一種節(jié)能環(huán)保的再生鉛冶煉聯(lián)產(chǎn)紙漿技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種節(jié)能環(huán)保的再生鉛冶煉聯(lián)產(chǎn)紙漿技術(shù)，其特征是把廢鉛酸蓄電池鉛再生冶煉與造紙生產(chǎn)聯(lián)合，把粗鉛冶煉爐煙氣余熱回收作為紙漿生產(chǎn)的熱源，利用強(qiáng)堿性造紙黑液洗滌鉛冶煉煙氣吸收CO2及煙氣中微量的SO2、NxO，獲得碳酸鈉溶液并用于鉛膏碳化，利用造紙黑液中和拆解廢電池產(chǎn)生的廢酸；黑液洗滌煙氣、中和廢硫酸液后得到硫酸鈉溶液合并，用石灰苛化得到NaOH溶液返回造紙工段。本發(fā)明的技術(shù)實(shí)現(xiàn)鉛冶煉和紙漿生產(chǎn)廢水、廢氣的閉路循環(huán)，不僅利用了再生鉛冶煉爐煙氣余熱，而且造紙制漿的堿性與再生鉛的酸性廢液相互中和，以廢治廢解決了再生鉛冶煉和造紙生產(chǎn)兩個產(chǎn)業(yè)廢液處理的技術(shù)難題。
【專利說明】一種節(jié)能環(huán)保的再生鉛冶煉聯(lián)產(chǎn)紙漿技術(shù)
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢鉛酸電池鉛再生冶煉、造紙、節(jié)能降耗、環(huán)境污染控制等交叉領(lǐng)域。

二、【背景技術(shù)】
[0002]鉛酸蓄電池應(yīng)用十分廣泛，主要包括汽車啟動電池、通信電池、電動自行車動力電池、礦山等照明電池。2013年我國鉛酸蓄電池產(chǎn)量達(dá)到2.05億千伏安時，同比增長15.4%。鉛酸蓄電池產(chǎn)量位居世界第一位。2013年度我國鉛酸蓄電池銷售收入達(dá)到1177億元，遠(yuǎn)高于鋰離子電池的全年590億元銷售額，仍然是電池行業(yè)的老大。整個鉛酸蓄電池行業(yè)全年工業(yè)總產(chǎn)值已超億元規(guī)模。
[0003]根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2011年全年共產(chǎn)精鉛317.97萬噸。而2013年我國精鉛產(chǎn)量達(dá)到468萬噸，增長迅速。其中原生鉛產(chǎn)量為319.8萬噸，再生鉛產(chǎn)量為148.2萬噸。根據(jù)鉛酸蓄電池產(chǎn)量計(jì)算以及行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國鉛酸蓄電池生產(chǎn)每年消耗鉛250萬噸左右。對比我國精鉛產(chǎn)量、再生鉛產(chǎn)量和鉛酸蓄電池耗鉛量可以看出，我國鉛酸蓄電池消耗鉛占精鉛產(chǎn)量的一半以上，再生鉛僅占鉛酸蓄電池消耗鉛的59%，鉛酸蓄電池的回收以及再生還任重道遠(yuǎn)。
[0004]我國再生鉛工業(yè)從50年代起步，近十年來取得了顯著進(jìn)展，產(chǎn)量迅速增長，已初步形成獨(dú)立產(chǎn)業(yè)。報(bào)廢鉛酸蓄電池資源化利用從以回收鉛為主要目的再生鉛冶煉逐步發(fā)展為所有組分的資源化利用，其中重點(diǎn)關(guān)注的還是再生鉛冶煉的清潔生產(chǎn)技術(shù)，如何最大限度消除鉛的污染。
[0005]廢鉛酸蓄電池生產(chǎn)再生鉛需要經(jīng)過以下關(guān)鍵工藝過程:拆解、分選、粗煉和火法精煉，這是第一代再生鉛生產(chǎn)技術(shù)，其中的拆解主要依靠人工拆解，存在拆解工藝落后、環(huán)境衛(wèi)生條件差、污染嚴(yán)重的問題，拆解后的分選也主要依賴人工，簡單分為塑料、鉛料(鉛泥和板刪)兩部分，鉛料直接加入反射爐冶煉，冶煉過程鉛回收率低、鉛塵和so2污染十分嚴(yán)重，產(chǎn)生冶煉爐渣量也十分巨大。
