信性。本项目属于危险废弃物处理处置的环保项目,环保效益显著。通过采用先进技术和设备,在有效治理废铝、废铜、废旧锌锰干电池、铅等有色金属冶炼废渣对环境污染的同时,减少污染物的排放,防止产生二次污染。总之,本项目积极推广应用先进的资源节约和环境保护新技术,不仅节约了资源,降低了企业的各项成本,同时也为当地循环经济发展起到了示范作用。项目的建设与当地科技、文化发展水平相适应,与当地技术设施发展水平相21、适应。项目建设符合国家及自治区相关产业政策,项目的社会效益和社会影响良好,环境效益显著。项目具有较好的抗风险能力,项目可行。第二章 技术与设备方案2.1 废铝的回收工艺铝,是一种化学元素。它的化学符号是Al,它的原子序数是13。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,是地壳中含量最丰富的金属元素。在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。至19世纪末,铝才崭露头角,成为在工程应用中具有竞争力的金属,且风行一时。2.1.1废铝的预处理对废铝进行初级分类、分级堆放,如纯铝、变形铝合金、铸造铝合金、混合料等。铝废料的进口量约占全国总进口量的十分之一以上。其原料处理高度电脑化,所有入厂原料分区存放22、,库存则依数量、化学成份、回收率及成本建档管理运用。有了这些资料就可使熔炼工序在生产合金锭时得以计算出最经济的用料公式,并确保产品品质。对于废铝制品,须进行拆解,去除与铝料连接的钢铁及其他有色金属件,再经清洗、破碎、磁选、烘干等工序制成废铝料。对于轻薄松散的片状废旧铝件,如汽车上的锁紧臂、速度齿轮轴套以及铝屑等,要用液压金属打包机打压成包。对于钢芯铝绞线,应先分离钢芯,然后将铝线绕成卷。铁类杂质对于废铝的冶炼是十分有害的,铁质过多时会在铝中形成脆性的金属结晶体,从而降低其机械性能,并减弱其抗蚀能力。含铁量一般应控制在1.2%以 下。对于含铁量在1.5%以上的废铝,可用于钢铁工业的脱氧剂,商业铝23、合金很少使用含铁量高的废铝熔炼。目前,铝工业中还没有很成功的方法能令人满意地除去废铝中过量铁,尤其是以不锈钢形式存在的铁。废铝中经常含有油漆、油类、塑料、橡胶等有机非金属杂质。在回炉冶炼前,必须设法加以清除。对于导线类废铝,一般可采用机械研磨或剪切剥离、加热剥离、化学剥离等措施去除包皮。目前国内不少企业用高温烧蚀的办法去除绝缘体,烧蚀过程中会产生大量的有害气体,严重地污染空气。如采用低温烘烤与机械剥离相结合的办法,先通过热能使 绝缘体软化,机械强度降低,然后通过机械揉搓剥离下来,这样既能达到净化目的,同时又能够回收绝缘体材料。废铝器皿表面的涂层、油污以及其他污染物,可采 用丙酮等有机溶剂清洗,24、若仍不能清除,就应当采用脱漆炉脱漆。脱漆炉的最高温度不宜超过566,只要废物料在炉内停留足够的时间,一般的油类和涂层均能 够清除干净。对于铝箔纸,用普通的废纸造浆设备很难把铝箔层和纸纤维层有效分离,有效的分离方法是将铝箔纸首先放在水溶液中加热、加压,然后迅速排至低压环境减压,并进行机械搅拌。这种分离方法,既可以回收纤维纸浆,又可回收铝箔。废铝的液化分离是今后回收金属铝的发展方向,它将废铝杂料的预处理与重新熔铸相结合,既缩短了工艺流程,又可以最大限度地避免空气污染,而且使得净金属 的回收率大大提高。废铝液化分离装置中有一个允许气体微粒通过的过滤器,在液化层,铝沉淀于底部,废铝中附着的油漆等有机物25、在450以上分解成气体、焦 油和固体炭,再通过分离器内部的氧化装置完全燃烧。废料通过旋转鼓搅拌,与仓中的溶解液混合,砂石等杂质分离到砂石分离区,被废料带出的溶解液通过回收螺旋桨返回液化仓。2.1.2废铝的冷加工粉碎1、废旧易拉罐再生粉碎成粉将压扁清洗干净的易拉罐直接投入给料仓,瞬间就可粉碎成粉,平均粒径13毫米,产品粒度可调基本球型、半球形和多棱形。可单机作业一次性粉碎成粉,工艺流程简便,易操作,占地面积小,装机容量15千瓦,每套机组两人操作,每小时粉碎易拉罐5565千克。2、废铝线、废电缆、光铝线粉碎成粉对于废铝线、废电缆光铝线单股或多股线,首先将光铝线截成线段,根据成品粉的要求,截断长短426、6毫米。由圆盘自动剪切机剪切成段,根据光铝线的粗细和成品粉要求的规格选择圆盘剪刀的尺寸,圆盘自动剪切机每小时剪切铝线段80120千克。废铝线的线径越粗、越长、产量越高,最粗可剪直径12毫米,长度不限,也可多股同时剪切,装机容量5.5千瓦。