本發(fā)明涉及一種廢舊鎳氫電池的回收處理工藝。
背景技術(shù)：
：隨著工業(yè)發(fā)展，大量的鎳氫電池被生產(chǎn)出來(lái)并使用，這樣隨著時(shí)間的推移，廢舊的鎳氫電池就會(huì)越來(lái)越多，而廢舊鎳氫電池如不處理直接丟棄在大自然中，就會(huì)造成很大的污染。同時(shí)，廢舊鎳氫電池中的鎳、鈷、稀土含量高，回收價(jià)值大。目前國(guó)內(nèi)外采用火法回收廢舊鎳氫電池的廠家稀少，大多數(shù)采用焙燒爐、電爐冶煉，存在產(chǎn)品鎳鐵合金價(jià)值低，鎳、鐵不可分離回收的問(wèn)題，同時(shí)，整個(gè)過(guò)程能耗高，效率低，產(chǎn)生硫氧化物和氮氧化物，污染大，爐體煙塵浪費(fèi)未回收，冶煉過(guò)程對(duì)爐體、爐底腐蝕性大，安全性低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在提供一種工藝簡(jiǎn)單、新穎、安全性較高、污染較小的廢舊鎳氫電池的回收處理工藝。本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)：一種廢舊鎳氫電池的回收處理工藝，按以下步驟進(jìn)行，(a)首先將廢舊鎳氫電池、河砂、石灰石和硫化劑以一定的質(zhì)量比加入到起爐并處于保溫狀態(tài)的富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)，往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)充入富氧空氣并加入顆粒煤，保持富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)為氧化氣氛并持續(xù)升溫，直至加入富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)的所有物料完全熔化并將各種金屬元素氧化生成熔池；其中，廢舊鎳氫電池、河砂、石灰石和硫化劑的質(zhì)量比為(60～85)：(3～10)：(3～10)：(10～25)；為了保證富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)為氧化氣氛并持續(xù)升溫，充入的富氧空氣的量為1400～1800m3，過(guò)氧系數(shù)α控制為0.7～0.8，可通過(guò)顆粒煤的用量來(lái)達(dá)到過(guò)氧系數(shù)α的控制；一般情況下，富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)持續(xù)升溫至1300℃以上，就可以達(dá)到所有物料完全熔化的目的。實(shí)際操作時(shí)，為了便于操作及考慮工作效率，一般此步驟的時(shí)間控制在30～80min即可達(dá)到所有物料完全熔化并將各種金屬元素氧化生成熔池的目的；(b)之后繼續(xù)往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)加入顆粒煤和硫化劑并充入富氧空氣，保持富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)為還原氣氛，熔池內(nèi)的鎳、鈷和鐵元素發(fā)生造硫過(guò)程形成冰鎳，所述冰鎳將進(jìn)入爐缸并將冰鎳從虹吸口處壓出，收集所述冰鎳，其余金屬元素以氧化物形式形成稀土渣，所述稀土渣上浮進(jìn)入渣層；為保證富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)為還原氣氛并及時(shí)提供熱量，充入的富氧空氣的量為1400～1800m3，過(guò)氧系數(shù)α控制為0.4～0.5，可通過(guò)顆粒煤的用量來(lái)達(dá)到過(guò)氧系數(shù)α的控制；加入的硫化劑的量為步驟(a)中所加入的廢舊鎳氫電池總重量的10～25％。實(shí)際操作時(shí)，為了便于操作及考慮工作效率，一般此步驟的時(shí)間控制在30～60min；(c)最后往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)加入顆粒煤并充入富氧空氣，升溫直至溫度達(dá)到1350～1500℃，將稀土渣從渣口放出并以水淬方式降溫收集。