CN103667735B - 一种废铅蓄电池回收铅的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废铅蓄电池回收铅的方法，包括以下步骤：a、配制转化液；b、将废铅蓄电池料缓慢投入转化液置于反应釜中，60～65℃下反应30～45分钟，废铅蓄电池料中的二氧化铅转化为二价铅硫酸铅，过滤，滤渣为转化渣，溶液为转化后液；c、转化渣投入到40～50℃、浓度100～120g/l的氯化钠溶液中，加锌片，振荡浸出30～40分钟，过滤浸出液，滤液为含硫酸锌的置换浸出液，分拣剩余的锌片，余下的为海绵铅；d、置换浸出滤液萃取-电解回收锌；e、海绵铅经压团、熔铸，制得成品铅。本发明采用湿法铅回收工艺，相对于传统的火法回收，工艺简单，回收率高，可达98%，能耗小，大大降低了生产成本。

Description

一种废铅蓄电池回收铅的方法
技术领域
本发明属于有色金属湿法冶金领域，具体涉及一种废铅蓄电池回收铅的方法。
背景技术
目前世界70%以上的铅用于蓄电池，铅原料的40%以上是二次铅物料，其中90%以上的是蓄电池料，据初步统计资料显示，我国目前每年产废铅蓄电池的产量为5000万只，约38万吨铅，随着汽车、船舶、通讯工业迅猛发展，铅蓄电池铅用量不断的攀升。废铅蓄电池物料的铅形态复杂，有单质Pb（4%）、PbO（20%）、PbO2（26%）、PbSO4（50%）。目前对蓄电池铅物料的处理大多数采用火法回收，火法回收可用反射炉、鼓风炉、电炉和短回转窑等传统冶金设备处理，也可用基夫赛特法、奥斯麦特法、艾萨法和QSL法等直接炼铅的方法处理。
反射炉熔炼为周期性间断作业，在1200℃以上的高温下进行熔炼。该法对炉料的适应性强，结构简单，投资小，但操作条件差，劳动强度大，污染严重，炉子使用寿命短，生产率和热效率低。
美国RSR公司采用反射炉-鼓风炉联合流程处理废铅蓄电池。此工艺主要包括两次反射炉熔炼造渣及鼓风炉炼渣两部分，整个过程中产生了尾气和弃渣。这种方法虽然金属的总回收率高，但流程长，渣量大，并且有大量废气排放，对环境造成污染。
电炉熔炼同反射炉、鼓风炉一样，主要进行还原、造锍与造渣反应。电炉所需要的热量主要是通过输入的电能转化而来，故其耗电严重，只适用于电能充足，电费低的地区使用。
德国Hard、Harz和Braubach等厂采用短回转窑处理经废铅蓄电池破碎后的板栅和铅膏，包括一段熔炼和二段熔炼两个过程，实际上是一种半连续操作。短窑熔炼对原料的适应性强，传热传质效率较高，但产生的渣量大，生产率不高，炉衬的寿命短。
奥斯麦特法处理废铅蓄电池可分段熔炼出软铅和铅锑合金，渣含铅量低，生产率高，但喷枪易磨碎，寿命较短。
总的来说，现行火法处理废铅蓄电池反应的温度一般要1200℃以上，能耗高（每吨铅需要消耗500～600公斤煤）、回收率低（一般在80%左右），而且存在二氧化硫、铅蒸气、粉尘等严重的二次污染问题，鉴于此，研发出一种能耗低、回收率高、环境污染小的废铅蓄电池的回收方法迫在眉睫。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明是提供一种能耗低、铅回收率高、环境污染小的废铅蓄电池回收方法。
本发明的技术方案：一种废铅蓄电池回收铅的方法，包括以下步骤：
a、配制转化液：取硫酸和盐酸配制成硫酸根浓度120～150g/l、氯离子浓度40～50g/l的转化液待用；
b、将废铅蓄电池料缓慢投入转化液置于反应釜中，60～65℃下反应30～45分钟，废铅蓄电池料中的二氧化铅转化为二价铅硫酸铅，过滤，滤渣为转化渣，溶液为转化后液；
c、转化渣投入到40～50℃、浓度100～120g/l的氯化钠溶液中，加锌片，振荡浸出30～40分钟，过滤浸出液，滤液为含硫酸锌的置换浸出液，分拣剩余的锌片，余下的为海绵铅；
d、置换浸出滤液萃取-电解回收锌；
e、海绵铅经压团、熔铸，制得成品铅。
进一步的，所述步骤b中转化液和废铅蓄电池料的液固比为2～3:1。
进一步的，所述步骤c中氯化钠溶液和转化渣的液固比为3～4：1。
进一步的，所述步骤c中加锌片量按表面积2～5cm2/g转化渣添加。
进一步的，所述步骤d中萃取剂选用P204。
进一步的，所述步骤d中所得萃余液用石灰中和至PH4.0～4.5，除去酸、硫酸根后返回置换浸出工序循环利用。
进一步的，所述步骤b中所得转化后液补加硫酸和盐酸到硫酸根浓度120～150g/l，氯离子浓度40～50g/l后作转化液循环利用。
本发明主要涉及的反应方程式：
PbO2+H2SO4+2HCl=PbSO4+H2O+Cl2↑
PbO+H2SO4=PbSO4+2H2O
PbSO4+4NaCl=2Na2PbCl4+Na2SO4
