1. 引言
河南豫光金铅股份有限公司在2006~2009年先后引进2条意大利的CX预处理废旧电瓶分离生产线，废旧电瓶处理能力16万吨/年，通过近几年的消化吸收、转化升级，已完全实现该生产线的自主设计制造。在国内自制的3条生产线中，2条生产线已投产，目前已成为国内最大的废旧电瓶回收加工企业。再生铅产业不断地做大做强。铅栅熔铸过程中电瓶隔板纸、电瓶壳塑料片产生的油烟在收尘管道内二次燃烧引起的爆炸、铅浮渣转运冒烟等安全环保问题，成为再生铅产业发展的制约因素，经过几次不断地改进，得到彻底解决。
2. 电瓶分离系统的工艺流程
2.1. 废旧铅酸蓄电池破碎分离系统流程
见图1。
2.2. 铅栅中的隔板纸
隔板纸由AGM隔板、PE隔板、10-G隔板、PVC隔板、PP隔板、橡胶隔板等种类，其本身材料为电子绝缘体，而其多孔性使其具有离子导电性。铅酸蓄电池隔板也就是AGM隔板，由玻璃白棉也就是玻璃微纤维采用湿法工艺的技术精做而成。所使用的玻璃纤维直径均在0.6~30 um。在高温、明火条件下可燃烧。
Figure 1. The flow chart of the broken separation system of waste acid storage battery
图1. 废旧铅酸蓄电池破碎分离系统流程图
2.3. 铅栅处理
该公司将分离系统产生的铅栅采用直接高温熔铸，铸锭后运送至电解车间处理，熔铅表面的铅浮渣捞出后送熔炼系统配料。该熔铸工艺主要是采用搅拌、造渣、除杂等工序。熔铅锅底部天然气燃烧加热采用智能温控系统，再生铅铸锭金属量约4.5万吨/年。
3. 铅栅熔铸中出现的问题
铅栅熔铸锅下部采用天然气蓄热炉加热，系统配备智能温控装置，熔铸锅温度控制在650℃左右，熔铸锅上方配备搅拌、收尘功能合一的收尘罩[1] ，铅栅熔铸过程产生的烟气、粉尘通过脉冲收尘器进行收积。在高温熔铸过程中，塑料碎片燃烧后产生的油烟在收尘管道内二次不完全燃烧，同时生产部分CO气体，造成收尘滤袋着火或收尘管道爆炸事件时常发生；在搅拌机作用下加快铅栅的熔解速度，不熔的铅液表面漂浮物——铅浮渣需专用工具由人工捞出，存放在焊制的方斗内，铅浮渣因温度高、粉尘量大、塑料碎屑二次燃烧等，在铅浮渣运过程中会出现严重的冒烟现象。
3.1. 收尘管道爆管
3.1.1. 收尘管道加装防爆孔板
塑料碎片在高温熔铸过程中产生的油烟在收尘管道内长期沉积，在未开启收尘风机的情况下，加大熔渣锅的温度，部分塑料燃烧产生的火星进入收尘管道内，与收尘管道内的接近爆炸极限的CO气体相遇产生爆炸，造成收尘管道爆管，12米长的管道从支架上跌下，2处弯头被炸开，所幸无殃及到人员。管道拐角处是爆炸威力最强的区域，为避免再次爆管造成的损害，在平烟管拐角处正上方加短节并配备防爆孔板，防爆孔板对收尘管道的爆管问题起到一定的保护作用，随后几次的爆炸事件中防爆孔板开裂，未再出现收尘管道爆管现象。
3.1.2. 收尘管道加装“人”字管
油烟对脉冲收尘器滤袋进行浸蚀，造成收尘器滤袋短期内失效，改变滤袋材质效果不佳，油烟在平管道内不完全燃烧，防爆门开裂后油烟燃烧仍能将收尘滤袋的引燃。后再平管道上加装“人”字管，防爆门在“人”字管顶部开裂后，油烟燃烧在“人”字管顶部区域形成一个延缓区域，减少油烟燃烧对滤袋造成的烧损。
3.1.3. 烟管下加装灰斗
工艺控制波动，粉尘大，人工清理劳动强度大，停机时间长，对生产作业率提高造成一定的影响，针对这一现象，在平管道下方、烟管拐弯处增加收尘灰斗，定期进行排放，防止烟灰在管道内沉积堵塞风道，同时减少含有油烟的烟灰管道内长时间堆积，遇风不完全燃烧产生的CO气体，在特定条件下达到爆炸极限。
3.1.4. 加大收尘风机系统配置
