含铅危险固体废物环保再生处理措施探讨

文_潘军 萍乡市环科环保技术服务有限公司

锡铅合金焊料使用、废铅蓄电池、矿物冶炼、立德粉生产等均属于我国含铅危险固体废物主要来源。由于含铅危险固体废物能够造成大气、水体、土壤污染并破坏生态环境，近年来我国政府对含铅危险固体废物环保再生处理的重视程度不断提升。提高含铅危险固体废物环保再生处理水平是本文开展具体研究的原因所在。

1 含铅危险固体废物主要来源

1.1 锡铅合金焊料使用

锡铅合金焊料广泛应用于我国电子信息产品制造，但在应用锡铅合金焊料的具体焊接过程中，高温氧化会导致以硒铅氧化物为主要成分的氧化渣大量产生。这种氧化渣便属于典型的含铅危险固体废物，其对环境、人体均会造成较大威胁，我国环保部门早已将其列入国家强制管理的危险固体废物范畴。

1.2 废铅蓄电池

废铅蓄电池由连接条、排气栓、端子等零件，以及隔板、电池槽、正负极板、电解液等构成，正负极板由活性物质（PbO2、Pb、PbSO4）和栅板（铅锑合金或其它铅基合金）构成。在废铅蓄电池组成的铅膏或填料中，活性物质填料和腐蚀后的极板占比大约为50%～55%，未被腐蚀的连接物、栅板、电极板占比则为45%～50%。

1.3 矿物冶炼

阳极沉积物、铜转炉烟灰矿渣、钢厂电弧炉烟灰、锌厂废渣等同样属于典型的含铅危险固体废物。以阳极沉积物为例，该含铅危险固体废物源于粗铅电解精炼过程，含有大量Pb、Ag有价金属、以及Au、Ag等贵金属，由于产出率为粗铅的1.2%～1.8%，阳极沉积物的产量较高，处理压力也较大。

1.4 立德粉生产

作为广泛应用的白色颜料，立德粉的生产包括硫酸锌的制备与提纯等环节，其在生产过程中产生的大量废渣同样属于典型的含铅危险固体废物。在酸浸取氧化锌制备硫酸锌生产过程中，该环节会产生大量废铅泥，废铅泥排放量为单位立德粉生产量的15%～35%，主要成分为20%～30%Pb、5%～10%Zn，Pb主要形态为PbO、PbSO4。

2 含铅危险固体废物的主要回收技术

铅回收技术属于含铅危险固体废物环保再生处理的重点环节，火法、湿法回收技术均属于典型的铅回收技术。

2.1 火法回收技术

低品位立德粉浸出渣的铅回收可以应用火法回收技术。这一技术以PbS为还原剂，PbO、PbSO4由此即可还原成铅。在低温碱性熔炼法的具体应用中，为避免低品位立德粉浸出渣的铅回收过程析出SO2，并保证伴生元素的造渣，低温碱性熔炼法的溶剂需选用NaOH，综合熔炼温度、渣/还原剂之比、熔炼时间、碱矿比等因素。应用低温碱性熔炼法的低品位立德粉浸出渣粗铅回收率能够达到98%以上，产品铅的纯度也能够达到99.75%以上。

除低温碱性熔炼法外，曾在我国实现广泛应用的废铅蓄电池回收铅再生铅锑合金、生产黄丹、红丹并副产磷肥工艺同样属于典型的火法回收技术。该技术投资少、能耗低、效益高，由于采用了基于动态泡沫床的废气净化装置，铅尘、铅蒸汽、二氧化硫等废气得到了较好处理，工艺的环保性能因此得到了较好保障。

2.2 湿法回收技术

由于较高的熔炼温度会产生大量SO2、铅蒸汽，火法回收技术已逐渐被我国所淘汰。能源消耗较高、会产生需专门处理的危险性废物也是火法回收技术被淘汰的原因。相较于火法回收技术，湿法回收技术近年来在我国含铅危险固体废物环保再生处理领域的应用日渐广泛化，后文采用的液体覆盖还原技术也属于典型的湿法回收技术。应用湿法回收技术的铅回收能够有效避免SO2、铅蒸汽的产生，湿法回收技术在铅回收领域的应用价值可见一斑。

