CN101899573A

CN101899573A - 铅酸蓄电池的处理方法

Info

Publication number: CN101899573A
Application number: CN2010102363779A
Authority: CN
Inventors: 穆京祥; 韩业斌; 陈利; 杨敬增; 丁涛; 廉启合
Original assignee: Chinese Electronics Engineering Design Institute
Current assignee: Chinese Electronics Engineering Design Institute
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2030-07-22
Also published as: CN101899573B

Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池的处理方法，该方法将铅酸电池进行破碎分选，分选出来的铅板栅直接在相对低温的熔炼炉中熔炼，进而得到铅液或铅合金液；铅泥与碱反应生成三盐基硫酸铅化工产品。本发明处理方法不需要在高温下进行熔炼，减少铅蒸汽，工艺耗能也少；不会产生二次污染，工艺简单环保、易于操作并节约能源。

Description

铅酸蓄电池的处理方法

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池的处理方法。

背景技术

铅酸蓄电池的应用很广泛，可以为各种产品提供动力。铅酸蓄电池由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成，正极板的活性物质(二氧化铅和铅)和负极板的活性物质(海绵状纯铅)在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行放电的化学反应。

铅酸蓄电池含有重金属铅和酸等电解质溶液，处理不当会成为新的环境污染源，从而对生态平衡和人体健康造成严重威胁。铅酸蓄电池的处理工艺不完善造成的二次污染，已成为制约其应用的关键问题。因此，加强铅酸蓄电池管理，倡导节能减排和清洁生产，杜绝二次污染，不仅可以有效地提高再生资源的利用率，而且还能避免铅对人类生存环境的污染。

中国专利申请200610028498.8公开了一种废旧铅酸蓄电池的环保回收处理方法，该方法是将废旧铅酸蓄电池中酸溶液分离之后利用破碎机将废旧铅酸蓄电池粉碎，利用分选机对粉碎后的混合物进行分选，得到金属铅及其氧化物和铅板栅颗粒。将金属铅及其氧化物送入带式过滤机过滤水分，加工获得铅泥，铅泥投入1100～1300℃的熔炉融化得到粗铅，将粗铅投入精炼炉，除杂获得纯铅，将铅板栅颗粒投入550～600℃的合金炉熔炼，对炉内合金成分进行调节，利用浇铸机将铅合金浇铸形成铅合金锭

在上述铅酸蓄电池的处理方法中，需要在高温熔炼炉中熔炼铅泥，所以耗能高，不利于节约能源。

中国专利ZL 200610031386.8公开了一种利用废铅蓄电池中铅泥制备三盐基硫酸铅的方法。该方法是利用废铅泥与碳酸钠反应脱硫转化得碳酸铅，反应充分后过滤得碳酸铅沉淀，对滤液进行脱色、蒸发、结晶得到副产品硫酸钠；滤渣碳酸铅用硝酸溶解得硝酸铅溶液；将硝酸铅溶液再与硫酸反应得纯净的硫酸铅沉淀；最后硫酸铅与烧碱反应合成三盐基硫酸铅。

该方法工艺流程长，浪费资源。

综上所述，如何提供一种处理过程更完善、工艺简单、节约资源、能源，且不会对环境造成二次污染的铅酸蓄电池的处理方法，已成为本领域技术人员研究的重要课题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种铅酸蓄电池的处理方法，该方法能够对铅酸蓄电池进行资源化处理，处理工艺简化，并避免处理过程中再次产生污染。

实现本发明的技术方案具体包括：

铅酸蓄电池的处理方法，所述处理方法包括使铅泥与碱反应生成三盐基硫酸铅的步骤。

上述铅泥是将所述铅酸蓄电池破碎后的破碎物过孔径小于等于30mm的筛而得到的筛下物，该筛下物中主要含有硫酸铅，此外还含有少量氧化铅、铅以及电解液硫酸。

上述处理方法还包括下述步骤：对所述破碎物过筛而得到的筛上物进行分选，得铅板栅，将所述铅板栅熔炼成铅液或铅合金液。所述分选可以采用水分选、振动分选、磁选、风选中的一种以上方式。

上述处理方法中所述碱可以为氢氧化钠或氢氧化钾。所述氢氧化钠或氢氧化钾的加入量与所述铅泥中所含铅的摩尔比为2∶1-1∶3。

在本发明的处理方法中，所述破碎物的平均粒度为30mm以下。

本发明的处理方法优选在350-800℃的熔炼锅中对所述铅板栅进行熔炼和/或除杂，得所述铅液；或者在350-800℃的熔炼锅中对所述铅板栅进行熔炼，经调质得到所述铅合金液。