油烟在管道内沉积的主要原因是烟气温度高、风量小等原因造成，结合车间的岗位收尘改造，将收尘风机风量由13,500 m3/h加大至72,000 m3/h，利用岗位收尘风量对熔铸烟气进行稀释降温，将收尘管道直径由原来的Φ500 mm改为Φ1000 mm，适当降低收尘管道内的风速，减少明火被抽入管道内。
3.1.5. 完善操作程序
调查发现，管道内发生爆燃主要发生在熔铸系统点火运行，收尘风机尚未开启或收尘系统故障停机的时段，CO气体在管道内达到爆炸极限，熔铸锅表面飘起的火星一触即爆。根据这一现象，对操作程序重新规定完善，系统运行前，首先开启收尘系统，降低收尘管道内CO气体的浓度；在收尘系统停运的情况下，禁止熔铸加料和搅拌作业，并将熔铸锅锅罩与收尘管道连接的入口阀关闭，减少飘起的火星进入收尘管道内。
3.1.6. 增设人员监控
电瓶壳塑料片燃烧是产生油烟的主要原因[2] ，针对铅栅密闭运输在熔铅锅下料口直接加锅无法处理、提升机加料口铲车外协上料责任心不强的上料系统，在敞口皮带机上采用人工挑拣电瓶壳塑料片，对挑拣出的塑料片按重量计入挑拣人员的奖金，减少电瓶壳塑料片进入熔铸系统。
3.2. 铅浮渣冒烟
铅浮渣主要是铅栅熔铸过程中，在搅拌机的作用下，加入部分造渣剂，铅栅在熔解后，杂质在铅液表面生成的铅渣漂浮物。铅浮渣中未燃尽的隔板纸、壳体等塑料和高温粉尘等物料倒入渣斗，渣斗中的铅浮渣冒烟较为严重，成为新的无序排放的污染源，采取以下措施进行尝试解决：
3.2.1. 烟尘收集冷却储存间
为有效缓解铅浮渣冒烟无序排放的污染问题，将装满铅浮渣的渣斗用车辆倒运至配备收尘罩的密闭空间，待铅浮渣表面温度较低、不冒烟时再倒运至料场，但渣斗内下部覆盖的铅浮渣在卸车裸露与空气接触后因温度较高，仍出现二次冒烟现象。同时因铅浮渣渣斗停放时间长，造成倒运人工成本增加，收尘风量消耗大、成本偏高。
3.2.2. 铅浮渣加水
铅浮渣冒烟主要是温度高、电瓶隔板纸、壳体塑料的燃烧，试验中将铅浮渣倒入水槽中，降温、冒烟问题可以得到解决，铅浮渣在水槽中人工清理、冷却水溢流、污水排放等问题凸显。
3.2.3. 铅浮渣螺旋
参照电瓶水分离螺旋的结构原理，设计制作铅浮渣螺旋，铅浮渣螺旋与地面呈45˚夹角，下半部分为冷却水槽，铅浮渣加入冷却水槽后通过螺旋将其从水中旋出，对铅浮渣起到冷却、降温作用，不但降低了工人劳动强度，也减少了冷却废水的溢流，改变了铅浮渣停放固定区域表面冷却降温，倾倒后二次冒烟的问题，降低倒运人工成本。降低了冷却水的使用量，提高了装备的自动化程度[3] 。铅浮渣结构如图2所示。
Figure 2. Schematic diagram of the spiral structure of lead dross
图2. 铅浮渣螺旋结构示意图
4. 铅栅熔铸问题的经验总结
如何减少明火进入管道，降低管道内CO气体的浓度，是预防爆管的主要措施。完善操作程序，加强先启收尘风机再熔铸的安全操作管理。
加装防爆孔板是降低爆管危害程度的安全措施。
加装“人”字烟管是减少收尘滤袋烧损的主要预防措施。
人工挑拣塑料片、加大风机配置、管道灰斗及时清灰减少油烟在管道内的沉积量。
铅浮渣冒烟治理要统筹收尘电能消耗、水污染治理、人工等综合成本。
5. 现状
改造后，近5年来未发生过收尘管道爆管事件，每天可以从收尘“人”字烟管前的灰斗内放出3吨左右的铅烟灰，每周从平烟管内清理出1吨左右的烟灰，保证烟管的畅通，车载铅浮渣冒烟问题得到彻底地解决，铅栅熔铸做到安全环保运行。
6. 结语
该公司铅栅熔铸安全环保治理实践，将铅栅熔铸过程中出现的爆管、冒烟问题进行地解决，有力地推动了该公司再生铅产业的健康、快速发展，对铅栅熔铸安全环保治理工程实践具有较好的指导意义。