[0006]為了克服再生鉛生產(chǎn)過程中污染問題，在政府的督導(dǎo)下加大了環(huán)保治理的力度，逐步改變拆解、冶煉工藝，形成了目前的第二代再生鉛生產(chǎn)技術(shù)。第二代技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)了拆解的機(jī)械化，改善了勞動衛(wèi)生條件，但是拆解物料缺少全自動分選，還依靠人工輔助。冶煉爐主要是反射爐或者HX余熱噴煤側(cè)吹熔煉爐，不能連續(xù)生產(chǎn)，單爐生產(chǎn)能力小、能耗較高，普遍存在無組織排放。由于冶煉爐不連續(xù)作業(yè)，出鉛除渣頻繁，鉛煙收集困難，煙氣溢出量大，造成污染大。工人作業(yè)環(huán)境差，翻料、出鉛渣溫度特別高，逸出煙氣量又大，拆解產(chǎn)生的硫酸霧無組織排放，直接影響工人的身體健康。采用噴煤粉冶煉爐，S0JP煙塵排放量大，難以實(shí)現(xiàn)污染物排放量削減。鉛膏用工業(yè)碳化鈉碳化脫硫，冶煉成本居高不下，冶煉固體廢物含鉛高，處置困難并付出昂貴代價(jià)。
[0007]由于鉛是毒害較大的重金屬元素，各類產(chǎn)品中的限量和環(huán)境排放要求十分嚴(yán)格。雖然有煙氣治理、廢水處理、冶煉爐改進(jìn)等各類生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)和環(huán)保措施，復(fù)雜的煙氣處理系統(tǒng)導(dǎo)致滿足再生鉛冶煉環(huán)保就會導(dǎo)致企業(yè)利潤率低下、難以生存，反過來又導(dǎo)致了企業(yè)為了追求利益而放寬了排放，存在很大的生態(tài)安全隱患。同時冶煉煙氣潛藏巨大的余熱潛能，未能得到有效利用。拆解電池排出的廢酸液因含鉛，到目前為止沒有找到合適的用途，成為很難處置的強(qiáng)酸液體。
[0008]造紙也是能耗大污染嚴(yán)重的行業(yè)，在很多地區(qū)受到嚴(yán)格的限制。造紙制漿主要的能耗是蒸煮加熱和干燥工段的能耗。其中最大的問題是造紙黑液堿度大、C0D濃度高、顏色深、很難處理，堿回收工藝復(fù)雜成本高，尤其是草漿黑液更難處理，成為制約草漿造紙的瓶頸。
[0009]按照目前紙張使用的發(fā)展速度，到2030年僅我國紙張消耗量就是目前全球紙張消耗量的2倍。木材纖維資源短缺是世界紙業(yè)發(fā)展的瓶頸，立足于秸桿材纖維是全國造紙行業(yè)的不二選擇。
[0010]各級部門花了大量行政資源也無法完全禁止農(nóng)民焚燒秸桿，不僅影響社會和諧，而且大量碳排放形成了嚴(yán)重的污染。一方面是木漿、廢紙資源日益減少，另一方面是秸桿廣泛焚燒造成大氣污染。面對這樣的兩難境地，改造草纖維堿法制漿工藝，全面解決秸桿造紙的環(huán)保問題是造紙行業(yè)唯一的出路。發(fā)展草漿造紙技術(shù)，可以一舉解決秸桿焚燒的難題。采用新型環(huán)保草漿造紙工藝進(jìn)行造紙，既可以充分利用本地的秸桿資源優(yōu)勢，減少秸桿焚燒所帶來的碳排放，減少空氣污染，同時也能大幅提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，大幅增加企業(yè)就業(yè)人數(shù)，增加農(nóng)民收入。
[0011]公開專利CN02138405公開了一種聯(lián)合根治造紙黑液與冶煉煙塵的方法。采用造紙黑液治理鉛冶煉煙塵，具體措施之一是把造紙黑液送入蒸發(fā)塔自塔頂向下噴淋，鉛冶煉煙氣進(jìn)入蒸發(fā)塔自下而上流動，利用煙氣熱量蒸發(fā)濃縮黑液得到固體，該固體主要是黑液中的溶解組分木質(zhì)素和硅化合物、冶煉爐煙塵組分、煙氣中S02、0)2與黑液中堿反應(yīng)生成的碳酸鈉、硫酸鈉。具體措施之二是把濃縮黑液得到的固體物質(zhì)加入到冶煉鉛的反射爐中，木質(zhì)素分解燃燒一氧化碳、二氧化碳，并生成上層為硫酸鈉、碳酸鈉的混合廢渣，下層為可回收利用的金屬鉛、銻。然而，硫酸鈉在反射爐內(nèi)會還原分解產(chǎn)生大量so2，碳酸鈉在反射爐內(nèi)與蒸發(fā)黑液木質(zhì)素固體中硅化合后分解釋放出co2，并形成硅酸鈉熔融物；更為嚴(yán)重的是，當(dāng)把生成的硫酸鈉、碳酸鈉混合廢渣與沉淀池中清水一同進(jìn)入苛化反應(yīng)池，加入石灰進(jìn)行苛化反應(yīng)生成硫酸鈣、亞硫酸鈣沉渣，回收應(yīng)用于造紙的氫氧化鈉水溶液，冶煉爐鉛塵在這個過程中不僅部分進(jìn)入了再生堿液，主要進(jìn)入了硫酸鈣、亞硫酸鈣沉渣，不僅導(dǎo)致鉛的丟失，而且使硫酸鈣、亞硫酸鈣沉渣含鉛高，成為難以處理的廢物。當(dāng)用苛化反應(yīng)產(chǎn)生的殘留有氫氧化鈉的硫酸鈣、亞硫酸鈣沉渣用廢電池中的硫酸進(jìn)行中和,使其呈中性,生成的中性沉渣與廢電池中的柵板、石棉混合為建材。具體措施之三是把來自蒸發(fā)塔的以水蒸氣為主的混合氣體經(jīng)冷凝塔冷凝生成水溶液排入沉淀池，沉淀池中出水回收用于造紙生產(chǎn)，完成一次循環(huán)。該步驟的其缺點(diǎn)是沉淀池的出水難免含鉛，直接用于造紙會污染紙漿。

