我国再生铅行业的现状、问题和发展对策

我国再生铅行业的现状!问题和发展对策!

拜冰阳$扈学文$李艳萍$乔$琦!中国环境科学研究院$清洁生产与循环经济研究中心"北京"’’’"#$摘要!我国汽车和电动车保有量的增长!孕育着废铅蓄电池回收和再生铅行业的发展和壮大!也使原生铅行业开始积极回收利用废铅蓄电池"废铅蓄电池属于危险废物!给生态环境和人体健康带来了很大的风险隐患"由于再生铅行业的政策#标准和管理细则不完善!再生铅企业的工艺设备和管理落后!导致我国铅中毒事件时常发生"概述了我国再生铅行业目前的发展状况!详细介绍了以铅膏等含铅废物为原料!通过还原熔炼#火法精炼&或电解精炼’等工序生产再生铅的过程%提出了我国再生铅行业存在的问题!并给出了相应对策"关键词!再生铅%行业现状%存在的问题%对策<=>%"’%";#’,1?@A?0:@#’"(’,’#3

#%"!")&!’&3$&’()$#%(.+",!$)20(3)&"%,"$!3%"!(*&V"!"0()2$%/+"$2’)23!&%/’)0V’)$

_B>_890GH790"JVTFPGYP9"2>a79GX890"h>B=h8!ENP79PR6RM.F:U8M979.EH:NPQ:M9M/HeP4P7R:AEP9UPR"EA89P4PeP4P7R:AB:7.P/HMOQ9W8RM9/P9U7NL:8P9:P4"_P8?890"’’’"#"EA897$$6789:;8%SAPW80MRMF4NH0RMY890/MUMR79.PNP:UR8:WPA8:NP89.F4UR8P489EA89784P\XP:U890UAP.PWPNMX/P9UMO4:R7XNP7.[7UUPRHRP:H:N89079.4P:M9.7RHNP7.89.F4URH@L:R7XNP7.[7UUPRH[PNM904UMA7K7R.MF4Y74UP4"YA8:AXM4P40RP7UR84ZUMUAPP9W8RM9/P9U79.AF/79AP7NUA@CPY:74P4MONP7.XM84M9890RP0FN7RNHM::FR89EA897[P:7F4PMOUAP8/XPROP:UXMN8:8P4"4U79.7R.479./7970P/P9URFNP4OMR4P:M9.7RHNP7.89.F4URH79.[7:ZY7R.XRM:P44890PfF8X/P9U479./7970P/P9UMO4P:M9.7RHNP7.:M/X79H@>9UA84X7XPR"YP4F//7R8KP.UAP:FRRP9U.PWPNMX/P9U48UF7U8M9MOUAP4P:M9.7RHNP7.89.F4URH89EA897"89URM.F:P.UAPXRM:P44UA7UUAP4P:M9.7RHNP7.Y74XRM.F:P.[HF4890NP7.X74UPMR4N8/P79.MUAPRY74UP:M9U789890NP7."UARMF0ARP.F:U8M94/PNU890"O8RPRPO89890MRPNP:URMNHU8:RPO89890"XFUOMRY7R.UAPXRM[NP/4P\84U890894P:M9.7RHNP7.89.F4URH79.4M/P:MF9UPR/P74FRP4@<=>?@9A7%4P:M9.7RHNP7.#89.F4URH4U7UF4#XRM[NP/#:MF9UPR/P74FRP4

