铅冶金学第7章素材.ppt

第七章 二次资源的回收利用 7.2 原料的炼前处理 7.3 再生铅废料的熔炼技术 7.4 含铅废料的湿法处理 7.5 含铅废料处理的其他方法 碱性介质的固相电解还原 二、石灰转化还原法 单元作业: 请简述再生铅的原料及原料的炼前处理过程； 再生铅废料的熔炼技术有哪些，请分别简要进行说明； 试述废蓄电池渣泥固相电解还原法回收含铅废料的原理、 过程及工艺。 * 7.1 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，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。 世界产铅总量的51％用于生产蓄电池，而总铅产量的40％是由再生铅生产获得的，废蓄电池则占再生铅生产原料的90％。 再生铅原料 废蓄电池 废旧铅板 铅皮 铅管 蛇形管 电缆包皮 印刷铅合金 轴承铅合金 弹丸合金 焊料 铅屑 铅渣 再生铅原料包括： 黄或白 ＜0.5 隔板 黑或白 ＜0.5 箱体 褐 31.50 26.80 16.92 14.22 81.90 混合填料 灰 0.50 21.45 0 29.39 18.95 78.55 负极填料 红褐 0.54 31.82 44.75 8.59 0 76.28 正极填料 灰 3～8 微 微 92～95 92～95 格栅 外观颜色 Sb PbSO4 PbO2 PbO Pb金 Pb总 名 称 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填料所组成。 废蓄电池解体物的成分（w/%） 铅蓄电池结构图 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。 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： 1）干法 2）湿法 3）干湿联合法 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。 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，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。 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（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 （1）由于金属层与熔渣层之间进行2[Sb]+3(PbO)=Sb2O3＋3[Pb]反应，反应生成的Sb2O3进一步氧化生成Sb2O5而转入渣层。 （2）锡也以相似反应形成SnO2进入渣中。因此，铅的氧化精炼（Pb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，并产出部分难熔浮渣，铅锑挥发也较大。 2、加入还原剂（小于3％）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。PbSO4在还原气氛下生成的PbS再与残留的PbSO4作用产出金属铅。所以，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 目前，含铅废料湿法冶金多采用H2SiF6溶液电积的方法，也有用PbCl2的食盐溶液电积提铅的。 若属金属铅废料，可将废料铸成阳极在H2SiF6和PbSiF6的电解液中电解精炼得纯铅； 若属PbSO4、PbO2、PbO、Fe2O3等铅的化合物废料，通常是将其转化为PbCO3后用H2SiF6溶液浸出，浸出液送电积得金属铅。 一、固相电解还原法 东北大学在70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： 阳极上的反应为： 电解还原得到的海绵铅在Na