三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明針對廢鉛酸蓄電池再生鉛冶煉、造紙生產(chǎn)存在的突出問題和特點(diǎn)，以及現(xiàn)有再生鉛冶煉聯(lián)產(chǎn)造紙技術(shù)存在的缺陷，考慮到再生鉛冶煉、造紙生產(chǎn)的熱能互補(bǔ)，廢液、廢水、廢氣相互中和，污染相互沖抵轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏觅Y源，把廢鉛酸蓄電池鉛再生冶煉與造紙生產(chǎn)聯(lián)合、耦合，同時保證紙漿產(chǎn)品和堿再生副產(chǎn)品石膏不受到鉛污染，發(fā)明一種節(jié)能環(huán)保的再生鉛冶煉聯(lián)產(chǎn)紙漿的技術(shù)方法。
[0013]本發(fā)明解決技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案:
[0014]本發(fā)明節(jié)能環(huán)保的再生鉛冶煉聯(lián)產(chǎn)紙漿技術(shù)，其特征在于按如下步驟進(jìn)行:
[0015](1)把秸桿擠壓、切短獲得小于50mm的秸桿顆粒物；以工業(yè)燒堿為原料配制初次生產(chǎn)所用的質(zhì)量濃度為3?6%的燒堿溶液；
[0016]把所述秸桿顆粒物和所述燒堿溶液按照1:3?1:6的重量比加入到制漿蒸煮反應(yīng)罐內(nèi)；
[0017]以低壓余熱鍋爐所產(chǎn)生的低壓蒸汽作為熱源通入到所述制漿蒸煮反應(yīng)罐內(nèi)加熱，將所述秸桿顆粒物用所述燒堿溶液在90?130°C下蒸煮30?240分鐘；
[0018]把完成蒸煮過程后得到的漿料進(jìn)行離心分離，所得固體用占漿料體積50%的清水離心洗滌并干燥，得紙漿(所得紙漿可用于銷售)；所得液體與洗滌固體后的洗滌液合并，即得造紙黑液，將其輸送至造紙黑液儲池中；
[0019](2)把廢鉛酸蓄電池在密閉拆解車間用自動破碎分選設(shè)備拆解，首先把廢鉛酸蓄電池輸送進(jìn)入一級破碎裝置，廢鉛酸蓄電池中硫酸殘液以及噴淋廢鉛酸蓄電池的洗滌液構(gòu)成拆解廢酸液流入廢酸液儲池；
[0020]把去除硫酸殘液后的廢鉛酸蓄電池輸送到水力分選器，分離得到鉛膏和粗大固體；把粗大固體二級破碎分選得到板刪、重質(zhì)塑料、輕質(zhì)塑料、隔板；鉛膏輸送到出料倉以備碳化處理，板刪直接作為合金鉛熔煉爐料(所得重質(zhì)塑料和輕質(zhì)塑料可用于銷售)；
[0021](3)把部分造紙黑液首先經(jīng)過噴淋洗滌塔洗滌換熱后鉛冶煉煙氣，吸收煙氣中C02及微量的S0#p N x0,獲得富含碳酸鈉的溶液，稱為碳酸鈉溶液；
[0022]將鉛膏和碳酸鈉溶液按照鉛膏中硫酸鉛與碳酸鈉溶液中C0廣的摩爾比為1:1.1?1:1.2進(jìn)行配料后加入到碳化脫硫反應(yīng)罐中，攪拌反應(yīng)1?4h，使鉛膏碳化；
[0023]鉛膏碳化后的反應(yīng)液用壓濾機(jī)固液分離，所得固體為碳酸鉛，所得液體為富含硫酸鈉的鹽溶液，排入硫酸鈉溶液儲池；
[0024](4)把鉛膏碳化得到碳酸鉛10份與灰分小于5%的精煤或者焦炭1份、造紙黑液洗滌換熱后鉛冶煉煙氣和中和廢酸液得到的固體含鉛木質(zhì)素1份混合配料成為鉛冶煉原料并成型，使用低壓余熱鍋爐所產(chǎn)生的低壓蒸汽干燥后連續(xù)輸送到燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐中，使用換熱后鉛冶煉煙氣經(jīng)造紙黑液洗滌后的剩余還原性氣體和天然氣作為燃料，使用純氧助燃，進(jìn)行鉛冶煉；
[0025]其中的精煤或者焦炭作為還原劑，碳酸鉛分解后與氧化鉛一道被還原為液體金屬鉛從燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐下部連續(xù)排出，澆注后得到再生粗鉛；
[0026]冶煉渣從燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐上部連續(xù)排出，經(jīng)水淬后得到的冶煉爐渣用于輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土骨料；