统一规格的线段毛料再经粉碎机下料口自动均匀给料,每小时产量3040千克,装机容量、产品粒度可根据线段的粗细、长短而定,一般粒径26毫米。加工后的颗粒形状基本是球形和半球形。粉碎机进料口设有自动磁性振动给料,给料量大小可以调节,该机壳体装有冷却水套,可用常压循环水冷却,并配有温度计监控,正常生产中温度不得超过70。3、废旧挤压型材、铝板边角料、机械加工铝屑等粉碎27、造粒成粉废旧铝门窗、建筑与结构 6063合金挤压型材、加工制作中边角料头、截断中锯屑等均可采用机械方法冷加工成粉。由于废挤压型材规格、长短、薄厚不等,要想获得颗粒均匀的成品粉,事先要将清理干净的废型材,如方管、槽铝的头部砸扁,放入压扁机压成板片,宽型材或宽废铝板,要由分剪机剪切成4060毫米宽后放入自动剪切机,剪切成44毫米或66毫米统一规格的毛料,投入铝粉专用粉碎机下料口自动给料机,给料速度均匀可调,经造粒成品粉直径26毫米,每小时可加工3545千克,粉碎机装机容量15千瓦。由铝合金型材加工成粉的工艺流程:型材分类清洗干净型材头砸扁压成平板分条分切小块筛分成品包装。前三道工序由人工处理每天每28、人可处理12吨。压板、分条机装机容量2.2千瓦,每小时可加工200300千克。自动分切机装机容量5.5千瓦,每小时可分切6080千克。2.1.3废铝的回收再生利用及处理方法废杂铝的预处置之意图一是除掉废杂铝中搀杂的其它金属和杂质,二是把废杂铝按成分分类,使其间的合金成分得到最大程度的使用,三是将废杂铝表面的油 污、氧化物及涂料等处置掉。预处置结尾的结果是将废铝处置成契合入炉条件的炉料,四是使含铝废猜中的铝(含氧化铝)得到最经济最合理的使用。国内废杂铝预处置技能还非常简略和落后,即便在大型的再生铝厂,对废杂铝的预处置也没有比较先进的技能。就种类单一废铝的收回再生使用处置办法而 言,种类单一或根本29、不含其它杂质的废杂铝通常不作杂乱的预处置,仅仅按废料的种类和成分分类,独自堆积。单一种类的废铝在使用时只需检查化验出一个成分,即可知晓批量的成分,是优质的再生铝质料,通常不须作任何预处置即可入炉熔炼,在熔炼某一种铝合金时,可选用相应成分和种类的废铝直接参加反射炉熔炼,并 可很容易地熔炼成相应商标的铝合金。一些含铜、锌高的废铝,还可作为铝合金熔炼过程中调整成分用的中心合金。在选用小型反射炉或坩埚炉的企业,则要依据需 要将体积大的废铝破碎(剪切或其他办法)成契合入炉标准的料快。值得一提的是,一些单一种类的废铝中会机械夹藏少数的非铝金属,如废铝门窗上的螺钉等废钢 件,虽然含量很少,但会严重影响合金的30、质量,因此在熔炼之前一定要将其别离出去。2.1.4铝的回收工艺方法1、重介质选矿法即利用重介质重选的办法分选出密度大于铝的铜等重有色金属,其利用了铝的密度比其他重有色金属小的原理,使废铝浮在介质上面,而重有色金属沉在底部,达到分离之目的。但技术之关键是筛选一种密度大于铝而小于铜的介质,这种介质决不是水或其他液体,肯定地说是一种流体。工作时流体在做往复运动,废铝即浮在介质的上面被分开。2、抛物选矿法利用各种体积基本相同的物体在受到相同的力被抛出时落点不同的原理,可以把废杂铝中密度不同的各种废弃有色金属分开。用相同的力沿直线射出密度不同而体积基本相同的物体时,各种物体沿抛物线方向运动,在落地时的落31、点不同。最简单的实验可以在水平的传送带上进行,当混杂的废料在传送带上随传送带高速运转,当运转到尽头时,废杂铝沿直线被抛出,由于各种废弃物的重力不同,分别在不同点落地,从而达到废杂铝分选之目的。此种方法可使废铝、废铜、废铅和其他废物均匀地分开。根据此种原理制造的设备已在国外采用,国内正处于研究阶段。2.2废旧锌锰干电池的回收工艺随着社会经济的发展,各种电子产品和通讯器材大量涌现,且更新换代速度不断加快,从而使人们在生产、生活中使用的电池数量与种类急剧增加。与干电池生产与消费相关的问题是电池中含有的有害成分,在电池废弃后造成环境污染与资源浪费。国外已经进行的研究与实验表明,废干电池若流入自然环境中32、,电池中的重金属离子就会在土壤或水体中溶解并被植被的根系吸收。并顺着食物链使重金属在人体内富集。由于重金属离子在人体内难以排泄,最终会损害人的神经系统及肝脏功能。电池中除有害成分外,还含有大量锌、锰、铜、镍、银、铁、塑料、纸皮、碳棒等有用成分,构成可回收利用资源。通过实验,将回收的废旧电池中的锰成分制成碳酸锰,并利用化学分析的方法测得锰的含量。