在湿法回收技术的应用中，铜转炉烟灰矿渣环保再生处理技术可较好实现铅铋渣、含砷铅铋渣、铅锌铋渣的分类，由此即可完成铅回收。以PbSO4和PbO为主要物料组成的铜冶炼厂炼铜转炉静电收集烟尘铅回收为例，这类含铅危险固体废物中90%的Pb以PbSO4形式存在，95%以上的As以硝酸盐形式存在，100%的Bi以氧化铋的形式存在，应用湿法回收技术的铜转炉烟灰矿渣环保再生处理能够实现铅铋渣分离，且Pb、Bi的回收率均能够控制在90%以上，工艺不仅实现了高水平的Bi、Pb有价金属回收，同时消除了此类含铅危险固体废物的污染。由于整个工艺采用闭路循环，使得基于湿法回收技术的铜转炉烟灰矿渣环保再生处理过程不会产生废气、废水，且能够生产出黄丹、红丹、碱式碳酸铋、硝酸铋、海绵铋等化工产品，此类湿法回收技术近年来在我国得到了较为广泛的应用。

3 含铅危险固体废物环保再生处理的具体措施

为提升研究的实践价值，本文选择锡铅合金焊料使用过程产生的氧化渣作为研究对象，具体处理原理、流程和要点如下。

3.1 基本原理

考虑到直接加热分离法早已被业界淘汰，笔者选用了液体覆盖还原技术进行含铅危险固体废物环保再生处理，可避免造成二次环境污染、提高废焊渣的回收率。式（1）、（2）展示了锡铅氧化物的还原过程，式中的PbOx、R、Pb、OR、SnOy、Sn分别为铅氧化物、液体还原剂、还原铅、氧化物、锡氧化物、还原锡。值得注意的是，液体覆盖还原技术应用的还原剂对人类和环境无害，属于无毒有机类材料和可生物降解物质。

3.2 处理工艺流程

图1直观展示了含铅危险固体废物环保再生处理的具体流程。结合该图不难发现，环保再生处理过程需首先对锡铅合金焊料使用过程产生的氧化渣进行检验分类，以此分别对废焊料、氧化渣料、掏锅料进行环保再生处理。

图1 含铅危险固体废物环保再生处理的具体流程

3.3 相关要点

为保证含铅危险固体废物环保再生处理质量，以下几方面要点同样需要得到重视。①安全防护。考虑到含铅危险固体废物环保再生处理过程采用了电加热器，因此需重点保证用电安全，参与作业人员需穿戴绝缘手套、绝缘鞋。在环保再生处理涉及的加热搅拌过程中，需避免加热器中液体溅射造成工作人员受伤。在焊料出料和浇铸过程中，同样需避免出现高温液体溅射问题。需要保证浇铸钢模的干燥，并避免地面出现积水或油污。此外，还需避免潮湿物、爆炸物混入加热器加料作业环节，并派专人负责加热器定期检修。②环保措施。在装卸和运输含铅危险固体废物的过程中，必须保证包装具有较高强度，避免散落的废焊料造成环境污染。含铅危险固体废物环保再生处理作业需配备专用工具，用于及时清理散落的焊渣。值得注意的是，本文采用的含铅危险固体废物环保再生处理工艺可能产生污染环境的废灰。废灰属于环保再生处理后废焊料的残余物，一般呈灰状或小颗粒，属于铅锡的氧化混合物。考虑到这类混合物仍具备一定再利用价值，具体处理过程中需使用专用工具保存废灰。由于液体覆盖还原处理过程的温度控制在240℃及以下，而产生铅烟的最低温度为400℃，因此含铅危险固体废物环保再生处理过程不会产生铅烟。

4 结论

本文涉及的火法回收技术、湿法回收技术、锡铅合金焊料使用过程产生的氧化渣环保再生处理实例等内容，提供了可行性较高的含铅危险固体废物环保再生处理路径。为了进一步提高环保再生处理综合水平，含铅危险固体废物对健康和生态环境存在潜在危害的现实必须得到重视，各地政府也需要为相关企业提供强有力的政策支持。