[0027](5)鉛冶煉過程中產(chǎn)生的鉛冶煉煙氣首先通過低壓余熱鍋爐換熱回收余熱，產(chǎn)生低壓蒸汽和換熱后鉛冶煉煙氣，其中低壓蒸汽用于步驟(1)蒸煮秸桿顆粒物時的加熱過程和步驟(4)鉛冶煉原料的干燥，低壓余熱鍋爐換熱管設(shè)為兩個獨(dú)立的換熱室，通過閥門進(jìn)行切換，當(dāng)換熱管表面因積聚煙塵而降低熱效率30%以上時，切換煙氣進(jìn)入到另外一套換熱管系統(tǒng)，待停止使用的換熱室溫度緩慢降低到70°C以下時，用高壓水噴射清洗換熱管外表面的煙塵10分鐘，自然干燥后備用；
[0028](6)通過低壓余熱鍋爐的換熱后鉛冶煉煙氣在噴淋洗滌塔中用造紙黑液洗滌吸收其中的C02及微量S0 2和N x0污染物，獲得固液混合物和剩余還原性氣體(剩余還原性氣體中主要是C0，其中固體的產(chǎn)生是因?yàn)樵旒埡谝何誄02導(dǎo)致堿度降低，使得造紙黑液中的木質(zhì)素析出)；
[0029]對固液混合物進(jìn)行固液分離后，所得固體含鉛木質(zhì)素脫水后用于步驟(4)鉛冶煉原料的配料，所得液體即為步驟(3)中用于鉛膏碳化的碳酸鈉溶液；剩余還原性氣體返回燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐中作為鉛冶煉的燃料；
[0030](7)將另一部分造紙黑液與步驟(2)中產(chǎn)生的拆解廢酸液按照堿度與酸度等當(dāng)量輸送到中和反應(yīng)池中，中和后靜置1?2h，造紙黑液中溶解的木質(zhì)素析出，獲得固液混合物，固液分離后，所得固體含鉛木質(zhì)素脫水后用于步驟(4)鉛冶煉原料的配料，所得液體為硫fe納溶液，儲備在硫fe納溶液儲池中用于荀化再生喊溶液；
[0031](8)向混合儲存在硫酸納溶液儲池中的步驟(7)造紙黑液中和拆解廢酸液廣生的硫酸鈉溶液和步驟(3)鉛膏碳化產(chǎn)生的富含硫酸鈉的鹽溶液中加入溶液中鉛離子2倍當(dāng)量的硫化鈉溶液，攪拌反應(yīng)10分鐘，然后靜置沉淀1小時或過濾以去除溶液中的鉛離子；將所得含鉛沉淀用于步驟(4)鉛冶煉原料的配料，以避免鉛流失，將除鉛后硫酸鈉溶液輸送到苛化反應(yīng)池中，按照除鉛后硫酸鈉溶液中硫酸鈉與石灰乳中鈣離子摩爾比1:1的比例投加石灰乳，攪拌反應(yīng)1?2h后靜置1?2h，固液分離，固體石膏脫水后用于建筑材料，溶液輸送到堿液儲槽，作為步驟(1)中的燒堿溶液。
[0032]本發(fā)明節(jié)能環(huán)保的再生鉛冶煉聯(lián)產(chǎn)紙漿技術(shù)，把廢鉛酸蓄電池鉛再生冶煉與造紙聯(lián)合生產(chǎn)，并按照聯(lián)合生產(chǎn)中酸堿中和物料平衡原則，進(jìn)行鉛冶煉和造紙生產(chǎn)規(guī)模的匹配耦合，以廢鉛酸蓄電池為再生鉛冶煉原料，天然氣為燃料，精煤或焦炭為還原劑，石灰為堿再生苛化劑，秸桿為造紙?jiān)?，再生鉛冶煉聯(lián)產(chǎn)紙漿得到再生粗鉛、合金鉛、紙漿，副產(chǎn)石膏、冶煉爐渣、廢舊塑料。本發(fā)明的主要技術(shù)點(diǎn)在于:
[0033]把鉛冶煉時燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐排出的高溫?zé)煔馔ㄟ^低壓余熱鍋爐換熱獲得的低壓蒸汽作為紙漿生產(chǎn)蒸煮、干燥工藝過程的熱源；
[0034]使用燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐作為冶煉爐進(jìn)行再生鉛的冶煉，把鉛膏碳化得到的碳酸鉛與精煤或焦炭、處理造紙黑液得到木質(zhì)素為主的固體廢物混合配料連續(xù)投入冶煉爐，以純氧助燃，以天然氣為燃料，以精煤、焦炭、木質(zhì)素為還原劑，冶煉獲得粗鉛；
[0035]把一部分紙漿生產(chǎn)形成的造紙黑液用于洗滌通過低壓余熱鍋爐的換熱后鉛冶煉煙氣，吸收煙氣中的0)2及微量的S02、Nx0獲得用于鉛膏碳化的碳酸鈉溶液，煙塵完全進(jìn)入洗滌液；