2.2.1废旧锌锰干电池的实验过程1、仪器与试剂仪器:钳子、剪刀、煤气灯、三角架、石棉网、泥三角、蒸发皿、坩埚钳、布氏漏斗、吸滤瓶、玻璃棒、表面皿、胶头滴管、滴定管、10mL量筒、100mL量筒、50mL烧杯、250mL烧杯、400mL烧杯、称量瓶、干燥33、器;试剂:松下9 V碳性电池一节、浓硫酸、30%H2O2溶液、浓氨水、活性炭、Na2CO3固体、10% 盐酸氢胺溶液、0.05 mol/L EDTA标准溶液、氨-氯化铵溶液(pH=10)、0.5%铬黑T指示剂、三乙醇胺。2、废旧电池的预处理将废旧电池切开,取出碳棒,分离出黑色结块状固体。再将分离出的黑色固体研磨成粉末,置于250mL烧杯中,加100mL纯水溶解。加入6 mol/L硫酸调节pH为2,搅拌一定时间后静置,浸泡20min,抽滤得到黑色混合物,反复用纯水洗涤至洗出液中无Cl,以除去氯化铵和氯化锌。3、碳酸锰的制备滤渣置于蒸发皿中高温焙烧,约加热1 h,直至无火星产生,得到略带棕色的固体34、。冷却后,称取5.00 g固体到250mL烧杯中,加入10mL 6 mol/L的硫酸、10mL纯水,滴加8mL 30%双氧水进行反应。待反应稍缓和后,水浴加热至试样溶解,加热至剩余的过氧化氢完全分解,停止加热,冷却、抽滤。向所得的溶液加热煮沸,并加入氨水调节pH为6 7左右,搅拌均匀,使其沸腾5分钟以上。冷却并加活性炭搅拌,使其沉淀充分,抽滤,在7080水浴中不断搅拌,向硫酸锰溶液中缓慢滴入0.5mol/L的Na2CO3,调节pH至78,冷却,陈化至下次实验。滤出沉淀,用少量纯水洗涤,将沉淀连同滤纸转移至蒸发皿中,于沸水浴中烘干,即得沉淀碳酸锰。4、二价锰含量分析称取0.18 g样品,称准至035、.0002 g。加20mL水、1mL 6 mol/L盐酸溶液,水浴加热至样品溶解。必要时加12滴过氧化氢溶液至暗色褪去,再加100mL水,2mL 10%盐酸羟胺溶液,1g三乙醇胺,用0.05 mol/L EDTA标准液滴定,近终点时,加10mL氨-氯化铵溶液(pH10),5滴0.5%铬黑T指示剂。继续滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。反应式:MnCO3%按下式计算:式中: EDTA的体积 EDTA的浓度 样品质量 0.11495每毫摩尔MnCO3之克数2.2.2废旧锌锰干电池的实验结果与分析讨论1、实验结果m(锌皮)=17.30g;m(碳棒)=5.06g;m(外壳)=13.36g.碳酸锰产36、量:5.32g碳酸锰理论产量:6.61g碳酸锰产率:5.32g/6.61g100%=80.48%二价锰含量测定数据如下:表2.2-1:二价锰含量测定数据次数m(MnCO3)/ gV(EDTA)/mL Mn%MnCO3%10.178328.3244.35%92.80%20.180028.6144.39%92.87%取平均值得:锰含量:44.37%;碳酸锰含量:92.84%2、实验方案讨论从废旧电池中制取MnCO3的关键步骤是将+4价的锰还原为+2价,还原剂的选择尤为重要,而本实验中选择了用双氧水作为还原剂。双氧水与MnO2反应的方程式为 为了比较各种方法的优劣,在下面列出了不同实验方案所得出的产37、品的产率、纯度,通过直观的数据对比,评价各种方法。表2.2-2是草酸组的实验数据:表2.2-2:草酸组产品产率、纯度数据实验者产率/%纯度/%顾雨豪30.6081.23戚森星32.5090.30薛佳祎42.2787.68表2.2-3是浓盐酸组的实验数据:表2.2-3:浓盐酸组产品产率、纯度数据实验者产率/%纯度/%夏栩生76.7091.29通过表2.2-1,表2.2-2和表2.2-3的数据对比,我们不难发现,无论是产率还是纯度上来说,过氧化氢无疑是最合适的还原剂,草酸组的产率普遍比较低。 H2O2反应的优势在于:双氧水反应后生成氧气,不会引入新的杂质,产物纯度高;过量的双氧水可加热除去,一方面38、产物无污染,对环境友好,另一方面不需要其他试剂进行除杂,节约了成本;反应速度较快,反应完全程度高。3、实验条件讨论本实验中采用硫酸与双氧水与二氧化锰共同反应,生成硫酸锰。研究表明,盐酸、硝酸、硫酸的浸取率基本相同,对于酸的浓度而言,1:1的酸浸取率最高。因此选用6 mol/L的硫酸参与反应,制取二价锰。为了除去二价锰溶液中的铁离子,通常通过调节pH使铁离子生成氢氧化铁沉淀而过滤除去。氢氧化铁在酸度较低的环境下即可沉淀,但是,酸度过低却会促进氢氧化锰的形成,以至于影响纯度。所以,控制适当的pH是非常重要的。氢氧化铁的Ksp=4 10-38,氢氧化锰的Ksp=1.9 10-13,氢氧化铁沉淀完全时39、,pH=3.53。