在由SMM主办的GBRC 2025 SMM电池回收与循环利用产业大会-再生铅论坛上，湖南锐异资环科技有限公司海外事业部总监 刘学周围绕“含铅固废综合回收核心工艺思路及装备思路”的话题展开分享。

含铅固废简介

含铅固废种类与特点

废铅酸蓄电池（70%）；含铅冶炼危废（30%）。

1.1 废铅酸蓄电池

废铅酸蓄电池的来源

废铅酸蓄电池主要包括了汽车电池、电动车电池、UPS电源等。

由于金属铅约80%用于制作各类铅酸蓄电池，所以含铅固废的主要来源也是废铅酸蓄电池。

废铅酸蓄电池的特点

1、高资源价值 ：铅含量占电池总质量的60%以上，回收后铅可循环利用，经济价值较高；

2、冶炼难度小：现代回收体系通过机械破碎、分选和脱硫预处理，将铅膏、铅栅等组分高效分离。例如， 自动化破碎分选设备可将铅膏纯度提升至90%以上，直接进入熔炼炉处理，避免多金属杂质。

1.2 含铅冶炼危废

含铅冶炼危废的来源

含铅冶炼危废主要来源于，铜、铅、锌、锡、贵金属等有色金属冶炼厂。

由于铜精矿、锌精矿内有色金属精矿中含有少量的铅元素，所以在提取这些有些金属时，铅元素就以渣或烟灰的形式形成副产品。

含铅冶炼危废的特点

1、由于冶炼危废的成分复杂、种类多样且含铅品位波动大，使得其处理过程变得极为困难，需要采用先进的技术和方法进行安全处置。

2、未经妥善处理的冶炼危废会对土壤、水源和空气造成长期污染，影响生态系统平衡，甚至危害人类健康。

含铅固废综合回收工艺及设备思路

2.1 利润来源

随着主金属市场技术提升，循环率越来越高，使得主金属带来的直接利润率越来越低，提升综合回收能力，成为了利润的重要来源点。

对于废铅酸蓄电池，除了尽可能提高主金属回收率，同时尽可能的回收废铅酸蓄电池中的硫、锑、铋、锡等元素，尽可能回收塑料、铜头等铅酸蓄电池的结构组件。

对于含铅冶炼危废，尽可能将该危废中的有色金属全面回收，包括铅、锌、金、银、锑、铋、铜等有色金属，和硫、汞、硒等其他元素。

通过一系列物理和化学方法，尽可能将所有元素得以循环。

2.2 工艺思路——废铅酸蓄电池综合回收主要工艺

废铅酸蓄电池通过自动拆解后，拆解为板栅、铅膏、塑料、电解液。板栅经过低温熔炼后产出粗铅，用于配合金；塑料通过水力分选、色选、拉丝后用于制作新铅酸蓄电池；废电解液中和处理。

铅膏通过富氧侧吹炉熔炼，产出粗铅、水淬渣和烟气，硫在烟气中，以硫酸的形式回收，水淬渣为一般固废外售。

粗铅通过精炼后产出火法精炼，返回蓄电池厂生产铅酸蓄电池。

火法精炼过程中产出的浮渣，通过转炉和真空炉回收锡、锑、铋金属。

将各类不同的含多金属的冶炼危废，通过一系列冶炼方法，包括湿法、火法、真空法等，将各种金属提取出来，最终的尾渣为一般固废。

产品包括了：粗汞、冰铜、粗锡、析出铅、次氧化锌、金锭、银锭、铋锭、锑锭（或三氧化二锑)、硫酸等。

若原料中存在铂、钯、铑、硒等金属，也可通过工艺设计提取出来。

2.3 装备思路

无论是废铅酸蓄电池回收，还是含铅冶炼危废综合回收，核心熔炼设备多采用富氧侧吹炉。

2.3 装备思路——富氧侧吹炉

一、炉型特点

1、富氧侧吹炉使用的是铜水套，鼓风炉使用的是钢水套；

2、富氧侧吹炉使用的喷嘴是能够耐受氧气浓度大于65%富氧的特殊喷嘴，喷嘴内有水管进行水冷保护，而鼓风炉使用的是普通烧嘴，只能耐受氧气浓度小于28%的富氧。

3.支撑结构不同。鼓风炉由于使用的是钢水套，相对较轻，所以是整体支撑结构，靠基础支撑；富氧侧吹炉使用的是铜水套，重量大，每块铜水套都不靠炉体基础支撑，而是靠炉体周围升起的钢结构立柱支撑。

二、工艺特点

生产过程中，鼓风炉内为料柱形式，炉底部为强度大、透气性好的焦炭，进入炉内的物料为严苛控制硅、铁、钙比例，透气性好的烧结块，下部焦炭，上部烧结块逐步堆积，形成料柱。富氧侧吹炉内没有料柱，进入炉内的物料很快熔化，形成熔体，没有明显固体层，所以富氧侧吹炉为典型熔池熔炼炉。富氧侧吹炉这一特性决定了反应速率快，能耗低，床能率高。造成两个炉子这方面的区别主要原因为：

（1）、铜水套的导热能力远比钢水套高，所以富氧侧吹炉内温度比鼓风炉更加均匀。鼓风炉只有在焦点区温度达到1300℃，约往上温度越低，到直升烟道顶部温度只有500℃；而富氧侧吹炉直升烟道顶部，二次风口下的温度还有1000℃。由于富氧侧吹炉内温度高，且均匀，进入炉内的物料可以迅速熔化变为熔体。

