一、我國鉛蓄電池基本情況

蓄電池是一種將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲存起來，用電時再將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N直流電源體，由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜和容器5個主要部分組成，通過氧化還原反應(yīng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，可以再充電和反復(fù)使用。由于在成本、穩(wěn)定性、安全性、循環(huán)利用價值等方面具有顯著優(yōu)勢，鉛蓄電池成為了歷史最久、應(yīng)用范圍最廣、使用量最大的一類蓄電池，目前廣泛應(yīng)于交通運輸、通訊、電力、鐵路、礦山、港口、國防、計算機(jī)、科研等國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，在未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)也仍將是蓄電池市場的主力產(chǎn)品。

我國是世界上最大的鉛蓄電池生產(chǎn)國和消費國，2016年規(guī)模以上企業(yè)鉛蓄電池產(chǎn)量約20513萬千伏安時，居市場首位，占世界總產(chǎn)量的比重超過40%。通過近幾年的環(huán)境保護(hù)整頓，我國鉛蓄電池生產(chǎn)企業(yè)數(shù)已經(jīng)由原來的近2000家，銳減至400家左右。目前，我國鉛蓄電池生產(chǎn)企業(yè)主要集中在浙江、江蘇、廣東、山東等四個省份，上述四省鉛蓄電池產(chǎn)量約占到全國總量的50%。浙江省長興縣匯聚了超威動力控股有限公司、天能動力國際有限公司等國內(nèi)大型龍頭企業(yè)。此外，河北、天津、湖北、福建等省市也分布有一些較大型的企業(yè)。

二、回收利用環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益

鉛蓄電池平均使用壽命為2年左右。隨著汽車、電動自行車和儲能等領(lǐng)域?qū)︺U蓄電池市場需求的持續(xù)增長，鉛蓄電池報廢量也隨之逐年增長。據(jù)有關(guān)行業(yè)協(xié)會測算，2016年我國廢鉛蓄電池產(chǎn)生量約為350萬噸。

廢鉛蓄電池由74%的鉛及其化合物、20%的硫酸、6%的塑料構(gòu)成，具有較高的資源回收利用價值。從廢鉛蓄電池中回收鉛，既可以減少原生鉛礦的開采量，又能夠有效降低鉛的環(huán)境健康風(fēng)險。據(jù)測算，與生產(chǎn)原生鉛相比，每噸再生鉛可節(jié)能約65千克標(biāo)煤，節(jié)水235立方米，減少固體廢物排放128噸，減少二氧化硫排放0.03噸。廢鉛蓄電池如果未破損，含鉛酸液被封存在電池殼體內(nèi)，其存放和運輸過程的環(huán)境健康風(fēng)險與鉛蓄電池產(chǎn)品差別不大。但是，如果拆解不當(dāng)或因人為損壞導(dǎo)致重金屬鉛和含鉛酸液泄漏，則會對水體、土壤環(huán)境造成嚴(yán)重污染；重金屬鉛會通過各種途徑進(jìn)入人的食物鏈，在人體某些器官中積蓄而造成慢性中毒，損害大腦神經(jīng)系統(tǒng)，對造血功能、腎臟、骨骼等造成不良影響。

三、廢鉛蓄電池主要回收利用技術(shù)

廢鉛蓄電池回收利用主要是回收其中的鉛資源，包括板柵再熔煉和鉛膏冶煉，其中鉛膏冶煉是廢鉛蓄電池處理的難點。鉛膏約占廢鉛蓄電池總重量的48~50%，其中硫酸鉛占60%、二氧化鉛占28%、一氧化鉛占9%。鉛膏冶煉工藝可以分為火法冶煉和濕法冶煉兩大類，火法冶煉是目前的主流工藝，約占90%，但火法冶煉的鉛回收率相對較低，僅為90~95%，同時易產(chǎn)生含鉛粉塵污染，特別是PM2.5以下含鉛粉塵；濕法冶煉被認(rèn)為是下一代的清潔工藝，部分發(fā)達(dá)國家已開始工業(yè)化實驗，鉛回收率可達(dá)95~98%。

（一）火法冶煉

火法冶煉一般是將鉛膏置于熔爐中，在超過1000℃條件下將鉛膏熔化。如果使用焦炭或者煤作為燃料，會產(chǎn)生大量的二氧化碳、含鉛粉塵和二氧化硫。我國典型的火法冶煉工藝如下：

