一种节能环保的再生铅冶炼联产纸浆技术制造技术

本发明专利技术公开了一种节能环保的再生铅冶炼联产纸浆技术，其特征是把废铅酸蓄电池铅再生冶炼与造纸生产联合，把粗铅冶炼炉烟气余热回收作为纸浆生产的热源，利用强碱性造纸黑液洗涤铅冶炼烟气吸收CO2及烟气中微量的SO2、NxO，获得碳酸钠溶液并用于铅膏碳化，利用造纸黑液中和拆解废电池产生的废酸；黑液洗涤烟气、中和废硫酸液后得到硫酸钠溶液合并，用石灰苛化得到NaOH溶液返回造纸工段。本发明专利技术的技术实现铅冶炼和纸浆生产废水、废气的闭路循环，不仅利用了再生铅冶炼炉烟气余热，而且造纸制浆的碱性与再生铅的酸性废液相互中和，以废治废解决了再生铅冶炼和造纸生产两个产业废液处理的技术难题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种节能环保的再生铅冶炼联产纸浆技术，其特征是把废铅酸蓄电池铅再生冶炼与造纸生产联合，把粗铅冶炼炉烟气余热回收作为纸浆生产的热源，利用强碱性造纸黑液洗涤铅冶炼烟气吸收CO2及烟气中微量的SO2、NxO，获得碳酸钠溶液并用于铅膏碳化，利用造纸黑液中和拆解废电池产生的废酸；黑液洗涤烟气、中和废硫酸液后得到硫酸钠溶液合并，用石灰苛化得到NaOH溶液返回造纸工段。本专利技术的技术实现铅冶炼和纸浆生产废水、废气的闭路循环，不仅利用了再生铅冶炼炉烟气余热，而且造纸制浆的碱性与再生铅的酸性废液相互中和，以废治废解决了再生铅冶炼和造纸生产两个产业废液处理的技术难题。【专利说明】一种节能环保的再生铅冶炼联产纸浆技术 一、
本专利技术涉及废铅酸电池铅再生冶炼、造纸、节能降耗、环境污染控制等交叉领域。 二、
技术介绍
铅酸蓄电池应用十分广泛，主要包括汽车启动电池、通信电池、电动自行车动力电池、矿山等照明电池。2013年我国铅酸蓄电池产量达到2.05亿千伏安时，同比增长15.4%。铅酸蓄电池产量位居世界第一位。2013年度我国铅酸蓄电池销售收入达到1177亿元，远高于锂离子电池的全年590亿元销售额，仍然是电池行业的老大。整个铅酸蓄电池行业全年工业总产值已超亿元规模。 根据中国有色金属工业协会统计数据，2011年全年共产精铅317.97万吨。而2013年我国精铅产量达到468万吨，增长迅速。其中原生铅产量为319.8万吨，再生铅产量为148.2万吨。根据铅酸蓄电池产量计算以及行业统计数据，我国铅酸蓄电池生产每年消耗铅250万吨左右。对比我国精铅产量、再生铅产量和铅酸蓄电池耗铅量可以看出，我国铅酸蓄电池消耗铅占精铅产量的一半以上，再生铅仅占铅酸蓄电池消耗铅的59%，铅酸蓄电池的回收以及再生还任重道远。 我国再生铅工业从50年代起步，近十年来取得了显著进展，产量迅速增长，已初步形成独立产业。报废铅酸蓄电池资源化利用从以回收铅为主要目的再生铅冶炼逐步发展为所有组分的资源化利用，其中重点关注的还是再生铅冶炼的清洁生产技术，如何最大限度消除铅的污染。 废铅酸蓄电池生产再生铅需要经过以下关键工艺过程:拆解、分选、粗炼和火法精炼，这是第一代再生铅生产技术，其中的拆解主要依靠人工拆解，存在拆解工艺落后、环境卫生条件差、污染严重的问题，拆解后的分选也主要依赖人工，简单分为塑料、铅料(铅泥和板删)两部分，铅料直接加入反射炉冶炼，冶炼过程铅回收率低、铅尘和so2污染十分严重，产生冶炼炉渣量也十分巨大。 为了克服再生铅生产过程中污染问题，在政府的督导下加大了环保治理的力度，逐步改变拆解、冶炼工艺，形成了目前的第二代再生铅生产技术。第二代技术基本实现了拆解的机械化，改善了劳动卫生条件，但是拆解物料缺少全自动分选，还依靠人工辅助。冶炼炉主要是反射炉或者HX余热喷煤侧吹熔炼炉，不能连续生产，单炉生产能力小、能耗较高，普遍存在无组织排放。由于冶炼炉不连续作业，出铅除渣频繁，铅烟收集困难，烟气溢出量大，造成污染大。工人作业环境差，翻料、出铅渣温度特别高，逸出烟气量又大，拆解产生的硫酸雾无组织排放，直接影响工人的身体健康。采用喷煤粉冶炼炉，S0JP烟尘排放量大，难以实现污染物排放量削减。