通过上面实验数据的对比,我们不难发现:当酸度比较低时,最后产品的纯度要略微低点,当pH 5后, 已基本除尽,纯度基本相同。而就沉淀剂的选择上,选择NH4HCO3作为沉淀剂的纯度比Na2CO3要高。另外,氢氧化铁沉淀为胶体,很难过滤,因此加入活性炭,形成较大的颗粒,方便过滤除去沉淀。4、实验中存在的问题讨论如果选用的是Na2CO3作为沉淀剂,需要水浴加热,如果是NH4HCO3,则不用加热,判断沉淀剂是否足量,主要是看滴一滴,如果局部产生明显浑浊,则说明沉淀剂量不够。在除去铁离子的时候,应缓慢沉淀,不断搅拌,小火加热进行陈化。并且要趁热过滤,防止硫酸锰结晶析出,留在抽滤瓶中,导致40、样品损失。 在最后用EDTA滴定时,出现了异于常态的现象。一开始并没有选择三乙醇胺,而是用了氟化铵,出现了两种结果:除铁时pH控制在6-7的以及pH在5-6的如预期一样看到了终点的颜色变化;在滴定时溶液并没有像预期一样从紫红色变为纯蓝色,而是逐渐变橙、变黄、变绿。在反复滴定后,依然是同样的状况,并未有所改观。于是我们提出了两种可能性假设:(1)是否是氟化铵没有完全屏蔽铁离子而干扰了实验结果:取样,加酸溶解,然后加入硫氰酸铵,并未产生任何红色,再加双氧水后亦然,证实样品中不含铁离子;(2)是否是氟化铵影响指示剂的显色反应:重新取样,没有加入氟化铵,滴定结果依然如此。最后猜想可能是电池中还含有其他41、的金属离子,在实验中未能除去,所以干扰了最后的滴定,故尝试在滴定时加入铁的掩蔽剂三乙醇胺进行掩蔽,之后便滴出了纯蓝色,得到了准确的数据。由此可以得出的结论是三乙醇胺可能对除铁以外的其他金属离子存在掩蔽作用,而这种离子在酸度较小的情况下也能够被除去。2.2.3实验结论废旧电池中所蕴含的丰富资源是显而易见的,从废旧电池中回收利用有用物质不仅可以减少其对环境的破坏,还可以从中得到有用的物质。但是,随着技术的发展,电池的种类在不断增多,针对各种不同的电池,所使用的方法也不尽相同,这就需要化学工作者进行不断探索。目前,我国在废旧电池的回收利用上做得不够好,没有形成产业化,其原因主要是对其加工的成本太高,42、从中所得的利益不大,而且人们在这方面的意识也不够强。要解决这两个问题,需要化学工作者和政府有关部门的努力。废旧电池的回收是一项必要而艰巨的任务,我国在这方面的工作才刚刚起步,任重而道远!2.3废铜的回收工艺2.3.1两大废铜来源一类是新废铜,它是铜工业生产过程中产生的废料。冶金厂的叫“本厂废铜”(home scrap”)或“周转废铜”(“runaround”)。铜加工厂产生的废铜屑及直接返回供应厂的叫做“工业废杂铜”、“现货废杂铜”(“prompt”)或新废杂铜。另一类是旧废铜,它是使用后被废弃的物品,如从旧建筑物及运输系统抛弃或拆卸的叫旧废杂铜。铜和铜基材料,不论处于裸露状态,还是被包在最终43、产品里,在产品寿命周期的各个阶段都可回收再生。一般来说,用于再生的废铜中新废铜占一半以上。而全部废杂铜经再加工后有大约1/3以精铜的形式返回市场,另2/3以非精炼铜或铜合金的形式重新使用。直接应用废杂铜的前提是严格的分类堆放及严格的分拣。直接应用废杂铜具有简化工艺、设备简单、回收率高、能耗少、成本低、污染轻等优点。直接应用废杂铜的多少,大体上反映了一个国家铜的再生水平。相比之下,我国废杂铜的直接使用率较低,每年约为20万t,仅占废杂铜总回收量的30%40%,并且黄铜加工材的生产多由乡镇企业运作,大大降低了经济效益,并在能耗、环保方面带来后患。我国进口废杂铜主要来自美、日、德、俄,其中美国高居榜44、首,而美国对废杂铜的管理又有严格的规定。以美国的分类标准作为典型加以介绍。美国通常把含Cu量大于99%的铜材叫做1号铜,1号铜可以直接重熔和使用,不要求进一步加工;把铜含量最低为94.5%的铜叫2号铜,这种废杂铜在以金属铜的形态使用之前,通常一定要重熔。其它常见的分类等级还包括加铅黄铜、黄铜与低锌黄铜、弹壳黄铜、汽车散热片、高铜黄铜(红色黄铜),以及应用十分广泛的高速切削黄铜,其车屑直接再生,以同成分合金的形式用于重新加工黄铜产品。对制造厂家而言,其主要优点就是大幅度降低净金属消耗的成本。废杂铜也用于生产铜的化学制品,但不易获得定量数据。1、废铜分类标准总体来说废铜的分类是含纯铜的含量来分的:45、光亮铜(Cu99%);#1铜(Cu 97%);#2铜(95%-96%);马达铜(9294%):一般是电机里的马达上的铜;紫杂铜(79-81%);冶炼级紫铜(Cu90-92%);紫铜砖(CU93%);火烧线(95-97%);紫铜边料;H59黄杂铜 。