1.直接用鉛膏冶煉再生鉛

主要冶煉工藝流程為：破碎→分選→鉛膏→脫硫轉(zhuǎn)化→密閉回轉(zhuǎn)短窯富氧燃燒冶煉等。目前，國內(nèi)大型企業(yè)江蘇新春興再生資源有限責(zé)任公司、湖北金洋冶金股份有限公司采用該工藝。

2.硫化鉛-鉛膏混煉

主要工藝特點為：利用原生鉛冶煉設(shè)施，采用硫化鉛與鉛膏中二氧化硫、硫酸鉛進(jìn)行高溫氧化反應(yīng)生成二氧化硫和一氧化鉛，將一氧化鉛用液化氣還原為粗鉛。該技術(shù)能實現(xiàn)鉛精礦與鉛膏的混合熔煉，產(chǎn)生的煙氣可制酸，省去了鉛膏脫硫工序，具有工藝流程短、建設(shè)和運行成本低、氧利用率高、脫硫率高等優(yōu)點。該技術(shù)適用于鉛精礦與鉛膏等二次物料的混合熔煉，不適用于單獨處理鉛膏。目前，河南豫光金鉛集團(tuán)有限責(zé)任公司采用該工藝。

（二）濕法冶煉

濕法冶煉將火法冶煉回收鉛膏過程轉(zhuǎn)移到液相中，利用化學(xué)方法對鉛膏進(jìn)行處理，以克服火法冶煉的高能耗、高鉛揮發(fā)損失、高污染等缺陷，具有高效生產(chǎn)純金屬、產(chǎn)品輸出量大和排放量少等優(yōu)點。在環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格的情況下，濕法冶煉工藝在廢鉛蓄電池處理領(lǐng)域受到越來越多的重視。

濕法冶煉工藝研究經(jīng)歷了鉛膏回收金屬鉛、鉛膏回收氧化鉛2個發(fā)展階段。其中，鉛膏回收金屬鉛技術(shù)延續(xù)了火法冶煉的思路，是國內(nèi)外學(xué)者研究的主要方向；鉛膏回收氧化鉛技術(shù)是近年來開發(fā)的鉛回收新思路，它依據(jù)鉛蓄電池生產(chǎn)企業(yè)對氧化鉛的需要，直接將鉛膏通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氧化鉛。

四、國內(nèi)主要再生鉛企業(yè)情況

近年來，在政策和市場的雙重影響下，中國再生鉛行業(yè)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)深度調(diào)整期，產(chǎn)業(yè)集中度明顯提高，年產(chǎn)10萬噸以上的企業(yè)達(dá)到將近40家。截至2015年底，我國廢鉛蓄電池處理能力已達(dá)720萬噸，再生鉛實際產(chǎn)量178萬噸，其中湖北、江蘇、安徽是再生鉛的主要產(chǎn)區(qū)。我國現(xiàn)有再生鉛企業(yè)大致可以分為三類：

第一類是傳統(tǒng)的再生鉛企業(yè)。如江蘇春興合金（集團(tuán)）有限公司、湖北金洋冶金股份有限公司、安徽華鑫鉛業(yè)集團(tuán)有限公司和安徽華鉑鉛業(yè)有限公司等。這類企業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在技術(shù)裝備、環(huán)境保護(hù)等各方面有明顯的優(yōu)勢。

第二類是鉛蓄電池生產(chǎn)企業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈建立的再生鉛企業(yè)。如駱駝集團(tuán)股份有限公司、天能動力國際有限公司、超威動力控股有限公司等鉛蓄電池生產(chǎn)企業(yè)先后建設(shè)再生鉛項目。上述企業(yè)均為上市企業(yè)，在企業(yè)規(guī)模、技術(shù)裝備、環(huán)境保護(hù)等各方面具有較明顯的優(yōu)勢，成為再生鉛領(lǐng)域重要力量，在廢鉛蓄電池回收體系建設(shè)中發(fā)揮了積極作用。

第三類是原生鉛等有色金屬冶煉企業(yè)。如河南豫光金鉛集團(tuán)股份有限公司，2014年5月，該企業(yè)在江西新建的年處理18萬噸廢鉛蓄電池項目建成投產(chǎn)，其廢舊鉛蓄電池年處理能力達(dá)到54萬噸。

來源:中國固廢化學(xué)品管理  作者:何藝

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