[0036]由于使用富氧雙側(cè)吹還原爐進(jìn)行再生鉛的冶煉，煙氣中組分除了 0)2及微量的S02、Nx0外，其它的組分是還原性氣體C0，在吸收煙氣中的0)2及微量的so2、nxo后，殘存氣體主要是C0，返回冶煉爐作為燃料，基本沒有外排煙氣，煙氣中的熱能基本轉(zhuǎn)換到吸收液中，實(shí)現(xiàn)了富氧側(cè)吹還原爐再生鉛冶煉爐氣的密閉循環(huán)，完全杜絕了粗鉛冶煉的煙氣污染；
[0037]利用另外一部分造紙黑液中和拆解廢鉛酸蓄電池得到的廢酸液，同時解決廢鉛酸蓄電池拆解廢酸液和造紙黑液處理難的問題；
[0038]把造紙黑液洗滌煙氣、中和廢硫酸液后得到硫酸鈉溶液合并，先用硫化鈉沉淀鉛，再用石灰苛化得到不含鉛的NaOH溶液返回造紙工段，實(shí)現(xiàn)造紙工段堿的再生，紙漿不會受到鉛污染，從而保證紙漿的質(zhì)量；
[0039]由于硫酸鈉溶液苛化鉛進(jìn)行了硫化物沉淀除鉛處理，副產(chǎn)物石膏也未受到鉛的污染，提高了石膏質(zhì)量，所產(chǎn)石膏可以安全用于建筑工業(yè)。
[0040]本發(fā)明再生鉛冶煉聯(lián)產(chǎn)紙漿技術(shù)方法有益之處體現(xiàn)在以下幾個方面:
[0041](1)本發(fā)明的再生鉛冶煉、造紙生產(chǎn)聯(lián)合工藝技術(shù)，把再生鉛冶煉煙氣的余熱作為造紙生產(chǎn)的熱源，實(shí)現(xiàn)能量的梯級利用、綜合利用；
[0042](2)利用造紙黑液洗滌鉛冶煉爐的煙氣，洗滌了鉛塵，而且吸收了煙氣中的0)2及微量的so2、nxo，獲得用于鉛膏碳化的碳酸鈉溶液，節(jié)省了鉛膏碳化對純堿的需求，大幅度降低了碳化脫硫成本；
[0043](3)利用造紙黑液中和拆解廢電池得到的廢酸液，解決了制約再生鉛生產(chǎn)的廢蓄電池廢酸液處置的難題和造紙黑液處理難的問題，以廢治廢解決了再生鉛冶煉和造紙生產(chǎn)兩個行業(yè)的技術(shù)難題和制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸問題；
[0044](4)造紙黑液洗滌鉛冶煉爐的煙氣、中和拆解廢酸液時，黑液中溶解的木質(zhì)素析出來成為固體，其中溶解的Si02也一并析出，懸浮液中還有從煙氣中洗滌下來的鉛塵，這些固體物質(zhì)在固液分離時都?xì)w并到固體木質(zhì)素中，作為再生鉛配料使用，木質(zhì)素發(fā)揮還原劑和燃料的作用實(shí)現(xiàn)利用，其中的鉛塵進(jìn)入冶煉爐得以回收，其中的硅等雜質(zhì)作為造渣劑進(jìn)入冶煉爐渣，提高爐渣中微量鉛的穩(wěn)定性。
[0045](5)鉛冶煉采用富氧雙側(cè)吹還原爐，煙氣基本由C0jPH20組成，含有很少量的S02、Nx0污染物、煙塵，煙氣經(jīng)過余熱鍋爐換熱冷卻，用堿性造紙黑液洗滌煙塵并吸收C02，轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徕c，為碳化提供了原料，幾乎沒有煙氣排放。
[0046](6)采用全封閉自動化的無污染廢鉛酸蓄電池拆解分選系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動拆解廢鉛酸蓄電池和機(jī)械分離塑料殼、鉛膏、板柵、連接頭、硬橡膠，全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動化，降低勞動強(qiáng)度；拆解車間維持微負(fù)壓，車間抽風(fēng)機(jī)排氣經(jīng)過洗滌處理，提高了環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量，完全消除了廢鉛酸蓄電池拆解過程中出現(xiàn)的酸、金屬污染問題，使廢鉛酸蓄電池的全部材料實(shí)現(xiàn)再循環(huán)利用；
[0047](7)碳化脫硫產(chǎn)生的硫酸鈉溶液以及洗滌煙氣產(chǎn)生的硫酸鈉溶液，在苛化之前添加硫化鈉沉淀劑，沉淀溶液中的鉛離子，經(jīng)過嚴(yán)格過濾后，硫酸鈉溶液鉛含量很低，而后用石灰乳苛化處理，再生堿液和副產(chǎn)石膏中鉛含量滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，再生堿液用于造紙、副產(chǎn)石膏用于建材不影響產(chǎn)品質(zhì)量，含鉛沉淀脫水后返回到冶煉爐；