本发明的处理方法优选将所述铅泥搅拌10-60min后加入氢氧化钠或氢氧化钾，然后在0-80℃下搅拌10-180min，静置，过滤，得到三盐基硫酸铅。

利用本发明的处理方法对铅泥进行处理时，发生了以下化学反应：

Pb+H₂SO₄＝PbSO₄+H₂

PbO+H₂SO₄＝PbSO₄+H₂O

2NaOH(KOH)+H₂SO₄＝Na₂SO₄(K₂SO₄)+2H₂O

4PbSO₄+6NaOH(KOH)＝3Na₂SO₄(K₂SO₄)+3PbO·PbSO₄·H₂O+2H₂O

在本发明的回收方法中，对铅酸蓄电池的破碎粒度为30mm以下，有利于铅酸蓄电池中铅板栅与其他材料的有效分离，因此，能够在相对低温的熔炼炉中熔炼铅板栅，进而得到铅液或铅合金液。

利用本发明的铅酸蓄电池的处理方法，向筛下物(铅泥)中加入碱，直接生成三盐基硫酸铅，而不需要在较高的温度下进行熔炼，铅板栅直接进行熔炼，熔炼温度较低，减少铅蒸汽，降低工艺耗能。并且，该处理方法提供了制备三盐基硫酸铅的简易方法，易于操作，节省资源。

另外，产物三盐基硫酸铅用途广泛。可以用作热稳定剂，适用于不透明的聚氯乙烯硬质管、注射成型制品、人造革软质制品以及聚氯乙烯电绝缘材料等。还可用作涂料的颜色调节剂等。

具体实施方式

以下利用具体实施例详细说明本发明。需要说明的是，各实施例中采用ICP光谱进行含量测定，并基于国家标准HG2340-92对产物三盐基硫酸铅进行评价。该标准规定铅含量为87.5％-92％，三氧化硫含量为7-9％，灼减量为0.6％以下为合格品。

实施例1

将200kg废弃铅酸蓄电池进行人工拆解，利用磁分选去掉其中的铁质(主要为起连接作用的螺钉，以下相同)，然后放入破碎机中进行破碎，破碎物平均粒度为30mm，使破碎物通过孔径为25mm的筛，得到筛上物和筛下物(铅泥)。用200L水洗涤筛上物，并将洗涤液加入到筛下物中。使用水分选装置对筛上物进行水分选，分别得到铅板栅(水分选时为最下层)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)(水分选时为最上层)和PVC(聚氯乙烯)(水分选时为中间层)。

将铅板栅投入到350℃的熔炼锅中，熔炼12小时，得到铅液，经过铸锭得到铅锭。

筛下物中含有硫酸铅90kg、氧化铅4kg、铅粉4kg以及水和硫酸。

在室温下，将筛下物加入到反应釜中，搅拌30min，然后加入氢氧化钠粉体26.74kg(氢氧化钠与筛下物中铅的摩尔比为2∶1)。室温下搅拌10min，静置，过滤，得滤饼(滤渣)和滤液。将滤液循环用于清洗筛上物。用乙醇洗涤滤饼，并在室温下干燥滤饼，得到三盐基硫酸铅。经检测铅含量为89.2％，三氧化硫含量为7.5％，灼减量为0.5％。该产品符合国家标准HG2340-92。

实施例2

将200kg废弃铅酸蓄电池进行人工拆解，利用磁分选去掉其中的铁质，然后放入破碎机中进行破碎，破碎物平均粒度为20mm以下，使破碎物通过孔径为15mm的筛，得到筛上物和筛下物。用300L水洗涤筛上物，将洗涤液与筛下物混合。使用水分选装置对筛上物进行水分选，分别得到铅板栅(水分选时为最下层)、ABS(水分选时为最上层)和玻璃纤维(水分选时为中间层)。

将铅板栅直接投入到800℃的熔炼锅中熔炼2小时，调质，得到铅合金液，经过铸锭得到合金铅锭。

筛下物中含有硫酸铅86kg、氧化铅4kg、铅粉5kg以及水和硫酸。

在室温下，将筛下物加入到反应釜中搅拌30min，然后加入氢氧化钠粉体4.35kg(氢氧化钠与筛下物中铅的摩尔比为1∶3)，在80℃下搅拌180min，静置，过滤，得滤饼和滤液。将滤液循环用于清洗筛上物。将滤饼用水洗涤三次，利用鼓风干燥箱在100℃干燥滤饼，得到三盐基硫酸铅。经检测铅含量为87.5％，三氧化硫含量为8.8％，灼减量为0.4％。该产品符合国家标准HG2340-92。

实施例3

将200kg废弃铅酸蓄电池进行人工拆解，利用磁分选去掉其中的铁质，然后放入破碎机中进行破碎，破碎物平均粒度为5mm以下，使破碎物通过孔径为4mm的筛，得到筛上物和筛下物。用100L水洗涤筛上物，并将洗涤液与筛下物混合。利用水分选装置对筛上物进行水分选，分别得到铅板栅、ABS和PVC。

