[发明专利]一种利用废铅渣、烟道灰生产黄丹、红丹的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及置换反应器技术领域，具体涉及一种利用废铅渣、烟道灰生产黄丹、红丹的工艺。

背景技术

四氧化四铅(Pb₃0₄)，俗称红丹，不仅是国防建设、冶金、化工、陶瓷、印染的重要化工原料，而且也是生产铅酸电池的主要原料，随着汽车、能源、通讯和交通等支柱产业的快速发展，铅酸蓄电池的需求也越来越大，但铅的储量按现有生产规模也只有25-30年的使用年限。随着矿铅资源的紧缺，调整优化再生铅的产业结构，提高废铅废电池的综合利用，促进资源回收的良性循环，利用含铅废料生产氧化铅尤为重要。

如中国专利(CN101792176A)于2010年8月4日公开了“一种干湿法工艺技术生产纳米级红丹(四氧化三铅)的制备方法”(专利号ZL201010112604.7)。该方法是利用界首市田营工业园区(国家级城市矿产示范园区)再生铅冶炼企业产生的大量废铅渣和烟道灰通过预处理、浸出、合成、煅烧工序，生产出红丹产品。

上述技术方案通过实施存在如下缺陷：一.在预处理阶段，加入硫酸，不仅增加了生产成本，而且存在严重的安全生产隐患，包括硫酸的采购、保管、使用环节。二.在“合成”和“煅烧”阶段，将“浸出”工序浸出的硝酸铅溶液加入重量比为100:2-20的碳酸铵或碳酸氢铵，合成生产碳酸铅和硝酸铵，然后将碳酸铅进入氧化炉煅烧，直接生产出红丹产品。这个过程生产的产品纯度不够，更重要是释放高毒烟气较浓，不仅污染大气而且容易造成工人铅中毒。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种经济效益好，环保无污染的利用废铅渣、烟道灰生产黄丹、红丹的工艺。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种利用废铅渣、烟道灰生产黄丹、红丹的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)预处理(物理方法)：

由原来使用硫酸进行预处理的化学方法改为物理处理方法，由于铅在烟道灰和铅渣中以夹带的形式存在，铅的含量在40-50％，根据它们的比重悬殊，首先将铅渣磨粉，然后和烟道灰一起或分别通过布袋洗涤，将烟灰滤去，其中洗涤水可循环使用，滤出的烟灰作为副产品可作为制砖材料，滤去烟灰后的铅渣(粒)铅含量在80-90％左右；

2)浸出：

将滤去烟灰后的铅渣(粒)加入硝酸，铅渣：硝酸的重量比为100:2，混合搅拌均匀，放入储存罐浸泡20-30分钟，沉淀过滤净化得硝酸铅溶液，滤出的废渣返回粗铅冶炼，硝酸的浓度是30％；

3)置换与磁选：

将净化后的硝酸铅溶液放入硝酸铅溶液三级置换反应器中，一级反应加入铁沫，硝酸铅溶液为铁沫的重量比为100:2-5，其中铁沫采用过量方式，混合搅拌20-30分钟；二级反应加入重量比为100:1-2铁沫，混合搅拌20-30分钟；三级反应加入重量比为100:0.5-1的铁沫，混合搅拌20-30分钟；由于为了使硝酸铅溶液置换反应彻底加入了过量的铁沫，置换出的铅中含有未反应的铁沫，因此还需要通过磁选将富余的铁沫选出，就可制得铅材料；

将富余的铁沫进入下一次的置换，将硝酸铁溶液蒸发浓缩形成硝酸铁晶体可用于其他工业；

4)熔化、制粉、煅烧：

将步骤3)中置换出的铅材料熔化、制粉，生产出黄丹产品，再将黄丹产品送入“一种利用太阳能加热辅助电加热的环保转筒式红丹氧化炉”(专利号ZL201310465139.9)进行煅烧，煅烧温度控制在480℃-650℃，煅烧过程不再使用加入硝酸铵作为催化剂，而是使用专利号为CN201410216814.9公开的“利用智能供氧装置快速制备红丹的方法”工艺技术，往氧化炉内送入氧气，达到加速氧化反应的目的。

所述步骤3)中所述的三级置换反应器，包括一圆柱形耐酸反应仓，所述反应仓内部由上向下依次分为上反应仓、中反应仓和下反应仓，其中反应仓的大小可以根据生产规模的大小配套制作，所述上反应仓的上端开有入料口，所述入料口连接有料斗；

所述上反应仓、中反应仓和下反应仓内均通过落料挡板分成上仓和下仓，所述落料挡板呈凹形结构，在凹形的底部留有上落料口，在所述上落料口处安装有启闭阀门，通过启闭阀门自动控制上落料口的启闭，所述下仓的底面为一平面，正对着上仓的上落料口留有下落料口，在下落料口处不设启闭阀门，物料可由下落料口直接落入下一级反应仓；所述下仓一侧设有出料口，所述下仓底部的平面上装有一收铅车，所述收铅车底部设有布袋滤网，所述出料口位于收铅车一端；