為保證富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)溫度達(dá)到要求，充入的富氧空氣的量為1400～1800m3，過(guò)氧系數(shù)α控制為0.6～0.7，可通過(guò)顆粒煤的用量來(lái)達(dá)到過(guò)氧系數(shù)α的控制。實(shí)際操作時(shí)，為了便于操作及考慮工作效率，一般此步驟的時(shí)間控制在10～30min。所述步驟(a)、(b)和(c)中均產(chǎn)生煙塵，所述煙塵上升至爐頂流出至鍋爐降溫后經(jīng)收塵裝置收集。所述富氧空氣的氧氣含量一般為40～80％，具體氧氣含量為多少，可根據(jù)過(guò)氧系數(shù)調(diào)整。本發(fā)明中，過(guò)氧系數(shù)α為燃燒1kg燃料所實(shí)際供給的氧氣質(zhì)量與完全燃燒1kg燃料所需的理論氧氣質(zhì)量之比；例如一定質(zhì)量的氧氣與碳完全燃燒就為1，過(guò)氧系數(shù)α為0.7就表示為燃燒1kg碳所實(shí)際供給的氧氣質(zhì)量/完全燃燒1kg燃料所需的理論氧氣質(zhì)量的值等于0.7。步驟(a)定義為氧化升溫期，廢舊鎳氫電池、石灰石、河沙、硫化劑分別通過(guò)皮帶連續(xù)送入，并通過(guò)中控調(diào)控顆粒煤和富氧空氣的用量，顆粒煤、硫化劑及廢舊鎳氫電池中的隔膜、塑料等有機(jī)物與富氧空氣反應(yīng)，為爐體產(chǎn)生熱供應(yīng)，廢舊鎳氫電池中的各種金屬元素如鎳、鈷、鐵、稀土、錳、鋁和鋅等開(kāi)始與氧氣反應(yīng)，形成熔池。步驟(b)定義為還原期，此刻不進(jìn)原料，只通過(guò)中控調(diào)控加入顆粒煤、硫化劑和富氧空氣的用量，為爐體產(chǎn)生熱供應(yīng)的同時(shí)，產(chǎn)生還原氣氛，硫化劑與鎳、鈷、部分鐵元素發(fā)生造锍過(guò)程，產(chǎn)生冰鎳，進(jìn)入富氧側(cè)吹還原爐的爐缸，大多數(shù)鐵和絕大多數(shù)的稀土、錳、鋁、鋅仍然以氧化物的形式上浮進(jìn)入渣層。還原期末，持續(xù)產(chǎn)生的冰鎳通過(guò)富氧側(cè)吹還原爐是的虹吸口壓出爐外。冰鎳可送下游通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)磨浮濕法回收鎳、鈷、鐵。步驟(c)定義為放渣期間，此刻不進(jìn)原料，只通過(guò)中控調(diào)控加入顆粒煤和富氧空氣的用量，提升爐溫至1350～1500℃，從富氧側(cè)吹還原爐的渣口放出稀土渣并水淬降溫，稀土渣可進(jìn)一步回收稀土，回收稀土的方法可為現(xiàn)有技術(shù)中的任何一種。本發(fā)明的一種廢舊鎳氫電池的回收處理工藝，利用富氧側(cè)吹還原爐熔池熔煉的特點(diǎn)，無(wú)需將廢舊鎳氫電池進(jìn)行破殼拆解，從富氧側(cè)吹還原爐的風(fēng)口充入富氧空氣，攪拌力度大，能量利用率高。富氧側(cè)吹還原爐的水套掛渣保護(hù)爐體，爐底由鉻鎂磚、保溫磚保護(hù)，抗腐蝕能力強(qiáng)，生產(chǎn)安全性高。本發(fā)明方法，生產(chǎn)效率快，能耗低，適用于大規(guī)模處理廢舊鎳氫電池；本發(fā)明方法，工藝路線簡(jiǎn)單新穎，產(chǎn)品為冰鎳和稀土渣，產(chǎn)生的煙塵可通過(guò)鍋爐經(jīng)收塵裝置收集處理，本發(fā)明產(chǎn)生的冰鎳可通過(guò)濕法進(jìn)一步分離提純鎳、鐵、鈷，稀土渣可進(jìn)一步根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)回收稀土，回收的鎳、鐵、鈷及稀土的純度高，價(jià)值大。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例之表述。