一種轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鉛回收工藝，具體涉及一種轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為傳導(dǎo)電流和支撐活性物質(zhì)的板柵，自從鉛酸蓄電池問世以來，經(jīng)歷了許多技 術(shù)上的改進(jìn)。最初，Plante是采用兩塊鉛板作電極，置于硫酸溶液中進(jìn)行電解，使電解的電 流方向不斷變化，結(jié)果使鉛板的蓄電容量逐漸增加。1881年，Sellon采用Pb-Sb合金取代 純鉛制成電極板柵，使電池極板的機(jī)械強(qiáng)度顯著增加，這一發(fā)明極大地改善了鉛蓄電池的 制造工藝，成為鉛蓄電池發(fā)展過程中的一項重要改進(jìn)。在隨后的100多年時間里，人們對蓄 電池板柵合金的機(jī)械、電化學(xué)、腐蝕、澆鑄等性能進(jìn)行了一系列的研宄改進(jìn)，開發(fā)出了各種 系列合金來滿足不同環(huán)境下的使用。目前使用最廣泛是鉛銻合金和鉛鈣合金。
[0003]目前，免維護(hù)蓄電池最普遍使用的板柵材料是鉛鈣合金（Pb-Ca合金），根據(jù)鈣含 量可分為高鈣[W(Ca) = 0· 09%?0· 13% ]、中鈣[W(Ca) = 0· 06%?0· 09% ]和低鈣 [W(Ca) <0.04% ]合金。鉛媽合金為沉淀硬化型，即在鉛基質(zhì)中形成Pb3Ca，金屬間化合物 沉淀在鉛基中成為硬化網(wǎng)絡(luò)。硬化網(wǎng)絡(luò)使（Pb-Ca合金具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，減緩了板柵的 膨脹變形。Pb-Ca合金的最主要優(yōu)點就是其析氫過電位大約比Pb-Sb合金高約200mV，從而 有效地抑制了電池的自放電和充電時負(fù)極的析氫量，具有較好的免維護(hù)性能。鉛鈣合金的 導(dǎo)電能力優(yōu)于鉛銻合金，其低溫性能顯優(yōu)于鉛銻合金。
[0004] 在過去的20年中，Pb-Ca合金廣泛應(yīng)用于作為備用電源的蓄電池上，這些電池以 浮充方式使用，不經(jīng)常放電，晶粒尺寸很大要經(jīng)受穿透腐蝕，在蓄電池使用長達(dá)十?dāng)?shù)年的期 間內(nèi)，能抗長大。
[0005] 鉛鈣合金在制作過程中，需要添加減渣劑等化學(xué)成分除渣，會生成含鉛量較高的 硝渣。現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)產(chǎn)家一般直接棄掉硝渣，很少會對硝渣進(jìn)行處理以回收其中含有的 鉛。但含鉛物料的運(yùn)輸本身就存在一定風(fēng)險，成本高；并且現(xiàn)有對硝渣的處理方法一般是采 用火法冶煉，這種冶煉方法揚(yáng)塵大，污染嚴(yán)重。因此，開發(fā)新型設(shè)備或新工藝對硝渣進(jìn)行冶 煉是勢在必行的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，該冶煉工藝有效解決了鉛火法冶煉的環(huán)境 污染問題。
[0007] 一種轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，包括：向硝渣中投入鐵肩和焦末，攪拌均勻后在密閉條件 下進(jìn)行熔煉；所述熔煉的起始溫度為440?460°C，終止溫度為895?905°C，熔煉時間為 90 ?115min〇
[0008] 本發(fā)明在密閉條件下對硝渣進(jìn)行低溫冶煉，降低了環(huán)境污染；采用鐵肩作為催化 劑，焦末作為還原劑，兩者均簡便易得，成本低廉，降低了冶煉成本。
[0009] 作為優(yōu)選，所述熔煉依次包括以下階段：
[0010] (1)第一階段：起始溫度為440?460°C，終止溫度為690?710°C，熔煉時間為 25 ?30min ;
[0011] (2)第二階段：起始溫度為690?710°C，終止溫度為690?810°C，熔煉時間為 13 ?17min ;
[0012] (3)第三階段：起始溫度為690?810°C，終止溫度為840?860°C，熔煉時間為 13 ?17min ;
[0013] (4)第四階段：起始溫度為840?860 °C，終止溫度為870?880 °C，熔煉時間為 13 ?17min ;
[0014] (5)第五階段：起始溫度為870?880°C，終止溫度為895?905°C，熔煉時間為 13 ?17min ;