$$$$$$$$!国家环境保护公益性行业科研专项项目,再生金属行业重金属污染评价与防控技术研究-!#’"#’)’"&$&收稿日期%#’",!’3!#(BC引C言铅在现代工业中主要用于防辐射材料’电缆铠装’防腐材料’焊料’铅酸蓄电池等(")&由于铅有毒"其应用领域正在逐步萎缩&铅酸蓄电池是世界上广泛使用的化学电源"具有电压平稳’安全可靠’价格低廉’适用范围广’原材料丰富和回收再生利用率高等优点"故被广泛应用于机动车’船舶’通讯设备中"其铅消耗量占世界铅消耗总量的3#+("G#)&出于腐蚀’钝化的原因"铅蓄电池在使用#b&年后就需要更换"我国每年从机动车’船舶替换的铅蓄电池数量约;’万个"且每年以*+的速率增长(;G&)&随着通讯电子设备’电动车’电动自行车的发展"预计每年替换的废铅蓄电池数量将更多&失去使用价值的铅蓄电池属于含铅危险废物"将给环境和人体健康带安全隐患&由于政策’法规’标准和管理细则的不健全"在废铅蓄电池回收利用过程中"绝大多数企业或个人随意丢弃含铅废物’倾倒废酸液’排放含铅废水废气"导致我国铅中毒事件时常发生(,G*)&根据文献报道"#’"#年我国消费铅蓄电池",&;;万Z‘B+A(3)"按&年使用时间计算"到#’",年转为废铅酸蓄电池产生量"以此为原料可生产再生铅#’’万U&我国再生铅的产量只有铅消费总量的;’+左右"再生铅行业发展前景光明&若达到全球平均水平"每年可增加生产再生铅,’万U(#"环$境$工$程Q9W8RM9/P9U7NQ9089PPR890以上#若达到发达国家的水平"每年可增加生产再生铅"’’万U以上()G"’)"这可以大幅度减少高能耗的原生铅产量&废铅蓄电池回收’利用市场的扩大"激励着再生铅行业的快速发展&然而"当务之急是规范废铅蓄电池回收管理制度’健全完善相应的标准’政策"进行铅污染预防和治理"从根本上解决,血铅-等铅污染事件的发生&本文概述了我国再生铅行业目前的发展状况"详细介绍了以铅膏等含铅废物为原料"通过还原熔炼’火法精炼!或电解精炼$等工序生产再生铅的过程#提出了我国再生铅行业存在的问题并给出了相应对策&DC再生铅行业的发展现状我国再生铅行业起步较早"始于#’世纪,’年代"但长期以来产量较少&"))’年"再生铅产能达到#%3#万U#")),年发展较快"产能达到"*%,万U(#""")##’"’年"再生铅产能达到";,万U(3)&再生铅工业经过几十年的发展"取得了显著进展"已初步形成独立产业"但从总体水平看"其技术水平’生产能力’管理水平与发达国家相比都有着很大差距&我国废铅蓄电池中铅再利用率的相关技术规范定义仅为3,+"而美国再生利用率为)3+("’)"德国的布劳巴赫厂回收率可达)3%,+("")&发达国家的最低规模都在#万U17以上"日本’西欧和北美多数企业产能均在,万U17以上&发达国家再生铅行业在工艺上由预处理技术和火法冶炼技术组成&预处理技术具有代表性的有两种"分别是意大利Q908UP:公司开发的ET破碎分选系统和美国5@B公司开发的5@B破碎分选系统&该系统可以根据废铅蓄电池各组分的密度与粒度将其中的橡胶’塑料’废酸’金属铅’铅膏等组分分离出&废铅蓄电池被分选后"能提高铅品位’资源利用率"减少能耗’烟气量’烟尘量’弃渣量’二氧化硫等"这有利于清洁生产和环境保护&发达国家或地区主要使用回转短窑"中等发达国家主要使用反射炉与鼓风炉冶炼&发达国家再生铅产业较为环保固然与其技术水平有关"但更重要的原因在于其环境管理水平能够真正规范再生铅产业向良性发展&例如"设立专门的废铅蓄电池回收冶炼主管机构’实施以旧换新和抵押金制度’征收附加税’制定严格的环境排放标准等(""G"#)&我国目前再生铅厂的数量为#’’b;’’家(3)"但大部分未进行工商注册"其生产能力从数十吨到上千吨不等"万吨以上的屈指可数"单系列超过,万U17的更少&截止#’"#年底"在册再生铅企业3)家"其中在生产企业##家(";)&我国再生铅企业数量虽多"但整体上生产规模悬殊"生产设备落后’能耗高’污染重’铅回收率和综合利用率低&工艺上再生铅企业主要采用火法熔炼"使用的是反射炉’短窑’鼓风炉等炉型&采用富氧熔炼的企业不多"小再生铅厂基本上不进行水力分选"直接将板栅’铅膏’隔板等直接熔炼"造成严重的环境污染("""#)&尽管#’";年2再生铅行业准入条件3中规定必须预脱硫"但绝大多数再生铅企业因为原料成本过高却又不能进口原料的问题"没有进行预脱硫处理&即便进行预脱硫处理"其副产物芒硝和石膏因含有重金属铅"也没有销售市场&在精炼工序上"只有个别企业拥有电解精炼工艺"大多数再生铅企业选用的是火法精炼工艺&另外"我国采用湿法炼铅的企业也较少"湿法冶炼虽然对电解设备和装置要求较高"但除了排放硅氟酸雾外"无L=#’C=H’烟尘等大气污染物产生"值得推广&在管理方面"与发达国家相比"我国的废铅蓄电池回收冶炼管理是滞后的&从#’’)年至今"福建上杭’江苏盐城’广东清远’江苏新沂’安徽宿州’浙江德清等地发生了多起由铅蓄电池生产引起的血铅超标事件"并多次成为群体事件的导火索("&)&因此"国家环保部门应该尽快完善废铅蓄电池回收和利用!冶炼$管理制度’标准或政策"为再生铅行业提供一个公正’健康的发展平台"避免铅污染事件再次发生&近年来"有色金属再生利用得到快速发展"生产和消费规模不断扩大"产业比重逐步提高"再生铅产业已成为我国有色金属工业的重要组成部分&目前"我国已建成一批年产,万U以上的再生铅企业"其中产能最大的超过#’万U&到#’",年再生铅产能将到达或超过;&&万U(3)&随着产能不断优化"产业不断集中"原生铅企业也加快了回收废铅蓄电池的脚步"冶炼设备正向再生铅行业靠拢&同时"再生铅产业是典型的劳动密集型产业"其回收’分类’拆解’冶炼各环节需要大量劳动力资源"这将对缓解就业压力’促进社会稳定发挥重要作用&FC再生铅行业的生产工艺我国再生铅行业的生产工艺流程可分为#种"见图"&第"种%废旧电池中铅膏!泥$和栅板的回收*粗铅熔炼*火法精铅或电解精炼#第#种%废旧电池中铅膏!泥$和栅板的回收*湿法冶炼!电解沉积$&*#"固$废$处$理$与$处$置LMN8.-74UPSRP7U/P9U79.<84XM47N而那种以铅精矿为主要原料’以铅膏为配料炼铅的工艺"属原生铅行业"是原生铅行业炼铅的特殊情况&冶炼过程中"铅膏作为配料使用可有可无&尽管原生铅企业也回收废铅蓄电池"但使用少量铅膏作为配料生产的铅锭仍然采用的是原生铅生产工艺&由于清洁生产注重的是资源能源综合利用率’能耗’污染物产生量等因素"为了避免行业清洁生产管理混乱"本文只介绍以铅膏等含铅废料生产再生铅的工艺"而不介绍将铅膏掺入铅精矿熔炼的原生铅工艺&