将铅板栅直接投入到500℃的熔炼锅中，进行熔炼，调质，得到铅合金液，经过铸锭得到合金铅锭。

筛下物中含有硫酸铅90kg、氧化铅5kg、铅粉7kg以及水和硫酸。

在室温下，将筛下物加入到反应釜中搅拌30min，然后加入氢氧化钠粉体14.13kg(氢氧化钠与筛下物中铅的摩尔比为1∶1)，在60℃下搅拌80min，静置，过滤，得到滤饼和滤液。将滤液循环用于筛上物的清洗。用水洗涤滤饼三次，利用鼓风干燥箱在100℃干燥滤饼，得到三盐基硫酸铅。经检测铅含量为88％，三氧化硫含量为8％，灼减量为0.6％。该产品符合国家标准HG2340-92。

实施例4

将200kg废弃铅酸蓄电池进行人工拆解，利用磁分选去掉其中的铁质，然后放入破碎机中进行破碎，破碎物平均粒度为30mm以下，使破碎物通过孔径为25mm的筛，得到筛上物和筛下物。用10L水洗涤筛上物，并将洗涤液与筛下物混合。将筛上物放入破碎机中进行二次破碎，粉碎至平均粒度为10mm，使破碎物通过孔径为8mm的筛，用100L水洗涤筛上物，并将洗涤液与筛下物混合。筛上物经水分选分别得到铅板栅、ABS和PVC。

将铅板栅直接投入到450℃的熔炼锅中，进行熔炼，加入0.3kg硫除杂后得到铅液，经过铸锭等到铅锭。

筛下物中含有硫酸铅86kg、氧化铅4.2kg、铅粉6kg以及水和硫酸。

在室温下，将筛下物加入到反应釜中搅拌30min，然后加入氢氧化钠粉体17.25kg(氢氧化钠与筛下物中铅的摩尔比为1.3∶1)，在45℃下，搅拌30min，静置，过滤，得滤饼和滤液。将滤液循环用于筛上物的清洗。用乙醇洗涤滤饼二次，在室温下干燥滤饼，得到三盐基硫酸铅。经检测铅含量为87.9％，三氧化硫含量为7.9％，灼减量为0.5％。该产品符合国家标准HG2340-92。

实施例5

将200kg废弃铅酸蓄电池进行人工拆解，利用磁分选去掉其中的铁质，然后放入破碎机中进行破碎，破碎物平均粒度为10mm以下，使破碎物通过孔径为8mm的筛，得到筛上物和筛下物。用100L水洗涤筛上物，并将洗涤液与筛下物混合，将筛上物放入破碎机中进行二次破碎，粉碎至平均粒度为3mm，使破碎物通过孔径为2mm的筛，用50L水洗涤筛上物，将洗涤液与筛下物混合。筛上物经水分选分别得到铅板栅、ABS和PVC。

将铅板栅直接投入到600℃的熔炼锅中，进行熔炼，加入0.3kg氧化钙调质，得到铅合金铅液，经过铸锭得到合金铅锭。

筛下物中含有硫酸铅88kg、氧化铅4.5kg、铅粉7.5kg以及水和硫酸。在室温下，将筛下物加入到反应釜中搅拌70min，然后加入氢氧化钠粉体9.25kg(氢氧化钠与筛下物中铅的摩尔比为1∶1.5)，在45℃下，搅拌30min，静置，过滤，得滤饼和滤液。将滤液循环用于筛上物的清洗。用乙醇洗涤滤饼二次，在室温下干燥滤饼，得到三盐基硫酸铅。经检测铅含量为87.7％，三氧化硫含量为8.3％，灼减量为0.6％。该产品符合国家标准HG2340-92。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的构思和范围。如果本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.铅酸蓄电池的处理方法，其特征在于，包括使铅泥与碱反应生成三盐基硫酸铅的步骤。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述铅泥是将所述铅酸蓄电池破碎后的破碎物过孔径小于等于30mm的筛而得到的筛下物。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，还包括下述步骤：对所述破碎物过筛而得到的筛上物进行分选，得铅板栅，将所述铅板栅熔炼成铅液或铅合金液。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述氢氧化钠或氢氧化钾的加入量与所述铅泥中所含铅的摩尔比为2∶1-1∶3。

6.根据权利要求2、3或5所述的处理方法，其特征在于，所述破碎物的平均粒度为30mm以下。

7.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，采用水分选、振动分选、磁选、风选中的一种以上方式进行所述分选。

8.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，在350-800℃的熔炼锅中对所述铅板栅进行熔炼和/或除杂，得所述铅液；或者在350-800℃的熔炼锅中对所述铅板栅进行熔炼，经调质得到所述铅合金液。

9.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，将所述铅泥搅拌10-60min后加入氢氧化钠或氢氧化钾，然后在0-80℃下搅拌10-180min，静置，过滤，得到三盐基硫酸铅。