铅膏用工业碳化钠碳化脱硫，冶炼成本居高不下，冶炼固体废物含铅高，处置困难并付出昂贵代价。 由于铅是毒害较大的重金属元素，各类产品中的限量和环境排放要求十分严格。虽然有烟气治理、废水处理、冶炼炉改进等各类生产技术改进和环保措施，复杂的烟气处理系统导致满足再生铅冶炼环保就会导致企业利润率低下、难以生存，反过来又导致了企业为了追求利益而放宽了排放，存在很大的生态安全隐患。同时冶炼烟气潜藏巨大的余热潜能，未能得到有效利用。拆解电池排出的废酸液因含铅，到目前为止没有找到合适的用途，成为很难处置的强酸液体。 造纸也是能耗大污染严重的行业，在很多地区受到严格的限制。造纸制浆主要的能耗是蒸煮加热和干燥工段的能耗。其中最大的问题是造纸黑液碱度大、C0D浓度高、颜色深、很难处理，碱回收工艺复杂成本高，尤其是草浆黑液更难处理，成为制约草浆造纸的瓶颈。 按照目前纸张使用的发展速度，到2030年仅我国纸张消耗量就是目前全球纸张消耗量的2倍。木材纤维资源短缺是世界纸业发展的瓶颈，立足于秸杆材纤维是全国造纸行业的不二选择。 各级部门花了大量行政资源也无法完全禁止农民焚烧秸杆，不仅影响社会和谐，而且大量碳排放形成了严重的污染。一方面是木浆、废纸资源日益减少，另一方面是秸杆广泛焚烧造成大气污染。面对这样的两难境地，改造草纤维碱法制浆工艺，全面解决秸杆造纸的环保问题是造纸行业唯一的出路。发展草浆造纸技术，可以一举解决秸杆焚烧的难题。采用新型环保草浆造纸工艺进行造纸，既可以充分利用本地的秸杆资源优势，减少秸杆焚烧所带来的碳排放，减少空气污染，同时也能大幅提高企业的经济效益，大幅增加企业就业人数，增加农民收入。 公开专利CN02138405公开了一种联合根治造纸黑液与冶炼烟尘的方法。采用造纸黑液治理铅冶炼烟尘，具体措施之一是把造纸黑液送入蒸发塔自塔顶向下喷淋，铅冶炼烟气进入蒸发塔自下而上流动，利用烟气热量蒸发浓缩黑液得到固体，该固体主要是黑液中的溶解组分木质素和硅化合物、冶炼炉烟尘组分、烟气中S02、0)2与黑液中碱反应生成的碳酸钠、硫酸钠。具体措施之二是把浓缩黑液得到的固体物质加入到冶炼铅的反射炉中，木质素分解燃烧一氧化碳、二氧化碳，并生成上层为硫酸钠、碳酸钠的混合废渣，下层为可回收利用的金属铅、锑。然而，硫酸钠在反射炉内会还原分解产生大量so2，碳酸钠在反射炉内与蒸发黑液木质素固体中硅化合后分解释放出co2，并形成硅酸钠熔融物；更为严重的是，当把生成的硫酸钠、碳酸钠混合废渣与沉淀池中清水一同进入苛化反应池，加入石灰进行苛化反应生成硫酸钙、亚硫酸钙沉渣，回收应用于造纸的氢氧化钠水溶液，冶炼炉铅尘在这个过程中不仅部分进入了再生碱液，主要进入了硫酸钙、亚硫酸钙沉渣，不仅导致铅的丢失，而且使硫酸钙、亚硫酸钙沉渣含铅高，成为难以处理的废物。当用苛化反应产生的残留有氢氧化钠的硫酸钙、亚硫酸钙沉渣用废电池中的硫酸进行中和,使其呈中性,生成的中性沉渣与废电池中的栅板、石棉混合为建材。具体措施之三是把来自蒸发塔的以水蒸气为主的混合气体经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纸生产，完成一次循环。该步骤的其缺点是沉淀池的出水难免含铅，直接用于造纸会污染纸浆。 三、
技术实现思路
本专利技术针对废铅酸蓄电池再生铅冶炼、造纸生产存在的突出问题和特点，以及现有再生铅冶炼联产造纸技术存在的缺陷，考虑到再生铅冶炼、造纸生产的热能互补，废液、废水、废气相互中和，污染相互冲抵转变为有用资源，把废铅酸蓄电池铅再生冶炼与造纸生产联合、耦合，同时保证纸浆产品和碱再生副产品石膏不受到铅污染，专利技术一种节能环保的再生铅冶炼联产纸浆的技术方法。 