黄铜用+H表示;(黄)表示如H80、H70,H68 H59等。其实它们都叫紫铜,不过市场交易比较多的那种叫做紫杂铜,铜含量在80%左右,还有黄铜也交易的比较多的废金属品种,一般的黄铜是59黄铜就是含纯铜59%的,其余的成分以锌为主,这种铜也叫做黄杂铜。2、主要合金废铜:黄铜-铜锌合金;青铜-铜锡合金等(除了锌镍外,加入其他元素的合金均称青铜);白铜-46、铜钴镍合金。2.3.2废铜的回收意义我国还没有废铜方面的标准, 但随着我国工业化速度的加快,废杂有色金属的回收、贸易以及再生利用产业所面临的社会经济环境已发生了重大变化,不但废杂有色金属的品种构成变化较大,而且大量的国外废杂有色金属以及各类可利用的废料涌入国门,给我国有色金属的生产提供了丰富的原料来源,同时也对再生有色金属的生产加工提出了新的要求。因此,我国也在加紧废旧金属标准的制定工作。中国有色金属工业协会再生金属分会牵头组织的铜及铜合金废料废件分类和技术条件已经列入国家技术标准修订计划中。新的废杂有色金属分类标准将参照美国废杂有色金属的分类标准和欧洲的分类技术标准,结合我国再生有色金属行业47、的实际情况进行修订,使之更加有利于企业和管理部门的贯彻实施。标准的修订工作预计2002年底完成。2.3.3废铜的利用处理实际上所有的废铜都可以再生。再生工艺很简单。首先把收集的废铜进行分拣,没有受污染的废铜或成分相同的铜合金可以回炉熔化后直接利用,被严重污染的废铜要进一步精炼处理去除杂质;对于相互混杂的铜合金废料,则需熔化后进行成分调整。通过这样的再生处理,铜的物理、化学性质不受损害,使它得到完全的更新。具体步骤如下:1、分类含铜废碎料涉及的范围较广,包括紫铜、黄铜、青铜、白铜的废杂料,其中,紫杂铜的废碎料最多,如废旧电缆、铜管、紫铜管、棒、板、块、带等。按其可回收加工的便利程度,可以分为5种48、类型。(1)第1类:(a)紫铜管、棒、板、块、带,表面干净,无油泥和其他黏附、夹杂;(b)各种裸铜线、短线和其他纯铜废料。(2)第2类:(a)如第一类铜废料中混有纸屑、各种绝缘材料、少量油泥、锈垢、杂物,但其总质量不大于1%;(b)直径0.3mm以上的漆包线无污物和杂物。(3)第3类:各种报废的纯铜或有薄镀锌层的纯铜电器开关、零部件。(4)第4类:(a)直径0.10.3mm的漆包线;(b)有油泥或少量其他夹杂的漆包线;(c)干净、发脆的火烧线。(5)第5类:各种纯铜水箱、蒸发器、热交换器具,但其内部不得有充填物,只允许有少量自然形成的水垢。2、处理美国的废杂铜依据纯度进行分类。美国废杂金属再生49、研究所甚至把铜及其合金细分为53类。通常把含cu量大于99%的铜材叫作1号铜,可以直接重熔和使用,不要求进一步加工;铜含量最低为94.5%的铜叫作2号铜,在以金属铜的形态使用之前,必须重熔;其他常见的分类等级还包括加铅黄铜、黄铜与低锌黄铜、弹壳黄铜、汽车散热片、高铜黄铜(红色黄铜)、高速切削黄铜等,可以以同成分合金的形式用于重新加工铜制品。2.3.4废铜的回收工艺方法废杂铜的品种繁复,收回使用技能和工艺也有所不一样,但通常都将其分为预处置和再生使用两局部。所谓预处置就是对稠浊的废杂铜进行分类、挑选出机械搀杂的其它废弃物,除掉废铜表面的油污等,结尾得到品种单一,相对纯洁的废铜,为熔炼供给优秀的质50、料,然后简化了熔炼进程。废杂铜再生使用的办法许多,首要可分为两大类,即废杂铜的直接使用和直接使用。直接使用是将高质量的废铜直接熔炼成精铜或铜合金,直接使用是颠末锻炼除掉废杂铜中的贱金属,并将其铸成阳极板,再颠末电解得到电解铜。本文予处置局部将要点引见废铜电线、电缆的预处置技能,再生使用局部将要点引见国外一些再生铜厂的工艺和专利。1、废电线、电缆的预处置废电线、电缆的预处置意图首要使铜线和绝缘层别离,办法首要有四种:(1)机械别离法,该法又可分为两种。(a)滚筒式剥皮机加工法。该法合适处置直径一样的废电线和电缆。我国已有这种设备。英国沃尔费汉普顿厂就是选用此种设备进行废电线、电缆剥皮,作用很好。51、废电线、电缆首要剪切成长度不超越300毫米的线段,然后人工送入特制的转鼓切碎机,在转鼓切碎机内,电线和电缆被破碎脱皮,碎屑从转鼓刀片底部直径5毫米的筛孔漏出,转鼓转速3000转/分,转鼓直径30英寸,转鼓刀片与底部筛板面的空隙为1.5毫米,转鼓切碎机处置才能为1吨/时,电机功率30千瓦。