[0048](8)造紙黑液洗滌煙氣、中和拆解廢酸液的過程中由于溶液pH由強(qiáng)堿性變?yōu)槿鯄A-弱酸性，溶解木質(zhì)素酸析沉淀出來，脫水后與碳酸鉛、煤(或焦炭)粉混合作成型為再生鉛冶煉爐料，木質(zhì)素即成為鉛冶煉的燃料和還原劑，實(shí)現(xiàn)資源化利用，化害為利；
[0049](9)余熱鍋爐換熱管設(shè)為兩個獨(dú)立的換熱室，通過閥門進(jìn)行切換，用高壓水噴射清洗換熱管外表面積聚的煙塵，提高換熱效率，大幅度提高了余熱鍋爐對煙氣余熱的回收效率；
[0050](10)采用從造紙黑液處理得到碳酸鈉完成鉛膏碳化脫硫，把再生鉛冶煉溫度從1300°C?1400°C降低到700°C?800°C，在消除鉛冶煉S02污染的同時，降低冶煉過程和鉛揮發(fā)損失，提高鉛回收率。
[0051](11)使用的冶煉爐為富氧雙側(cè)吹還原爐，以純氧助燃，以天然氣為燃料，以煤、焦炭、木質(zhì)素為還原劑，冶煉獲得粗鉛；煙氣中組分主要是co2、C0，很少量的隊(duì)以及微量的S02、Nx0污染物；經(jīng)過黑液洗滌吸收去除煙氣中的煙塵、0)2及微量的SO 2、Nx0污染物，剩余組分主要是還原氣體組分，以C0為主，返回冶煉爐作為燃料使用，或者作為紙漿干燥的加熱燃?xì)馐褂谩?br> [0052](12)本發(fā)明的方法突出特點(diǎn)是:第一，工藝流程中各個步驟分離出的含鉛固體，除了冶煉爐渣外，都返回到再生鉛冶煉爐配料系統(tǒng)，只有冶煉爐渣帶出很少部分的鉛，鉛回收率達(dá)到99.6%以上，徹底解決了鉛冶煉引起的鉛污染問題；第二，保證了造紙產(chǎn)品及副產(chǎn)品不受鉛污染。

四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0053]圖1為本發(fā)明再生鉛冶煉-造紙聯(lián)合生產(chǎn)工藝技術(shù)流程框圖。

五、【具體實(shí)施方式】
[0054]下面結(jié)合附圖1，非限定實(shí)施例敘述如下:
[0055](1)把秸桿擠壓、切短獲得小于50mm的秸桿顆粒物，以工業(yè)燒堿為原料配制初次生產(chǎn)所用的質(zhì)量濃度為4%的燒堿溶液；把制備好的秸桿顆粒物、燒堿溶液按照1:4重量比加入到制衆(zhòng)蒸煮反應(yīng)罐內(nèi)；
[0056]以鉛冶煉低壓余熱鍋爐所產(chǎn)生的低壓蒸汽作為熱源加熱，將秸桿顆粒物用燒堿溶液在120°C下蒸煮60min ；
[0057]把完成蒸煮過程后得到的漿料進(jìn)行離心分離，所得固體用占漿料體積50%的清水離心洗滌并干燥，得紙漿，紙漿干燥后銷售；
[0058]離心分離的液體連同離心洗滌液合并，即為造紙黑液輸送黑液儲池中備用再生鉛冶煉換熱后鉛冶煉煙氣洗滌處理和廢酸液中和處理；
[0059](2)把廢鉛酸蓄電池在密閉拆解車間用自動破碎分選設(shè)備拆解，首先把廢鉛酸蓄電池輸送進(jìn)入一級破碎裝置，電池中硫酸殘液流出，噴淋電池質(zhì)量50%的清水洗滌酸液，殘酸和洗滌液構(gòu)成拆解廢酸液流入廢酸液儲池；
[0060]把去除硫酸殘液后的廢鉛酸蓄電池輸送到水力分選器，分離得到鉛膏和粗大固體；把粗大固體二級破碎分選得到板刪、重質(zhì)塑料、輕質(zhì)塑料、隔板；鉛膏輸送到出料倉以備碳化處理，塑料外售，板刪直接作為合金鉛熔煉爐料；
[0061](3)把造紙黑液首先經(jīng)過噴淋洗滌塔洗滌換熱后鉛冶煉煙氣，吸收煙氣中0)2及微量的so2、nxo，獲得富含碳酸鈉的溶液，稱為碳酸鈉溶液；
[0062]將鉛膏和上述碳酸鈉溶液按照鉛膏中硫酸鉛與碳酸鈉溶液中C0廣的摩爾比為1:1.2進(jìn)行配料后加入到碳化脫硫反應(yīng)罐中，攪拌反應(yīng)2h，使鉛膏碳化，反應(yīng)后的固體用X射線粉末衍射分析硫酸鉛的特征衍射峰完全消失，表明碳化脫硫反應(yīng)進(jìn)行完全；
[0063]鉛膏碳化后的反應(yīng)液用壓濾機(jī)固液分離，獲得碳酸鉛固體作為鉛熔煉配料，脫硫溶液是富含硫酸鈉的鹽溶液，排入硫酸鈉溶液儲池；
[0064](4)把鉛膏碳化得到碳酸鉛10份與灰分小于5%的精煤1份、木質(zhì)素(造紙黑液洗滌換熱后鉛冶煉煙氣和中和廢酸液得到的固體)1份混合配料成為鉛冶煉原料并成型，使用低壓余熱鍋爐所產(chǎn)生的低壓蒸汽干燥后連續(xù)輸送到燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐中，使用換熱后鉛冶煉煙氣經(jīng)造紙黑液洗滌后的剩余還原性氣體和天然氣作為燃料，使用純氧助燃，進(jìn)行鉛冶煉；