[0015] (6)第六階段：在895?905°C下熔煉40?50min。
[0016] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述熔煉依次包括以下階段：
[0017] (1)第一階段：起始溫度為450°C，終止溫度為700°C，熔煉時間為30min ;
[0018] (2)第二階段：起始溫度為700°C，終止溫度為800°C，熔煉時間為15min ;
[0019] (3)第三階段：起始溫度為800°C，終止溫度為850°C，熔煉時間為15min ;
[0020] (4)第四階段：起始溫度為850°C，終止溫度為875°C，熔煉時間為15min ;
[0021] (5)第五階段：起始溫度為875°C，終止溫度為900°C，熔煉時間為15min ;
[0022] (6)第六階段：在900°C下熔煉45min。
[0023] 本發(fā)明中，所述鐵肩與硝渣的質(zhì)量比根據(jù)式（1)計算：
[0024] X = a-0. 005 X M1 % (1);
[0025] 其中，X表示鐵肩與硝渣的質(zhì)量比，M1表示硝渣中鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，a為0468? 0. 469 〇
[0026] 作為優(yōu)選，在30?50目篩網(wǎng)下，所述鐵肩的篩下物比例< 5%。
[0027] 本發(fā)明中，所述焦末與硝渣的質(zhì)量比根據(jù)式（2)計算：
[0028] Y = b-0. 002 X M1 % (2)；
[0029] 其中，Y表示焦末與硝澄的質(zhì)量比，M1表示硝澄中鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，b為0. 195? 0.197。
[0030] 作為優(yōu)選，所述焦末的粒徑為3?5mm。粒徑過大會導(dǎo)致熔煉時間變長。
[0031] 作為優(yōu)選，所述焦末的含水量< 11 %。作為進(jìn)一步優(yōu)選，在夏季等濕度較高的條件 下進(jìn)行熔煉時，所述焦末的含水量< 11% ;在冬季等濕度較低的條件下進(jìn)行熔煉時，所述焦 末的含水量< 8%。
[0032] 作為優(yōu)選，所述焦末的固定碳含量多82%。固定碳是焦末中參與還原反應(yīng)的主要 活性物質(zhì)，保持一定的固定碳含量，有助于充分回收鉛。
[0033] 熔煉結(jié)束后，打開回轉(zhuǎn)爐底部的放鉛口，收集下層熔煉物即回收鉛；回收鉛收集完 畢后，收集上層渣質(zhì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0034] 本發(fā)明在密閉條件下對硝渣進(jìn)行低溫冶煉，降低了環(huán)境污染；采用鐵肩作為催化 劑，焦末作為還原劑，兩者均簡便易得，成本低廉，降低了冶煉成本；經(jīng)過本發(fā)明熔煉后能直 接回收有效回收硝渣內(nèi)約90 %的鉛，剩余6 %的鉛通過煙道收集，其他通過熔煉渣質(zhì)收集， 總回收率可達(dá)98% ;且回收鉛的純度也在99%以上。
【附圖說明】
[0035] 圖1為實施例1的熔煉曲線；
[0036] 其中，橫坐標(biāo)代表時間（min)，縱坐標(biāo)代表溫度（°C )。
【具體實施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0038] 本發(fā)明的實施例中，所用的硝渣在40目篩網(wǎng)下的篩下物比例均< 5% ;所用焦末 的粒徑為3?5mm，含水量< 8%，固定碳含量多82%。且如未作特殊說明，本發(fā)明的實施例 中熔煉溫度在± 5 °C內(nèi)浮動。
[0039] 實施例1
[0040] 本實施例一種轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，包括：
[0041] (1)取10噸硝渣（含鉛量為78. 25%)，與鐵肩和焦末預(yù)攪拌均勻后，投入回轉(zhuǎn)爐 中，在半密閉條件下進(jìn)行熔煉；
[0042] 按照式（1)計算出鐵肩的投加量仏為0. 78噸：
【主權(quán)項】
1. 一種轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，其特征在于，包括：向硝渣中投入鐵肩和焦末，攪拌均勻后 在密閉條件下進(jìn)行熔煉；所述熔煉的起始溫度為440?460°C，終止溫度為895?905°C，熔 煉時間為90?115min。
