工业领域绿色低碳技术应用案例1 再生铅资源循环利用及高效清洁生产技改工程.docx

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1、案例1再生铅资源循环利用及高效清洁生产技改工程主要完成单位：河南豫光金铅股份有限公司主要完成人员：童成业、李谦、郑嘉宝、夏胜文、孔祥征再生铅资源是指通过回收利用废旧铅酸电池、废铅制品以及其他含铅废物，经过一系列处 理和再生工艺，将其中的铅元素提取出来并加以精炼，生产成为可再利用的铅产品。这些铅产品 可以用于制造新的铅酸电池、铅板、铅管、合金等，实现了废物资源的再生利用。一、项目背景实现“碳达峰碳中和”目标是国家可持续发展的重要战略，以选冶金为代表的资源加工型 流程工业，对资源和能源依赖度高，能耗高，对其典型环节应用绿色制造技术对我国“双碳”目 标实现具有重要的战略意义。当前，诸如氧气底吹熔炼-

2、液态高铅渣直接复原工艺、废旧铅酸蓄电 池自动分别-底吹熔炼再生铅工艺、氧气底吹炼金银工艺等铅冶炼行业先进技术，能够有效地实现 资源高效循环利用。但是，环境保护、能源消耗、碳排放等一些客观因素严峻制约了上述核心先 进技术的产业化，阻滞了铅冶炼企业主动担当社会责任、进展循环经济、加强资源利用的进程， 亟需以清洁生产、节能减排为导向，结合国家和省市各项有色金属工业进展规划和政策，推动建 设循环利用及高效清洁生产技改工程。河南豫光金铅股份有限公司开展再生铅资源循环利用及高效清洁生产技改工程，基于国家 中央预算重金属污染治理专项资金配套建设，是国家重点研发计划中的课题“原生矿协同多形态 铅基固废冶炼技术

3、与大型化装备”、“协同熔炼过程自适应在线智能优化控制系统”、“有色金属浇 铸全流程的机器人生产线构建及应用”等三个国家课题子项研究成果的有效转化，实现了铅冶炼 装备大型化。主要使用豫光自有的“氧气底吹熔炼-液态高铅渣底吹喷煤直接还原-液态含锌渣直 接流入烟化炉喷煤烟化提锌-液态铅直接流入连续脱铜炉连续脱铜-液态铅直接泵入脱铜锅深度脱 铜-大极板电解”的铅冶炼工艺。二、创新点及相关技术内容创新点L应用世界先进的粉煤喷吹技术传统烧结-鼓风炉还原熔炼技术能耗高且烧结的氧化反应热不能利用、烧结块残硫高且污 染环境、烧结返料量大、硫回收率低、鼓风炉操作环境差等共性缺点，易导致能源浪费、环境污 染、资源浪

4、费、生产效率低下和社会影响等严重后果。针对上述现实问题，项目在对还原炉、烟 化炉喷煤进行改造时，采用世界先进的克莱德粉煤喷吹技术，精确、均匀、便捷、环保，节能效 果显著。还原炉渣含铅降到L5%以下，达到行业先进标准。32m2烟化炉底部采用炉缸方式，一节 水套采用铜水套，提高作业率。烟化炉采用渣粒化技术，水淬蒸汽集中排放，解决低空蒸汽影响 操作难题、渣带黑水环保问题。粗铅冶炼系统耗煤量减少。85万t/a。停止给料机I图1粉煤喷吹技术流程图创新点2：改造粗铅连续除铜技术传统粗铅火炼法环境污染大，而熔铅锅除铜工艺存在密闭性差、能耗高、工序冗长、作业 条件恶劣等缺点，易导致环境污染加剧，严重影响到企业

5、的经济效益、社会形象和环境质量。针 对上述现实问题，项目改造技术简化流程，形成粗铅脱铜采用液态铅+连续脱铜炉技术，把反射炉 处理铜浮渣的过程与粗铅熔析除铜过程有机的结合起来，相当于把浮渣反射炉置于除铜锅上的联 合设备，通过外置循环铅，不断地实现铜的析出和硫化，使其形成冰铜，消除了中间产物一浮渣。 改造后的技术流程短、能耗低，环保效果好，同时能够改善劳动条件，减轻劳动强度，提高劳动 生产率，降低了生产成本，便于实践机械化和自动化。I _ Il循环锅冷却锅返回锅原料运返回室图2连续除铜炉示意图创新点3:实现制酸系统低温余热回收目前多数铅冶炼制酸系统转化工段采用循环水降温法技术,需要大量的水来进行循

6、环降温, 而且由于生产过程中涉及到酸洗等工序,水会受到污染而需要频繁更换,导致大量水资源的浪费， 并且多数设备未有效开展热能回收利用，导致电耗较大，增加了生产成本，同时也浪费了能源资 源。针对上述现实问题，项目在炼铅冶炼行业首次运用和采用了硫酸转化低温热利用新技术，在 节能措施方面做出重大突破，实现一吸冷却循环水“零”消耗，并利用低温热产出蒸汽，节能效 果显著O图3 硫酸低温余热回收技术装备创新点4:实现新型智能装备的集成创新应用传统再生铅工艺普遍缺乏实时监控、远程控制与机器人应用，需要人工进行更频繁的检查 和调节。同时，传统工艺可能较少使用智能装备、自动化、智能化平台，导致生产过程中信息化

7、水平较低，管理效率也相对较低。针对上述现实问题，项目实现铅冶炼控制系统全面升级，实时 监控系统运行状态、温度、流量等工艺参数，实现了远程控制、生产连锁和自动调节功能。机器 人代替传统机械和人工在电解机组得到广泛应用。红外热成像短路检测系统代替人工推小车判断 阴阳极板短路故障，判断精准迅速。新型智能装备的集成创新及应用实现了整个作业过程的数据 化、信息化流程控制，实现产品现代化和精益化管理，为绿色低碳冶炼提供自动化、智能化平台 以及更高效的生产管理和资源利用效率。图4 DCS系统、监控、信息化网络化结构三、经验总结与推广价值再生铅资源循环利用及高效清洁生产技改工程项目提高了系统自动化、智能化、环

8、保水平 以及系统安全性，集自主专利、行业最新发展态势、国内外最先进的铅冶炼技术、最严环保要求 为一体，形成目前铅冶炼先进、环保、绿色低碳的工艺流程，实现了铅冶装备大型化，是世界单 系列处理能力最大的炼铅系统。根据河南豫光金铅股份有限公司的应用案例自主测算结果,相较于改造前落后生产线而言, 项目经济效益显著。主要体现在：一是耗煤降低，粗铅冶炼系统耗煤量可减少L15万ta,每年可 节约成本约1050万元；二是人工费减少。火法系统人员由310人减少至162人，人工费每年减 少888万元；三是耗电耗水降低。每年节约水电费约327万元；四是硫酸系统采用低温余热回收 新技术，每年降低成本约678万元。同时，项目还具有显著的环境效益。项目采用粉煤喷吹，炉 渣粒化、硫酸低温余热回收等先进技术，降低了对当地环境存在的潜在风险，实现了企业发展与 地方环境发展的有机协调，每年减排二氧化硫79t、氮氧化物8找、颗粒物6J2021年我国再生铅产能776万吨/年，再生铅产量366万吨/年，但是产能严重过剩、产 能利用率较低，且产业发展水平仍显著低于全球平均水平。因此，推广再生铅资源循环利用及高 效清洁生产技改工程项目经验，有助于推动行业在符合节能减排环保要求的基础上，进一步提升 产业发展水平，助力动力电池、化工等领域进一步发展。