（2）、富氧侧吹炉吹入的是60%浓度以上的富氧，而鼓风炉吹入的是普通压缩风或者最多富集到28%浓度的富氧。氧浓越高，反应效率越快，所以进入富氧侧吹炉的物料能够迅速熔化变为熔体，而鼓风炉内的物料只能逐步熔化。

三、其他特点

1、使用寿命长

由于铜的导热非常好，导致在生产过程中，铜水套上可以迅速挂渣，这层渣很好的保护了铜水套，而钢水套的挂渣效应远低于铜水套，所以富氧侧吹炉的铜水套使用周期远长于鼓风炉的钢水套。

2、富氧浓度高

一方面，由于铜水套的挂渣效应好，氧化效应比钢水套小，所以铜水套可以耐受高浓度的富氧喷入后的高温；另一方面，由于喷嘴的设计不同，富氧侧吹炉喷嘴内有水管进行水冷保护，而鼓风炉喷嘴为普通喷嘴，无法耐受高浓度富氧喷入后的高温。两方面决定了富氧侧吹炉可以喷入60%以上的富氧，而鼓风炉只能鼓入最高不超过28%的富氧。

3.烟气量小

由于富氧侧吹炉喷入的是高于60%的富氧，所以很小的鼓入量就可满足冶炼需求，而鼓风炉只能喷入不高于28%的富氧，所以鼓入的风量就很大。富氧侧吹炉鼓入风量远小于鼓风炉小，所以烟气量也远小于鼓风炉。

4.燃料和还原剂灵活调整

由于富氧侧吹炉为熔池熔炼炉，不存在料柱支撑和透气性要求所以不需要昂贵的焦炭作为燃料和还原剂，只需要价格便宜的无烟煤粒，作为燃料和还原剂，而鼓风炉为了支撑料柱，保证透气性，必须使用焦炭作为燃料和还原剂。

5.进炉物料为粒料

由于富氧侧吹炉为熔池熔炼炉，进入的物料可以迅速熔化，所以对进炉物料的水份、硅铁钙比、形态要求不高，原料适应性好；而鼓风炉必须维持料柱，所以进入的物料必须为透气性好、大小适合的烧结块，对硅铁钙比要求严格，原料适应性差。

2.3 装备思路——转炉

1. 适用于多种物料的还原提取，如锑、锡、金、银、铋等

2. 适用于原料处理量不大的金属

3. 操作简单

2.3 装备思路——烟化炉

烟化炉可高效处理含锡小于8%的含锡物料，处理完毕的尾渣，渣含锡可以控制在0.2%以下。其直收率得到了客户的广泛认可。

2.4 有效压缩运行成本——燃料改进

焦炭

焦炭可以做发热剂，促进炼铅炉内的反应发生，使得内部物质融化，还可以做还原剂，焦炭中的固定碳和它燃烧后产生的CO以及H2与铅矿石中的各级氧化物反应后，将铅还原出来。

但有以下弊端：

1）燃烧产生的CO₂释放到大气中会增加大气中CO₂浓度，使温室效应加重；

2）会产生SO₂、CO、NOX及烟尘等有害物质。

煤：

多数情况焦炭价格是燃料煤价格的1.5-2倍以上。在某实际生产中,焦炭价格约为3000元/t,燃料煤价格1800元/t。

但有以下弊端：

1）直接燃煤会污染环境，引发酸雨、温室效应和光化学烟雾；

2）会产生SO₂、CO、NOX及烟尘等有害物质。

天然气：

天然气与煤相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长炉子的使用寿命，也有利于减少维修费用的支出。天然气作为一种清洁能源，能减少SO2和粉尘排放量近100%，减少CO2排放量60%和NOX排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。

2.4 有效压缩运行成本——燃料改进

2.4 有效压缩运行成本——能源管理

主工艺系统内部的热量使用

主工艺系统外部的热量使用：利用蒸汽进行余热发电，外卖蒸汽。

其他的余热使用方式：利用蒸汽拖动电机、利用蒸汽或其他余热进行废盐蒸发。

2.4 提升自动化水平 —— 局部自动化或半自动化改造

2.4 提升自动化水平 —— 全系统DCS控制

拥有全系统DCS控制设置以及工业大屏。

2.5 降低环保风险——废气处理

烟气通过直升烟道、余热锅炉、电收尘、烟气净化、制酸系统、脱硝系统、电除雾等深度处理，最终尾排烟气各种污染因子均低于国家排放要求。

2.5 降低环保风险——废水处理

废水通过除重金属、降低硬度、膜处理产出的中水和淡水回到系统使用，浓水则通过三效蒸发（或MVR）蒸发，无工业废水外排

2.5 降低环保风险——废渣处理

原料为危废，通过在以富氧侧吹炉为核心设备的工艺系统综合回收和安全处置后，产出的最终尾渣为水淬渣，多次鉴定，均为一般固废。整体生产系统，仅有非常少量的二次危废产出，主要包括了少量烟道灰、少量废催化剂、少量废盐、少量中和渣。以年处理20万吨含铅危废系统为例，产出的二次危废不到1000t/a。

2.5 降低环保风险——刚性填埋

最终产出的少量危废，也不对外输出，而是通过自建刚性填埋场填埋，彻底杜绝二次危废外溢，解决了二次危废外溢存在的环保风险。

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