废铅酸蓄电池火法冶炼资源化过程中铅污染物生成、迁移与分布模型研究

Recycling of waste lead-acid batteries is an important subject due to the fact that they made a great impact on the environment(namely lead poisoning) in recent years. However, the generation, transport and-distribution of predictions and response model for lead pollutants in the waste lead-acid batteries hydrometallurgical recycling process have not been reported.Therefore, based on recycling process of waste lead-acid batteries, this research program focused on the predicting and response model for lead pollutants in the recycling of the waste lead-acid battery paste throgh hydrometallurgical process. The program is expected to obtain the formation, transportation and distribution rule of lead pollutants in the waste lead-acid battery paste hydrometallurgical recycling process, At last, the program will establish thermodynamics and dynamics models for description of the releasing, formation and transport of lead pollutants in the environment. The objective of this research is to provide a theoretic basis for formation rule and pollution control mechanism of lead pollutants in recycling of waste lead-acid battery paste.

由于频发“血铅事件”，废铅酸蓄电池火法冶炼产生的铅污染问题受到广泛关注。但目前废铅酸蓄电池铅膏火法冶炼资源化过程中铅污染物生成、释放、扩散至周边大气环境的相关预测与响应模型还未见报道。鉴于此，本项目以废铅酸蓄电池主要组分铅膏为研究对象，基于废铅酸蓄电池回收流程，采用现场实验和室内模拟相结合的方式，构建废铅酸蓄电池火法冶炼资源化过程中铅污染物生成、迁移与分布模型，并对模型进行验证和修正，以期阐明废铅酸蓄电池铅膏火法冶炼资源化过程中铅污染物的生成机制，探索不同冶炼条件下，铅污染物在周边环境分布特征及其响应关系，明确铅污染物的迁移输送途径，建立描述铅污染物释放、生成、扩散至周边大气环境的相关模型，利用相关模型对铅污染物进行预测，并与实测值对照，为深化认识废铅酸蓄电池铅膏火法冶炼过程中铅污染物的“生成”和“控制”的环境化学过程提供可靠的基础数据和理论依据。

由于频发“血铅事件”，废铅酸蓄电池火法冶炼产生的铅污染问题受到广泛关注。本项目以经过破碎分选、脱硫预处理后的电动车铅酸蓄电池、家庭小汽车铅酸蓄电池的铅膏为研究对象，基于废铅酸蓄电池回收流程，结合现场实验和实验室模拟实验，分析了废铅酸蓄电池铅膏火法冶炼资源化过程中铅、硫、氯等元素在冶炼前后组成、存在形式及变化行为，利用相关软件预测铅的相组成、相含量及其变化规律和生成形态，深入探讨了铅污染物的来源与生成机制；研究了不同冶炼温度、不同冶炼时间、不同冶炼气氛、不同脱硫效果、不同预处理分选效果等因素在冶炼过程中对铅污染物生成的影响，通过归纳冶炼过程中铅污染物与温度、反应时间、气氛、硫氯含量等影响因素之间的定量关联，构建铅污染物生成与各因素相关耦合模型，揭示不同冶炼条件下，铅污染物在周边环境分布规律；在研究铅赋存形态与热稳定性的关系的基础上，项目组采用高温管式炉模拟火法冶炼回收铅膏，研究回收过程中铅在各个残留和排放渠道（排放气体、烟尘、管壁残留和回收产物）的分布比例，以及采用不同冶炼条件（冶炼气氛、冶炼时间、冶炼温度、铅膏脱硫率）下铅在回收过程中的含量和分布，研究了铅在火法冶炼过程中的迁移特性。项目组研究发现含有重金属的铅膏在进入冶炼炉后，其最终在冶炼炉各区域的分布比例与铅膏中重金属含量关系不大，而是与铅膏的回收处理工艺、冶炼条件以及冶炼过程所发生的化学反应关系较大。通过项目实施，发表论文8篇，SCI检索2篇,申请专利2件，已获授权1件，指导毕业硕士研究生5人,在读研究生1名，培养了年轻教师4名，其中2名青年教师通过本项目的锻炼，获批国家自然科学基金-地区科学基金项目。