图"$再生铅冶炼的工艺流程]80@"$SP:A98:7NXRM:P44MO4P:M9.7RHNP7.89.F4URH目前"我国几乎所有的再生铅企业均采用第"种火法冶炼工艺流程&只有个别企业使用第#种湿法冶炼!电解沉积$工艺流程&以下分别从废铅电池中铅膏!泥$和栅板的回收’粗铅熔炼’火法精炼’电解精炼’电解沉积等工序概述再生铅行业的工艺流程&FEDC废铅蓄电池中铅膏和栅板的回收目前"我国废铅电池中铅膏和栅板的回收工艺和设备技术水平正在逐步提高&除了手工破碎废铅电池回收铅膏和栅板的企业外"具有一定规模的再生铅企业均使用机械破碎装置&废铅电池中铅膏和栅板的回收工序如图#所示&

图#$废铅蓄电池中铅膏和栅板的回收工序]80@#$BRP:H:N890XRM:P44MONP7.X74UP79.0R8.UR7H89Y74UPNP7.4UMR70P[7UUPRH废铅酸电池由塑料外壳’板栅’铅膏’隔板和硫酸等组成(",G"()&废旧铅酸蓄电池通过储料运输车倒入料仓"由振动进料器送入输送带输送至破碎机进行破碎&破碎后的物料进入湿式转鼓筛"加入絮凝剂使铅膏与塑料分离&其余物料进一步通过水力分选"栅板从水力分选器底部取出"输送至转鼓筛进行二次清洗"纯净的栅板直接输送至精炼炉或电解池冶炼精铅&洗出的铅膏送至铅膏处理系统进行预脱硫处理"脱硫后送至粗铅冶炼&塑料和隔板清洗后进入料仓"外售&铅膏主要由硫酸铅!6[L=&$’二氧化铅!6[=#$’氧化铅!6[=$和少量硫酸!J#L=&$等组成("*G"3)"其中6[L=&含量较高"热分解温度高"其分解产物硫化物!6[L$用铁!]P$置换也需在较高的温度下进行"从而增大了能耗’铅挥发量和二氧化硫!L=#$排放量&因此"铅膏预脱硫是非常必要的&脱硫方法有#种%"$将6[L=&用纯碱!C7#E=;$转化为分解温度较低的碳酸铅!6[E=;$"然后将反应后的物料通过泵输送至压滤机"将铅膏与脱硫液分离"滤饼经水洗压滤后"进入熔炼炉冶炼粗铅&滤液和废酸经压滤机处理"纯净的滤液输送到蒸发装置"硫酸钠!C7#L=&$或芒硝!C7#L=&+"’J#=$在热气流中干燥并输送至料仓中包装&#$将6[L=&用烧碱!C7=J$转化为铅酸钠!C76[!=J$;$"然后将铅膏与脱硫液分离"滤饼经水洗压滤后"进入熔炼炉冶炼粗铅&滤液输送到处理池"经熟石灰!E7!=J$#$处理"生成石膏!E7L=&+#J#=$&在料场’装载机’传送带和破碎机上的所有废酸均收集至废酸储槽"或者用纯碱和烧碱中和&FEFC粗铅冶炼目前"我国再生铅企业的原料主要是从废铅蓄电池中回收获取的铅膏’栅板和碎铅&其中"栅板可以直接用来火法精炼&粗铅熔炼工序见图;&将从废铅电池中回收的脱硫铅膏!6[E=;’6[=#’6[=和少量6[L=&$’碎铅’熔炼炉渣和精炼炉渣按比例直接送入熔炼炉中"经加热熔化’打渣与除杂"一步形成粗铅&主要反应有%6[E=;66[=jE=#!"$#6[=jE6#6[jE=#!#$6[=#jE66[jE=#!;$6[L=&j#E66[Lj#E=#!&$6[Lj]P66[j]PL!,$#6[L=&jC7#E=;j]PjE66[j]PC7#LjE=#j)E=!($熔炼过程中主要的还原剂是白煤!无烟煤$"通过氧化还原反应从铅的氧化物中提取金属铅&加入3#"环$境$工$程Q9W8RM9/P9U7NQ9089PPR890