實(shí)施例1一種廢舊鎳氫電池的回收處理工藝，按以下步驟進(jìn)行，(a)首先將廢舊鎳氫電池、河砂、石灰石和硫化劑按質(zhì)量比75：5：6：14通過(guò)皮帶連續(xù)輸送至富氧側(cè)吹還原爐的爐料進(jìn)口處加入到起爐并處于保溫狀態(tài)的富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)，同時(shí)通過(guò)富氧側(cè)吹還原爐的風(fēng)口往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)充入氧氣含量為80％的富氧空氣1600m3，通過(guò)控制顆粒煤的用量來(lái)控制過(guò)氧系數(shù)α為0.8，保持富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)為氧化氣氛并持續(xù)升溫至1700℃，直至加入富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)的所有物料完全熔化并將各種金屬元素氧化生成熔池；整個(gè)過(guò)程的時(shí)間控制為40min；(b)之后繼續(xù)往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)加入顆粒煤和硫化劑并充入氧氣含量為50％的富氧空氣1700m3，通過(guò)控制顆粒煤的用量來(lái)控制過(guò)氧系數(shù)α為0.5，加入的硫化劑的量為步驟(a)中所加入的廢舊鎳氫電池總重量的10％，保持富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)為還原氣氛，使得熔池內(nèi)的鎳、鈷和鐵元素發(fā)生造硫過(guò)程形成冰鎳，冰鎳進(jìn)入爐缸并將冰鎳從虹吸口處壓出，收集冰鎳，其余金屬元素以氧化物形式形成稀土渣，稀土渣上浮進(jìn)入渣層；整個(gè)過(guò)程的時(shí)間控制為30min；(c)最后往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)加入顆粒煤并充入氧氣含量為80％的富氧空氣1600m3，通過(guò)控制顆粒煤的用量來(lái)控制過(guò)氧系數(shù)α為0.7，直至富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)溫度達(dá)到1500℃，此時(shí)將稀土渣從渣口放出并水淬降溫收集，整個(gè)過(guò)程的時(shí)間控制為10min。步驟(a)、(b)和(c)中產(chǎn)生的煙塵上升至爐頂流出至鍋爐降溫后經(jīng)回收裝置收集。將產(chǎn)品冰鎳進(jìn)行檢測(cè)，其組成為Ni3S2、NiO、NiS、FeS、CoS、CoO，各成分元素含量如表1所示。表1冰鎳各成分元素含量元素名稱NiCoFeS含量(％)5041518將產(chǎn)品稀土渣進(jìn)行檢測(cè)，各組成含量如表2所示。表2稀土渣各組成含量組成名稱RE2O3NiOCo3O4SiO2FeOCaOMnO2ZnOAl2O3含量(％)9.40.50.1293421211實(shí)施例2一種廢舊鎳氫電池的回收處理工藝，按以下步驟進(jìn)行，(a)首先將廢舊鎳氫電池、河砂、石灰石和硫化劑按質(zhì)量比70：8：9：13通過(guò)皮帶連續(xù)輸送至富氧側(cè)吹還原爐的爐料進(jìn)口處加入到起爐并處于保溫狀態(tài)的富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)，同時(shí)通過(guò)富氧側(cè)吹還原爐的風(fēng)口往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)充入氧氣含量為75％的富氧空氣1700m3，通過(guò)控制顆粒煤的用量來(lái)控制過(guò)氧系數(shù)α為0.7，保持富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)為氧化氣氛并持續(xù)升溫至1600℃，直至加入富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)的所有物料完全熔化并將各種金屬元素氧化生成熔池；整個(gè)過(guò)程的時(shí)間控制為60min；(b)之后繼續(xù)往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)加入顆粒煤和硫化劑并充入氧氣含量為55％的富氧空氣1500m3，通過(guò)控制顆粒煤的用量來(lái)控制過(guò)氧系數(shù)α為0.5，加入的硫化劑的量為步驟(a)中所加入的廢舊鎳氫電池總重量的15％，保持富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)為還原氣氛，使得熔池內(nèi)的鎳、鈷和鐵元素發(fā)生造硫過(guò)程形成冰鎳，冰鎳進(jìn)入爐缸并將冰鎳從虹吸口處壓出，收集冰鎳，