从筛孔漏出的碎屑用皮带送到料仓,再颠末振荡给料机将碎屑送到摇床上进行选别,结尾得到铜屑、混合物和塑料纤维,铜屑可直接作为炼铜的质料,也可用作出产硫酸铜的质料,混合物返反转鼓切碎机处置,塑料纤维可作为产物出售。每吨废电线电缆可出产450550公斤铜屑,450550公斤塑料。一周可处置60吨料,产铜屑30吨,塑料352、0吨。每处置30吨废电缆电线,替换一次刀片。刀片用高速东西钢制造。本工艺有如下特色如下:A、可归纳收回废电线电缆中的铜和塑料,归纳使用水平较高;B、产出的铜屑根本不含塑料,削减了熔炼时塑料对大气的污染;C、工艺简略,易于机械化和自动化;此种设备的缺陷是工艺进程中耗电较高,刀片磨损较快。(b)剖割式剥皮机加工法。该法合适处置粗大的电缆和电线,我国襄樊某厂已能出产这种设备。(2)低温冷冻法美国专利3990641号提出用低温冷冻法使废电线的铜与绝缘层别离。低温冷冻法合适处置各种规格的电线和电缆。废电线电缆先经冷冻使绝缘层变脆,然后经震动破碎使绝缘层与铜线别离。(3)化学剥离法该办法选用一种有机溶剂将53、废电线的绝缘层溶解,到达铜线与绝缘层别离之意图。此法的长处是能得到优质铜线,但缺陷是溶液的处置比拟艰难,而且溶剂的价钱较高,该技能的发展方向是研讨一种贱卖有用的有用溶剂。(4)热分解法美国专利4040865号提出了用热分解法烧掉绝缘层,然后得到铜线。废电线电缆先颠末剪切,然后由运送给料机参加热解室热解,热解后的铜线由炉排运送机送到出料口水封池,然后被装入产物收集器中,铜线可作为出产精铜的质料。热解发生的气体送到补燃室中烧掉其间的可燃物质,然后再送入反应器顶用氧化钙吸收其间的氯气后排放,生成的氯化钙可作为建筑材料。2、废杂铜再生工艺引鉴德国凯塞锻炼厂是典型的再生铜厂,也是一个有代表性的老企业。该54、厂坐落特蒙德市,建于1861年,现有700名员工,厂区面积约30平方公里,年产电解铜11.5万吨,同时还出产铜线锭、硫酸铜、硫酸镍、氧化锌、铅锡合金等产物。(1) 工艺阐明凯塞厂选用两段法与三段法相联系的工艺流程,选用此种流程有利于下降能耗并能进步有价金属的归纳收回率。出产设备为传统的鼓风炉、转炉、固定式反射炉与惯例的电解设备。该厂有两台鼓风炉,风口区截面积3.75平方米(2.51.5米),日处置量为150吨,床能率40吨/平方米.昼夜,焦率17%,鼓风炉废渣含铜1%。其间一台鼓风炉用来处置铜碎屑和粉状含铜物料,物料在入炉之前要颠末制团;另一台鼓风炉处置黄杂铜及块状含铜渣料。鼓风炉产出的档次为55、75-85%的黑铜在两台30吨转炉中吹炼。两台阳极炉为固定式反射炉,床面积60平方米.日,单位油耗70-80公斤/吨阳极,炉内衬为铬镁砖。反射炉熔炼进程中,选用氧气氧化,插木复原法。电解精粹的始极片出产选用钛母板,电解槽用塑料盖板加盖以削减热丢失。蒸汽耗费为0.8吨/吨铜,电流密度为200安/米2 ,电流效率95-97%,电力耗费250度/吨铜。线锭炉为85吨固定式反射炉两台,内衬为铬镁砖,用氧气氧化,插木复原。油耗80公斤/吨铜,产物含氧250ppm,硫20ppm,质料除电解铜外,还配入约7%的高档次紫杂铜。(2) 工艺特色该厂废杂铜的分类办理非常完善,按档次、品种、物料形状别离堆积,别离处56、置,铜的收回率高,而且质猜中的铅、锡、锌均能得到归纳收回。此外,铜电解车间的始极片出产线描绘成阶梯形始极片架,有独到之处。3、再生铜加工铜材档次(92%以上)的紫杂铜,颠末相当于阳极炉的火法精粹后,直接与其它铜熔融体混合浇铸成棒坯或板坯。该厂有2700名员工,年产值6.5亿马克。首要产物有各品种型的紫铜管、紫铜带、紫铜板、铜合金棒材、型材。月产各类铜材约12000吨。(1)工艺阐明好望金属制品厂有(ASDRCO-SHAFT-RURNACE)竖炉一台。竖炉的熔炼才能为20吨/时,1000标米3 /时.天然气,选用SiC内衬。竖炉按不一样铜料熔化出来的铜液作不一样的处置。当熔炼高于99%的紫杂铜及57、阴极铜时,铜液经保温炉后进入接连浇铸机,或直接将铜液送往半接连浇铸机出产各类棒坯或板坯。当竖炉熔炼92%-99%废铜物料时,则铜液送往转炉或平炉进行火法精粹,然后经接连浇铸机或半接连浇铸机出产棒坯或板坯。(2)工艺特色(a)、为包管产物质量,废杂铜的分类与办理非常严厉。(b)、关于铜档次在92-99%之间的紫杂铜,经竖炉熔化后进入转炉或平炉精粹。精粹后的铜液直接浇铸成各类板坯、棒坯,避免了重复熔炼,可进步铜的收回率0.2%以上,节省燃料折合标煤400公斤/吨铜,经济效益好。