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我国废铅蓄电池回收利用情况

来源:中国固废化学品管理
作者:何艺
发布时间:2017-11-30
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【摘要】铅蓄电池平均使用寿命为2年左右。随着汽车、电动自行车和储能等领域对铅蓄电池市场需求的持续增长,铅蓄电池报废量也随之逐年增长。据有关行业协会测算,2016年我国废铅蓄电池产生量约为350万吨。
  一、我国铅蓄电池基本情况
 
  蓄电池是一种将电能转换为化学能储存起来,用电时再将化学能转变为电能的一种直流电源体,由正极、负极、电解质、隔膜和容器5个主要部分组成,通过氧化还原反应进行能量转换,可以再充电和反复使用。由于在成本、稳定性、安全性、循环利用价值等方面具有显著优势,铅蓄电池成为了历史最久、应用范围最广、使用量最大的一类蓄电池,目前广泛应于交通运输、通讯、电力、铁路、矿山、港口、国防、计算机、科研等国民经济领域,在未来相当长一段时间内也仍将是蓄电池市场的主力产品。
 
  我国是世界上最大的铅蓄电池生产国和消费国,2016年规模以上企业铅蓄电池产量约20513万千伏安时,居市场首位,占世界总产量的比重超过40%。通过近几年的环境保护整顿,我国铅蓄电池生产企业数已经由原来的近2000家,锐减至400家左右。目前,我国铅蓄电池生产企业主要集中在浙江、江苏、广东、山东等四个省份,上述四省铅蓄电池产量约占到全国总量的50%。浙江省长兴县汇聚了超威动力控股有限公司、天能动力国际有限公司等国内大型龙头企业。此外,河北、天津、湖北、福建等省市也分布有一些较大型的企业。
 
  二、回收利用环境和经济效益
 
  铅蓄电池平均使用寿命为2年左右。随着汽车、电动自行车和储能等领域对铅蓄电池市场需求的持续增长,铅蓄电池报废量也随之逐年增长。据有关行业协会测算,2016年我国废铅蓄电池产生量约为350万吨。
 
  废铅蓄电池由74%的铅及其化合物、20%的硫酸、6%的塑料构成,具有较高的资源回收利用价值。从废铅蓄电池中回收铅,既可以减少原生铅矿的开采量,又能够有效降低铅的环境健康风险。据测算,与生产原生铅相比,每吨再生铅可节能约65千克标煤,节水235立方米,减少固体废物排放128吨,减少二氧化硫排放0.03吨。废铅蓄电池如果未破损,含铅酸液被封存在电池壳体内,其存放和运输过程的环境健康风险与铅蓄电池产品差别不大。但是,如果拆解不当或因人为损坏导致重金属铅和含铅酸液泄漏,则会对水体、土壤环境造成严重污染;重金属铅会通过各种途径进入人的食物链,在人体某些器官中积蓄而造成慢性中毒,损害大脑神经系统,对造血功能、肾脏、骨骼等造成不良影响。
 
  三、废铅蓄电池主要回收利用技术
 
  废铅蓄电池回收利用主要是回收其中的铅资源,包括板栅再熔炼和铅膏冶炼,其中铅膏冶炼是废铅蓄电池处理的难点。铅膏约占废铅蓄电池总重量的48~50%,其中硫酸铅占60%、二氧化铅占28%、一氧化铅占9%。铅膏冶炼工艺可以分为火法冶炼和湿法冶炼两大类,火法冶炼是目前的主流工艺,约占90%,但火法冶炼的铅回收率相对较低,仅为90~95%,同时易产生含铅粉尘污染,特别是PM2.5以下含铅粉尘;湿法冶炼被认为是下一代的清洁工艺,部分发达国家已开始工业化实验,铅回收率可达95~98%。
 
  (一)火法冶炼
 
  火法冶炼一般是将铅膏置于熔炉中,在超过1000℃条件下将铅膏熔化。如果使用焦炭或者煤作为燃料,会产生大量的二氧化碳、含铅粉尘和二氧化硫。我国典型的火法冶炼工艺如下:
 
  1.直接用铅膏冶炼再生铅
 
  主要冶炼工艺流程为:破碎→分选→铅膏→脱硫转化→密闭回转短窑富氧燃烧冶炼等。目前,国内大型企业江苏新春兴再生资源有限责任公司、湖北金洋冶金股份有限公司采用该工艺。
 
  2.硫化铅-铅膏混炼
 
  主要工艺特点为:利用原生铅冶炼设施,采用硫化铅与铅膏中二氧化硫、硫酸铅进行高温氧化反应生成二氧化硫和一氧化铅,将一氧化铅用液化气还原为粗铅。该技术能实现铅精矿与铅膏的混合熔炼,产生的烟气可制酸,省去了铅膏脱硫工序,具有工艺流程短、建设和运行成本低、氧利用率高、脱硫率高等优点。该技术适用于铅精矿与铅膏等二次物料的混合熔炼,不适用于单独处理铅膏。目前,河南豫光金铅集团有限责任公司采用该工艺。
 
  (二)湿法冶炼
 
  湿法冶炼将火法冶炼回收铅膏过程转移到液相中,利用化学方法对铅膏进行处理,以克服火法冶炼的高能耗、高铅挥发损失、高污染等缺陷,具有高效生产纯金属、产品输出量大和排放量少等优点。在环境保护要求日益严格的情况下,湿法冶炼工艺在废铅蓄电池处理领域受到越来越多的重视。
 
  湿法冶炼工艺研究经历了铅膏回收金属铅、铅膏回收氧化铅2个发展阶段。其中,铅膏回收金属铅技术延续了火法冶炼的思路,是国内外学者研究的主要方向;铅膏回收氧化铅技术是近年来开发的铅回收新思路,它依据铅蓄电池生产企业对氧化铅的需要,直接将铅膏通过化学反应转化成氧化铅。
 
  四、国内主要再生铅企业情况
 
  近年来,在政策和市场的双重影响下,中国再生铅行业进入产业结构深度调整期,产业集中度明显提高,年产10万吨以上的企业达到将近40家。截至2015年底,我国废铅蓄电池处理能力已达720万吨,再生铅实际产量178万吨,其中湖北、江苏、安徽是再生铅的主要产区。我国现有再生铅企业大致可以分为三类:
 
  第一类是传统的再生铅企业。如江苏春兴合金(集团)有限公司、湖北金洋冶金股份有限公司、安徽华鑫铅业集团有限公司和安徽华铂铅业有限公司等。这类企业经过几十年的发展,在技术装备、环境保护等各方面有明显的优势。
 
  第二类是铅蓄电池生产企业延伸产业链建立的再生铅企业。如骆驼集团股份有限公司、天能动力国际有限公司、超威动力控股有限公司等铅蓄电池生产企业先后建设再生铅项目。上述企业均为上市企业,在企业规模、技术装备、环境保护等各方面具有较明显的优势,成为再生铅领域重要力量,在废铅蓄电池回收体系建设中发挥了积极作用。
 
  第三类是原生铅等有色金属冶炼企业。如河南豫光金铅集团股份有限公司,2014年5月,该企业在江西新建的年处理18万吨废铅蓄电池项目建成投产,其废旧铅蓄电池年处理能力达到54万吨。
353打印本文【责任编辑:姜雯】
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