其余金屬元素以氧化物形式形成稀土渣，稀土渣上浮進(jìn)入渣層；整個(gè)過(guò)程的時(shí)間控制為45min；(c)最后往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)加入顆粒煤并充入氧氣含量為60％的富氧空氣1600m3，通過(guò)控制顆粒煤的用量來(lái)控制過(guò)氧系數(shù)α為0.7，直至富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)溫度達(dá)到1450℃，此時(shí)將稀土渣從渣口放出并以水淬方式降溫收集，整個(gè)過(guò)程的時(shí)間控制為20min。步驟(a)、(b)和(c)中產(chǎn)生的煙塵上升至爐頂流出至鍋爐降溫后經(jīng)回收裝置收集。將產(chǎn)品冰鎳進(jìn)行檢測(cè)，其組成為Ni3S2、NiO、NiS、FeS、CoS、CoO，各成分元素含量如表1所示。表1冰鎳各成分元素含量元素名稱NiCoFeS含量(％)5531225將產(chǎn)品稀土渣進(jìn)行檢測(cè)，各組成含量如表2所示。表2稀土渣各組成含量實(shí)施例3一種廢舊鎳氫電池的回收處理工藝，按以下步驟進(jìn)行，(a)首先將廢舊鎳氫電池、河砂、石灰石和硫化劑按質(zhì)量比65：12：11：12通過(guò)皮帶連續(xù)輸送至富氧側(cè)吹還原爐的爐料進(jìn)口處加入到起爐并處于保溫狀態(tài)的富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)，同時(shí)通過(guò)富氧側(cè)吹還原爐的風(fēng)口往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)充入氧氣含量為70％的富氧空氣1650m3，通過(guò)控制顆粒煤的用量來(lái)控制過(guò)氧系數(shù)α為0.75，保持富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)為氧化氣氛并持續(xù)升溫至1500℃，直至加入富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)的所有物料完全熔化并將各種金屬元素氧化生成熔池；整個(gè)過(guò)程的時(shí)間控制為80min；(b)之后繼續(xù)往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)加入顆粒煤和硫化劑并充入氧氣含量為55％的富氧空氣1700m3，通過(guò)控制顆粒煤的用量來(lái)控制過(guò)氧系數(shù)α為0.6，加入的硫化劑的量為步驟(a)中所加入的廢舊鎳氫電池總重量的20％，保持富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)為還原氣氛，使得熔池內(nèi)的鎳、鈷和鐵元素發(fā)生造硫過(guò)程形成冰鎳，冰鎳進(jìn)入爐缸并將冰鎳從虹吸口處壓出，收集冰鎳，其余金屬元素以氧化物形式形成稀土渣，稀土渣上浮進(jìn)入渣層；整個(gè)過(guò)程的時(shí)間控制為80min；(c)最后往富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)加入顆粒煤并充入氧氣含量為60％的富氧空氣1600m3，通過(guò)控制顆粒煤的用量來(lái)控制過(guò)氧系數(shù)α為0.7，直至富氧側(cè)吹還原爐內(nèi)溫度達(dá)到1350℃，此時(shí)將稀土渣從渣口放出并以水淬方式降溫收集，整個(gè)過(guò)程的時(shí)間控制為30min。步驟(a)、(b)和(c)中產(chǎn)生的煙塵上升至爐頂流出至鍋爐降溫后經(jīng)回收裝置收集。將產(chǎn)品冰鎳進(jìn)行檢測(cè)，其組成為Ni3S2、NiO、NiS、FeS、CoS、CoO，各成分元素含量如表1所示。表1冰鎳各成分元素含量元素名稱NiCoFeS含量(％)5041021將產(chǎn)品稀土渣進(jìn)行檢測(cè)，各組成含量如表2所示。表2稀土渣各組成含量組成名稱RE2O3NiOCo3O4SiO2FeOCaOMnO2ZnOAl2O3含量(％)7.80.512536222.111當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3