(c)、该厂具有当前世界上仅有的大直径铜管铸造出产体系,其直径为300-1500毫米,最长可达11000毫米。4、从混合废58、猜中收回铜美国专利3905556号提出了一种处置含铜量动摇很大的高含铜量混合废料的办法。在工艺进程中,高含量的混合废料颠末破碎风选磁选切碎处置后,用三层筛分红粗、中、细三种物料,然后三种物料依据所含的金属量、形状和品种不一样,则选用不一样的重选工艺进行处置。5、从含砷的废猜中收回铜美国专利4149880号提出了从含砷废猜中收回铜的办法。该法将含砷高的烟尘造浆后参加高压釜中浸出,浸出液除钼后用铁屑置换,产出的海绵铜回来熔炼体系出产金属铜,置换沉铜后的母液再收回锌和镉,然后再送水处置车间收回砷。2.4废铅的回收工艺冶金过程中产生的含铅废渣及铅酸电池是回收铅的重要来源,我国铅矿资源短缺现象日益严重,59、发展再生铅产业可以减少原生铅矿石的开采量,再生铅生产成本比原生铅低 38%,铅进入生态系统会严重污染生态平衡,重视铅的回收不仅能节约铅工业的成本,同时也能对保护环境做出很多的贡献。近几十年来,电镀、采矿、制革等许多工业排放的废水、废气不断增加了环境中铅污染负荷,超出了环境的自净能力,铅是一种对人体有毒的重金属,含铅废渣的排放破坏生态平衡,影响人们的生活。再生铅的原料除含铅新料外还包括废铅酸蓄电池、 电缆护套、 铅管、 铅板及铅制品在加工过程中产生的废碎料等。然而并非所有的废铅资源都能回收,如电缆护套的使用期限约40年,铅管约50年,这些废铅都难以回收。因此目前循环铅的主要来源是车用废铅酸电池,60、占循环铅原料的80%以上。汽车用的蓄电池使用期限为3-4年,牵引用的蓄电池为5-6年,固定用的蓄电池为5-15年,这些蓄电池都有回收的可能性。2.4.1含铅废渣中铅的回收利用冶金含铅废杂新料主要是各有色金属冶金和黑色金属冶金烟尘,精炼浮渣以及制取硫酸锌、生产立德粉等的滤渣,一般将锌、砷、铜提取后的残渣,含铅在30%40%,也有因含锌、砷、铟不太高,回收其不经济,但含铅18%30%,含锌在5%以下,含Ag3%4%,含铜3%5%的冶金废杂物料,这些杂料可直接处理。铅主要是氧化铅、硫酸铅或硫化铅、铅锑铋合金、金属铅、铅盐等形态存在。含铅冶金废杂物料的处理,要视其物料中所含的有价金属成分而决定采用何种61、工艺流程,若物料含砷含锌均高达18%以上,提取铅之前,必须脱砷和脱锌。因为火法熔炼高砷、高锌物料,由于砷易于铁结合,产生大量的黄渣,致使火法熔炼难以进行作业,并影响金属的回收率。冶金废杂物料脱砷、脱锌后,物料中铅含量18% 40%,含铜3%5%,含铋3%4%,含锡2%6%,含锑0.5%2%,还有少量的铟及镓和金、银等,并且以硫酸盐或氧化物、硫化物等形态存在,根据上述原料特性,选择技术上可行,经济上合理,既环保、污染少,又简易、消耗少的清洁生产流程处理该原料是优先之举。 2.4.2废铅的回收处理方法目前,国内含铅废料的处理均采用传统工艺,即湿法冶金与火法冶金或两者兼而有之。根据原料中金属元素特性62、,有部分有价元素经火法冶炼富集于烟尘中以金属氧化物、少量的以硫酸盐或金属硫化物存在,另外湿法冶金产出的滤渣和酸泥是以硫酸盐、硅酸盐、铁酸盐、硫化物等混合物为主,成分非常复杂,因此,不同的化合物或盐类等用不同的方法处理。1、湿法各种湿法处理脱铜、锌、砷的含铅渣、铅铋渣或各种铅泥、硫化铅滤饼、蓄电池沿栅板、铅泥以及其他含铅物料,它们是以硫酸铅、氧化铅、过氧化铅、硫化铅或金属铅状态存在,因此,在对于硫化物铅、金属铅在湿法处理前,必须在350400下,进行焙烧氧化处理,使其成为氧化态存在,才能进行浸出。浸出剂应根据物料中的铅赋存状态,可用铅粉、Na2CO3、(NH4)2CO3或SO2进行还原浸出。通过63、转换可获得PbCO3沉淀,经过滤得碳酸铅,将此碳酸铅用硅氟酸或硝酸溶解得到硅氟酸铅或硝酸铅,根据需要可以来制造电铅、氧化铅或三盐基硫酸铅产品。2、火法各种含铅废杂物的物理规格,化学成分是千差万别的,不论采用何种火法冶炼工艺,均必须对炉料进行准备,即化学成分、粒度等应大致均匀,有利于作业,若采用卡尔多炉或奥氏麦特炉等,粉状、粒状、块状熔炼均可以,将物料直接加入熔炼炉炼产出金属、炉渣和烟气。 若用传统的鼓风炉熔炼,则应用块料且应脱锌、脱砷、脱硫,因此,就要将物料进行焙烧,由于许多含铅烟尘及其他物料不含砷或少量硫,则可直接压团制成球团焙烧,但要有一定的强度,才能进炉熔炼。压团制球团可以用压团机或制砖64、机进行,而烧结则可用烧结床(土法)、烧结锅或烧结机等进行烧结。