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废铅蓄电池资源再生行业硫污染防治研究

宋金超  
【摘要】:废铅酸蓄电池中含有大量的硫酸和硫酸铅,在其再生过程中不可避免会造成硫酸雾及SO_2等污染,本文系统地研究了再生铅行业各生产环节中硫污染、控制和硫资源化利用新技术,为行业提供参考。以15万吨/年废铅蓄电池存储和破碎分选系统为例,通风量均为36000Nm~3/h,酸雾含量30-60mg/Nm~3。采用1.0 mol/L氢氧化钠溶液作为吸收液,喷淋循环量为30 m~3/h,废电池存储点硫酸雾排放平均浓度降低至0.54 mg/m~3;喷淋循环量为30 m~3/h,破碎分选环节硫酸雾排放平均浓度降低至1.22 mg/m~3;酸雾吸收效率高达98%,废气中硫酸排放总量共可减少25.29 t/a。对废铅膏实施预脱硫处理,脱硫后的铅膏再去熔炼,是再生铅企业烟气二氧化硫污染控制的一个有效方法。分别采用碳酸钠和碳酸氢铵作为铅膏脱硫剂,脱硫后的铅膏中硫含量均可稳定降低至满足工业需求的0.5%。当使用碳酸钠作为脱硫剂,反应条件为:搅拌速度为40 rpm、液固比为1.5:1、摩尔比n(Na_2CO_3):n(Pb SO_4)为1.05:1、反应时间为40 min,可使物料含硫率从5-7%降低至低于0.5%。当使用碳酸氢铵作为脱硫剂,反应条件为:搅拌速度为40 rpm、液固比为2:1、摩尔比n(NH_4HCO_3):n(Pb SO_4)为2.1:1、反应时间为60 min,可使物料含硫率从5-7%降低至低于0.5%。副产物硫酸钠或硫酸铵通过净化-结晶-干燥后,纯度均可达到99%以上,且符合国家标准一等品品质,以此实现了硫的资源化利用。采用铅膏脱硫与低温熔炼烟气脱硫协同的碳酸氢铵脱硫方法能够兼顾铅膏资源化利用与烟气二氧化硫深度净化。在保证铅膏含硫率0.5%的前提下,可使冶炼烟气脱硫率稳定保持在较高水平。当烟气SO_2入口浓度为2397-3714 mg/m~3,u=1.36 m/s,液气比为2 L/m~3时,烟气脱硫效率95%;副产物硫酸铵纯度99%。对烟气中二氧化硫进行吸收浓缩再催化制酸是再生铅企业另一个二氧化硫污染控制应用较多的方法。研究了1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐(C_8H_(16)N_2O_4S)离子液脱硫-制酸技术处理铅膏高温熔炼烟气,当离子液质量分数为20%、温度为50℃时,脱硫率最高,可达到99.36%;再生最佳温度为110℃,再生率能达到96.33%,解吸的二氧化硫纯度为99.12%-99.67%;同时,制备的98%硫酸符合国家标准一等品要求(GB/T534-2014)。


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