本专利技术解决技术问题，采用如下技术方案: 本专利技术节能环保的再生铅冶炼联产纸浆技术，其特征在于按如下步骤进行: (1)把秸杆挤压、切短获得小于50mm的秸杆颗粒物；以工业烧碱为原料配制初次生产所用的质量浓度为3?6%的烧碱溶液； 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能环保的再生铅冶炼联产纸浆技术，其特征在于按如下步骤进行：(1)把秸秆挤压、切短获得小于50mm的秸秆颗粒物；以工业烧碱为原料配制初次生产所用的质量浓度为3～6％的烧碱溶液；把所述秸秆颗粒物和所述烧碱溶液按照1:3～1:6的重量比加入到制浆蒸煮反应罐内；以低压余热锅炉所产生的低压蒸汽作为热源通入到所述制浆蒸煮反应罐内加热，将所述秸秆颗粒物用所述烧碱溶液在90～130℃下蒸煮30～240分钟；把完成蒸煮过程后得到的浆料进行离心分离，所得固体用占浆料体积50％的清水离心洗涤并干燥，得纸浆；所得液体与洗涤固体后的洗涤液合并，即得造纸黑液，将其输送至造纸黑液储池中；(2)把废铅酸蓄电池在密闭拆解车间用自动破碎分选设备拆解，首先把废铅酸蓄电池输送进入一级破碎装置，废铅酸蓄电池中硫酸残液以及喷淋废铅酸蓄电池的洗涤液构成拆解废酸液流入废酸液储池；把去除硫酸残液后的废铅酸蓄电池输送到水力分选器，分离得到铅膏和粗大固体；把粗大固体二级破碎分选得到板删、重质塑料、轻质塑料、隔板；铅膏输送到出料仓以备碳化处理，板删直接作为合金铅熔炼炉料；(3)把部分造纸黑液首先经过喷淋洗涤塔洗涤换热后铅冶炼烟气，吸收烟气中CO2及微量的SO2和NxO，获得富含碳酸钠的溶液，称为碳酸钠溶液；将铅膏和碳酸钠溶液按照铅膏中硫酸铅与碳酸钠溶液中CO32‑的摩尔比为1:1.1～1:1.2进行配料后加入到碳化脱硫反应罐中，搅拌反应1～4h，使铅膏碳化；铅膏碳化后的反应液用压滤机固液分离，所得固体为碳酸铅，所得液体为富含硫酸钠的盐溶液，排入硫酸钠溶液储池；(4)把铅膏碳化得到碳酸铅10份与灰分小于5％的精煤或者焦炭1份、造纸黑液洗涤换热后铅冶炼烟气和中和拆解废酸液得到的固体含铅木质素1份混合配料成为铅冶炼原料并成型，使用低压余热锅炉所产生的低压蒸汽干燥后连续输送到燃气富氧双侧吹还原炉中，使用换热后铅冶炼烟气经造纸黑液洗涤后的剩余还原性气体和天然气作为燃料，使用纯氧助燃，进行铅冶炼；其中的精煤或者焦炭作为还原剂，碳酸铅分解后与氧化铅一道被还原为液体金属铅从燃气富氧双侧吹还原炉下部连续排出，浇注后得到再生粗铅；冶炼渣从燃气富氧双侧吹还原炉上部连续排出，经水淬后得到的冶炼炉渣用于轻质高强混凝土骨料；(5)铅冶炼过程中产生的铅冶炼烟气首先通过低压余热锅炉换热回收余热，产生低压蒸汽和换热后铅冶炼烟气，其中低压蒸汽用于步骤(1)蒸煮秸秆颗粒物时的加热过程和步骤(4)铅冶炼原料的干燥；(6)通过低压余热锅炉的换热后铅冶炼烟气在喷淋洗涤塔中用造纸黑液洗涤吸收其中的CO2及微量SO2和NxO污染物，获得固液混合物和剩余还原性气体；对固液混合物进行固液分离后，所得固体含铅木质素脱水后用于步骤(4)铅冶炼原料的配料，所得液体即为步骤(3)中用于铅膏碳化的碳酸钠溶液；剩余还原性气体返回燃气富氧双侧吹还原炉中作为铅冶炼的燃料；(7)将另一部分造纸黑液与步骤(2)中产生的拆解废酸液按照碱度与酸度等当量输送到中和反应池中，中和后静置1～2h，造纸黑液中溶解的木质素析出，获得固液混合物，固液分离后，所得固体含铅木质素脱水后用于步骤(4)铅冶炼原料的配料，所得液体为硫酸钠溶液，储备在硫酸钠溶液储池中用于苛化再生碱溶液；(8)向混合储存在硫酸钠溶液储池中的步骤(7)造纸黑液中和拆解废酸液产生的硫酸钠溶液和步骤(3)铅膏碳化产生的富含硫酸钠的盐溶液中加入溶液中铅离子2倍当量的硫化钠溶液，搅拌反应10分钟，然后静置沉淀1小时或过滤以去除溶液中的铅离子；将所得含铅沉淀用于步骤(4)铅冶炼原料的配料，将除铅后硫酸钠溶液输送到苛化反应池中，按照除铅后硫酸钠溶液中硫酸钠与石灰乳中钙离子摩尔比1:1的比例投加石灰乳，搅拌反应1～2h后静置1～2h，固液分离，固体石膏脱水后用于建筑材料，溶液输送到碱液储槽，作为步骤(1)中的烧碱溶液。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天虎，刘海波，谢巧勤，朱承驻，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34