烧结机对原料的适应性大,烧结过程中,物料的性质对烧结过程十分重要,根据熔炼渣型需要,在物料中应有一定的铁、硅、钙。铁以Fe2O3存在,SiO2、CaCO3在高温下对于硫酸盐起到分解的作用。2.4.3 废铅的回收工艺再生铅原料 85 %以上来自废蓄电池 ,蓄电池的报废年限为 23 年,因此废铅蓄电池是再生铅的主要原料,其中的铅除金属外还含有不同数量的Pb0、Pb0、PbS0,因此其再生过程较为复杂目前国内外主要采用火法和湿法回收铅。与火法相比,湿法具有能耗低,环境效益好等优点。铅蓄电池目前还是机动车、船舶等不可缺少的动力能源。由于腐蚀65、钝化等原因,铅蓄电池在使用了24年后即不能再用。我国每年从车、船上替换下来的报废铅蓄电池数量约有3O万个,每年以7的速度增加。如何更好地将废旧铅蓄电池中的有用物质回收利用,不仅关系到保护国家重金属资源,也符合保护环境,发展循环经济的国家可持续发展的战略方针。制造铅蓄电池的基本原料是金属铅和硫酸。在生产和使用铅蓄电池的过程中,通过一系列化学反应在电池板上形成了铅化合物,主要有氧化物如氧化铅、二氧化铅和铅盐如硫酸铅等。回收的目的即是将这些金属和金属化合物经过适当处理再作为铅产品利用,从综合统计看,再生铅的费用只相当于从原生矿开采冶炼费用的13,所以有重要意义。由于蓄电池中铅是有毒物质,因此在回收66、蓄电池时要先在安全环境中对蓄电池进行拆解、破碎和分选,在冶炼之前,必须用一种或几种技术将蓄电池破碎。最普通的方法是先锤碎,锤碎的物料在破碎机中破碎。现代蓄电池的破碎、分拣及分选过程是将铅分成金属、氧化物和硫酸盐等。 在中等发达国家主要采用锯切预处理技术,是将废铅蓄电池在低速锯床上解体,取出极板,该技术与鼓风炉对物料的要求相应;在发展中国家,大部分只是进行手工解体,去壳倒酸等简单的预处理分解,劳动强度大,污染严重。而在发达国家主要采用机械破碎分选并进行脱硫等预处理 ,具有代表性的有两种 ,意大利 Engitec 公司开发的 CX破碎分选系统和美国 MA 公司开发的MA 破碎分选系统 ,其工艺是根67、据废铅蓄电池各组份的密度与粒度的不同 ,将其分开 ,分为橡胶、 塑料、废酸、 铅金属、 铅膏等几大部分 ,然后分别回收利用。其工艺流程如下图所示。图2.4-1铅酸蓄电池拆解分选流程图蓄电池中含铅泥废料最多的是栅板。收集进行处理时采用球磨的方法,并同时加入碳铵,使物料的PbSO4转化为PbCO3,然后在600温度下煅烧,使其中的PbO2转化为PbO,再用硅氟酸浸出,得硅氟酸铅溶液生产电铅或其他化工产品。废铅蓄电池作为回收铅的主要二次原料,其回收利用具有较强的经济效益与环境效益。与火法回收方法相比,湿法回收铅具有不污染或基本上不污染环境,设备、工艺简单,操作方便,金属回收率高,生产费用低,规模大小68、皆宜等优点。 碳酸盐-氧化铅还原-电积系的全湿法处理废蓄电池提取高纯铅的工艺, 目前已在国内外获得工业应用。盐酸食盐溶液浸出-电积工艺以及铅膏直接电解工艺也从实验室研究进入到工业应用中。2.4.4废铅的回收对环境的意义在汽车、船舶等需要大量使用铅蓄电池产业发展快速的今天,回收铅不仅能为工业节约资源与成本,更是在环境日益恶化的今天必须关注的大事,近两年来,中国的精炼铅产量迅速增加,从2002年开始超过美国成为世界第一大精炼铅生产国。2004年精炼铅产量进一步增加到181.19万吨,占当年世界精炼铅产量的25.0%。与1994年相比,精炼铅产量的增加幅度达287.24 %,为世界精炼铅产量增长速度69、最快的国家。大量的铅矿被冶炼成铅产品,然而与发达国家相比,我们国家重生铅的比例却落后很多,被废弃的铅进入土壤污染河流、损坏土质。蓄电池回收及处理是重生铅的关键环节,发达国家对废铅酸蓄电池的回收利用和管理有一套严格的程序,它是靠法律系统做保证的。通常废铅酸蓄电池的回收利用包括以下的主要步骤:(1)收集:通常先由车主将废蓄电池从汽车上拆下,再送到汽车服务站,在服务站用旧废铅酸蓄电池换新电池。从服务站将旧蓄电池送电池处理站,在这里旧蓄电池被解体,或直接将旧蓄电池送回收厂处理(2)运输:铅是有毒物质,故蓄电池的运输必须按有毒物质对待,在运输过程中要防止蓄电池的破损和漏酸。(3)贮存:在室内或室外贮存旧蓄电池时,必须贮存在无反应、不透水的地面上,防止铅和酸污染环境。剩下的就是铅的回收,蓄电池含汞的问题能被解决,然而在市场的主导下,铅的廉价及其优秀的特性使得很难电池能够做到不含铅,铅重生需要得到更多关注。
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