[0065]其中的精煤和木質(zhì)素作為還原劑，碳酸鉛分解后與氧化鉛一道被還原為液體金屬鉛，從熔煉爐下部連續(xù)排出，澆注后得到鉛錠；
[0066]熔煉渣從燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐上部連續(xù)排出，經(jīng)水淬后得到的冶煉爐渣用于輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土骨料；
[0067](5)鉛冶煉過程中產(chǎn)生的鉛冶煉煙氣首先通過低壓余熱鍋爐換熱回收余熱，產(chǎn)生低壓蒸汽和換熱后鉛冶煉煙氣，其中余熱鍋爐換熱管設(shè)為兩個獨(dú)立的換熱室，通過閥門進(jìn)行切換，當(dāng)換熱管表面因積聚煙塵而降低熱效率30%以上時，切換煙氣進(jìn)入到另外一套換熱管系統(tǒng)，待停止使用的換熱室溫度緩慢降低到70°C以下時，用高壓水噴射清洗換熱管外表面的煙塵10分鐘，自然干燥后備用；
[0068]余熱鍋爐換熱產(chǎn)生的低壓蒸汽輸送到造紙車間和鉛冶煉配料車間，用于步驟(1)蒸煮秸桿顆粒物時的加熱過程和步驟(4)鉛冶煉原料的干燥；
[0069](6)通過余熱鍋爐的換熱后鉛冶煉煙氣在噴淋洗滌塔中用造紙黑液洗滌吸收其中的0)2及微量的so 2、nxo污染物，獲得以碳酸鈉為主的溶液，由于吸收co2降低堿度，導(dǎo)致溶解木質(zhì)素析出，固液分離，獲得固液混合物和剩余還原性氣體；對固液混合物進(jìn)行固液分離后，所得固體含鉛木質(zhì)素脫水后用于步驟(4)鉛冶煉原料的配料，所得液體即為步驟(3)中用于鉛膏碳化的碳酸鈉溶液；剩余還原性氣體返回燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐中作為鉛冶煉的燃料；
[0070]經(jīng)過造紙黑液洗滌吸收去除煙氣中的煙塵、0)2及微量的S0 2、Nx0污染物，剩余組分主要是C0，返回冶煉爐作為燃料使用。
[0071](7)把一部分造紙黑液與步驟(2)中產(chǎn)生的拆解廢酸液按照堿度與酸度等當(dāng)量輸送到中和反應(yīng)池中，中和后靜置2h，造紙黑液中溶解的木質(zhì)素析出，獲得固液混合物，固液分離后，固體含鉛木質(zhì)素脫水后用于鉛冶煉原料的配料，所得液體為硫酸鈉溶液，儲備在硫酸鈉溶液儲池中用于苛化再生堿溶液；
[0072](8)向混合儲存在硫酸納溶液儲池中的步驟(7)造紙黑液中和拆解廢酸液廣生的硫酸鈉溶液和步驟(3)鉛膏碳化產(chǎn)生的富含硫酸鈉的鹽溶液中加入溶液中鉛離子2倍當(dāng)量的硫化鈉溶液，攪拌反應(yīng)lOmin，靜置沉淀lh去除溶液中的鉛離子。將所得含鉛沉淀用于步驟(4)鉛冶煉原料的配料，以避免鉛流失，把上層清液輸送到苛化反應(yīng)池中，按照溶液中硫酸鈉與石灰乳中鈣離子摩爾比1:1的比例投加石灰乳，攪拌反應(yīng)lh后靜置2h，固液分離，固體石膏脫水后用于建筑材料，溶液為再生燒堿溶液輸送到堿液儲槽，作為造紙制漿的原料。
[0073]本發(fā)明的主要生產(chǎn)原料為:廢鉛酸蓄電池一再生鉛原料；天然氣、精煤一燃料和還原劑；石灰一堿再生苛化劑；秸桿一造紙?jiān)?。主要產(chǎn)品:再生粗鉛一精鉛和合金鉛原料；紙漿一造紙?jiān)?；石膏一副產(chǎn)品；冶煉爐渣一副產(chǎn)品。每噸紙漿生產(chǎn)成本降低30%以上，再生鉛冶煉鉛、S02、Nx0污染得到控制，較單獨(dú)碳化法鉛冶煉減少碳排放70%，治污成本降低50%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)能環(huán)保的再生鉛冶煉聯(lián)產(chǎn)紙漿技術(shù)，其特征在于按如下步驟進(jìn)行: (1)把秸桿擠壓、切短獲得小于50mm的秸桿顆粒物；以工業(yè)燒堿為原料配制初次生產(chǎn)所用的質(zhì)量濃度為3?6%的燒堿溶液； 把所述秸桿顆粒物和所述燒堿溶液按照1:3?1:6的重量比加入到制漿蒸煮反應(yīng)罐內(nèi)； 以低壓余熱鍋爐所產(chǎn)生的低壓蒸汽作為熱源通入到所述制漿蒸煮反應(yīng)罐內(nèi)加熱，將所述秸桿顆粒物用所述燒堿溶液在90?130°C下蒸煮30?240分鐘； 