废铅蓄电池胶泥低温熔盐熔炼热力学分析及试验验证

摘要

针对废铅酸蓄电池胶泥回收困难和硫酸厂及冶炼厂产出大量黄铁矿烧渣及次氧化锌烟灰利用的难题,提出了低温熔盐还原固硫熔炼。对熔炼体系进行了热力学分析,计算了在500-1 000℃温度下体系中各可能发生的反应的标准吉布斯自由能变化值（ΔGθT）,并绘制了相应的ΔGθT-T图。分析结果表明,在500-1000℃温度范围内,铁和锌的氧化物被还原成金属较难,PbSO4既可能与FeO和ZnO发生还原固硫反应生成FeS和ZnS,也很容易与Na2CO3发生反应生成Na2S,三个反应的ΔGθT都很负,但与ZnO、FeO反应的热力学趋势更大,生成的Na2S在有CO2存在的条件下也很容易被FeO和ZnO再生成Na2CO3。以Fe2O3和ZnO为固硫剂的验证试验中考察了温度对铅直收率和固硫率的影响,在温度达到850℃时,铅直收率和固硫剂都能分别达95%和90%以上,熔炼渣XRD分析显示其主要成分分别为Na Cl、Na FeS2、Na2CO3和NaCl、Na2CO3、ZnS,熔盐介质Na Cl-Na2CO3的主成分没有变化。