2. 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，其特征在于，所述熔煉依次包括以下階段： (1) 第一階段：起始溫度為440?460 °C，終止溫度為690?710 °C，熔煉時間為25? 30min ； (2) 第二階段：起始溫度為690?710°C，終止溫度為690?810°C，熔煉時間為13? 17min ； (3) 第三階段：起始溫度為690?810°C，終止溫度為840?860°C，熔煉時間為13? 17min ； (4) 第四階段：起始溫度為840?860°C，終止溫度為870?880°C，熔煉時間為13? 17min ； (5) 第五階段：起始溫度為870?880°C，終止溫度為895?905°C，熔煉時間為13? 17min ； (6) 第六階段：在895?905°C下熔煉40?50min。
3. 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，其特征在于，所述熔煉依次包括以下階段： (1) 第一階段：起始溫度為450°C，終止溫度為700°C，熔煉時間為30min ; (2) 第二階段：起始溫度為700°C，終止溫度為800°C，熔煉時間為15min ; (3) 第三階段：起始溫度為800°C，終止溫度為850°C，熔煉時間為15min ; (4) 第四階段：起始溫度為850°C，終止溫度為875°C，熔煉時間為15min ; (5) 第五階段：起始溫度為875°C，終止溫度為900°C，熔煉時間為15min ; (6) 第六階段：在900°C下熔煉45min。
4. 如權(quán)利要求1?3任一所述的轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，其特征在于，所述鐵肩與硝渣的質(zhì) 量比根據(jù)式（1)計算： X = a-0. 005 X M: % (1); 其中，X表示鐵肩與硝渣的質(zhì)量比，Mi表示硝渣中鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，a為0468?0. 469。
5. 如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，其特征在于，在30?50目篩網(wǎng)下，所述鐵 肩的篩下物比例彡5%。
6. 如權(quán)利要求1?3任一所述的轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，其特征在于，所述焦末與硝渣的質(zhì) 量比根據(jù)式（2)計算： Y = b-0. 002 X M: % (2)； 其中，Y表示焦末與硝渣的質(zhì)量比，Mi表示硝渣中鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，b為0. 195?0. 197。
7. 如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，其特征在于，所述焦末的粒徑為3?5_。
8. 如權(quán)利要6所述的轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，其特征在于，所述焦末的含水量< 11 %。
9. 如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，其特征在于，所述焦末的固定碳含量 彡 82%〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)爐硝渣冶煉工藝，該工藝包括：向硝渣中投入鐵屑和焦末，攪拌均勻后在密閉條件下進(jìn)行熔煉；所述熔煉的起始溫度為440～460℃，終止溫度為895～905℃，熔煉時間為120～145min。本發(fā)明在密閉條件下對硝渣進(jìn)行低溫冶煉，降低了環(huán)境污染；采用鐵屑作為催化劑，焦末作為還原劑，兩者均簡便易得，成本低廉，降低了冶煉成本；經(jīng)過本發(fā)明熔煉后能直接回收有效回收硝渣內(nèi)約90％的鉛，剩余6％的鉛通過煙道收集，其他通過熔煉渣質(zhì)收集，總回收率可達(dá)98％；且回收鉛的純度也在99％以上。
【IPC分類】C22B13-02, C22B5-10
【公開號】CN104611571
【申請?zhí)枴緾N201410849479
【發(fā)明人】許俊波, 張偉萍, 胡建平, 婁可柏
【申請人】浙江天能電源材料有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月30日