把完成蒸煮過程后得到的漿料進(jìn)行離心分離，所得固體用占漿料體積50%的清水離心洗滌并干燥，得紙漿；所得液體與洗滌固體后的洗滌液合并，即得造紙黑液，將其輸送至造紙黑液儲池中； (2)把廢鉛酸蓄電池在密閉拆解車間用自動破碎分選設(shè)備拆解，首先把廢鉛酸蓄電池輸送進(jìn)入一級破碎裝置，廢鉛酸蓄電池中硫酸殘液以及噴淋廢鉛酸蓄電池的洗滌液構(gòu)成拆解廢酸液流入廢酸液儲池； 把去除硫酸殘液后的廢鉛酸蓄電池輸送到水力分選器，分離得到鉛膏和粗大固體；把粗大固體二級破碎分選得到板刪、重質(zhì)塑料、輕質(zhì)塑料、隔板；鉛膏輸送到出料倉以備碳化處理，板刪直接作為合金鉛熔煉爐料； (3)把部分造紙黑液首先經(jīng)過噴淋洗滌塔洗滌換熱后鉛冶煉煙氣，吸收煙氣中0)2及微量的SOJP N x0,獲得富含碳酸鈉的溶液，稱為碳酸鈉溶液； 將鉛膏和碳酸鈉溶液按照鉛膏中硫酸鉛與碳酸鈉溶液中CO廣的摩爾比為1:1.1?1:1.2進(jìn)行配料后加入到碳化脫硫反應(yīng)罐中，攪拌反應(yīng)I?4h，使鉛膏碳化； 鉛膏碳化后的反應(yīng)液用壓濾機(jī)固液分離，所得固體為碳酸鉛，所得液體為富含硫酸鈉的鹽溶液，排入硫酸鈉溶液儲池； (4)把鉛膏碳化得到碳酸鉛10份與灰分小于5%的精煤或者焦炭I份、造紙黑液洗滌換熱后鉛冶煉煙氣和中和拆解廢酸液得到的固體含鉛木質(zhì)素I份混合配料成為鉛冶煉原料并成型，使用低壓余熱鍋爐所產(chǎn)生的低壓蒸汽干燥后連續(xù)輸送到燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐中，使用換熱后鉛冶煉煙氣經(jīng)造紙黑液洗滌后的剩余還原性氣體和天然氣作為燃料，使用純氧助燃，進(jìn)行鉛冶煉； 其中的精煤或者焦炭作為還原劑，碳酸鉛分解后與氧化鉛一道被還原為液體金屬鉛從燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐下部連續(xù)排出，澆注后得到再生粗鉛； 冶煉渣從燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐上部連續(xù)排出，經(jīng)水淬后得到的冶煉爐渣用于輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土骨料； (5)鉛冶煉過程中產(chǎn)生的鉛冶煉煙氣首先通過低壓余熱鍋爐換熱回收余熱，產(chǎn)生低壓蒸汽和換熱后鉛冶煉煙氣，其中低壓蒸汽用于步驟(I)蒸煮秸桿顆粒物時的加熱過程和步驟(4)鉛冶煉原料的干燥； (6)通過低壓余熱鍋爐的換熱后鉛冶煉煙氣在噴淋洗滌塔中用造紙黑液洗滌吸收其中的CO2及微量SO 2和N x0污染物，獲得固液混合物和剩余還原性氣體； 對固液混合物進(jìn)行固液分離后，所得固體含鉛木質(zhì)素脫水后用于步驟(4)鉛冶煉原料的配料，所得液體即為步驟(3)中用于鉛膏碳化的碳酸鈉溶液；剩余還原性氣體返回燃?xì)飧谎蹼p側(cè)吹還原爐中作為鉛冶煉的燃料； (7)將另一部分造紙黑液與步驟(2)中產(chǎn)生的拆解廢酸液按照堿度與酸度等當(dāng)量輸送到中和反應(yīng)池中，中和后靜置I?2h，造紙黑液中溶解的木質(zhì)素析出，獲得固液混合物，固液分離后，所得固體含鉛木質(zhì)素脫水后用于步驟(4)鉛冶煉原料的配料，所得液體為硫酸納溶液，儲備在硫Ife納溶液儲池中用于荀化再生喊溶液； (8)向混合儲存在硫酸納溶液儲池中的步驟(7)造紙黑液中和拆解廢酸液廣生的硫酸鈉溶液和步驟(3)鉛膏碳化產(chǎn)生的富含硫酸鈉的鹽溶液中加入溶液中鉛離子2倍當(dāng)量的硫化鈉溶液，攪拌反應(yīng)10分鐘，然后靜置沉淀I小時或過濾以去除溶液中的鉛離子；將所得含鉛沉淀用于步驟(4)鉛冶煉原料的配料，將除鉛后硫酸鈉溶液輸送到苛化反應(yīng)池中，按照除鉛后硫酸鈉溶液中硫酸鈉與石灰乳中鈣離子摩爾比1:1的比例投加石灰乳，攪拌反應(yīng)I?2h后靜置I?2h，固液分離，固體石膏脫水后用于建筑材料，溶液輸送到堿液儲槽，作為步驟(I)中的燒堿溶液。
【文檔編號】C22B13/00GK104498716SQ201410706806
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】陳天虎, 劉海波, 謝巧勤, 朱承駐 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)