Zn+Na2PbCl4+Na2SO4=ZnSO4+2NaCl+Pb↓
本发明的有益效果：
（1）本发明方法中废铅蓄电池料不经过脱硫工艺，避免了二氧化硫烟气的产生，湿法处理也避免了铅烟尘产生，降低了二次污染。
（2）本发明将回收过程中产生的转化渣和转化液，回收处理，循环利用，提高了原料利用率，减少废液排放，避免二次污染，符合国家循环经济发展展战略。
（3）本发明采用氯化钠作为浸出剂，相比传统浸出剂硅氟酸腐蚀性小。
（4）本发明浸出、置换一步完成，溶液体系中的铅一般在100mg/l以下，溶液主体是硫酸锌，无铅污染。
（5）本发明采用湿法铅回收工艺，相对于传统的火法回收，工艺简单，回收率高，可达98%，能耗小，大大降低了生产成本。
具体实施方式
为使本领域技术人员详细了解本发明的生产工艺和技术效果，下面以具体的生产实例来进一步介绍本发明的应用和技术效果。
实施例1
一种废铅蓄电池回收铅的方法，包括以下步骤：
a、配制转化液：取硫酸和盐酸配制成硫酸根浓度120g/l、氯离子浓度40g/l的转化液1000ml待用；
b、按照液固比为2:1，将500g含铅72%的废铅蓄电池料缓慢投入转化液置于反应釜中，60℃下反应30分钟，废铅蓄电池料中的二氧化铅转化为二价铅硫酸铅，过滤，滤渣为转化渣，溶液为转化后液；转化后液补加硫酸和盐酸到硫酸根浓度120g/l，氯离子浓度40g/l后作转化液循环利用；
c、按照液固比为3：1，将转化渣投入到40℃、浓度100g/l的氯化钠溶液中，加锌片按表面积2cm2/g转化渣添加锌片，振荡浸出30分钟，过滤浸出液，滤液为含硫酸锌的置换浸出液，分拣剩余的锌片，余下的为海绵铅；
d、置换浸出滤液加P204萃取-电解回收锌；萃余液用石灰中和至pH4.0，除去酸、硫酸根后返回置换浸出工序循环利用；
e、海绵铅经压团、熔铸，得成品铅348.3g，回收率达96.7%，含铅量98.2%。
实施例2
一种废铅蓄电池回收铅的方法，包括以下步骤：
a、配制转化液：取硫酸和盐酸配制成硫酸根浓度130g/l、氯离子浓度45g/l的转化液1250ml待用；
b、按照液固比为2.5:1，将500g含铅72%的废铅蓄电池料缓慢投入转化液置于反应釜中，62℃下反应40分钟，废铅蓄电池料中的二氧化铅转化为二价铅硫酸铅，过滤，滤渣为转化渣，溶液为转化后液；转化后液补加硫酸和盐酸到硫酸根浓度130g/l，氯离子浓度45g/l后作转化液循环利用；
c、按照液固比为3.5：1，将转化渣投入到42℃、浓度110g/l的氯化钠溶液中，加锌片按表面积3cm2/g转化渣添加锌片，振荡浸出35分钟，过滤浸出液，滤液为含硫酸锌的置换浸出液，分拣剩余的锌片，余下的为海绵铅；
d、置换浸出滤液加P204萃取-电解回收锌；萃余液用石灰中和至PH4.2，除去酸、硫酸根后返回置换浸出工序循环利用；
e、海绵铅经压团、熔铸，得成品铅350.6g，回收率达97.4%，含铅量98.8%。
实施例3
一种废铅蓄电池回收铅的方法，包括以下步骤：
a、配制转化液：取硫酸和盐酸配制成硫酸根浓度150g/l、氯离子浓度50g/l的转化液1500ml待用；
b、按照液固比为3:1，将500g含铅72%的废铅蓄电池料缓慢投入转化液置于反应釜中，65℃下反应45分钟，废铅蓄电池料中的二氧化铅转化为二价铅硫酸铅，过滤，滤渣为转化渣，溶液为转化后液；转化后液补加硫酸和盐酸到硫酸根浓度150g/l，氯离子浓度50g/l后作转化液循环利用；
c、按照液固比为4：1，将转化渣投入到50℃、浓度120g/l的氯化钠溶液中，加锌片按表面积4cm2/g转化渣添加锌片，振荡浸出40分钟，过滤浸出液，滤液为含硫酸锌的置换浸出液，分拣剩余的锌片，余下的为海绵铅；
d、置换浸出滤液加P204萃取-电解回收锌；萃余液用石灰中和至PH4.5，除去酸、硫酸根后返回置换浸出工序循环利用；
e、海绵铅经压团、熔铸，得成品铅351.0g，回收率达97.5%，含铅量99.5%。
实施例4
一种废铅蓄电池回收铅的方法，包括以下步骤：
a、配制转化液：取硫酸和盐酸配制成硫酸根浓度145g/l、氯离子浓度45g/l的转化液1000ml待用；
b、按照液固比为3:1，将500g含铅72%的废铅蓄电池料缓慢投入转化液置于反应釜中，60℃下反应30分钟，废铅蓄电池料中的二氧化铅转化为二价铅硫酸铅，过滤，滤渣为转化渣，溶液为转化后液；转化后液补加硫酸和盐酸到硫酸根浓度140g/l，氯离子浓度45g/l后作转化液循环利用；
c、按照液固比为4：1，将转化渣投入到45℃、浓度120g/l的氯化钠溶液中，加锌片按表面积5cm2/g转化渣添加锌片，振荡浸出30分钟，过滤浸出液，滤液为含硫酸锌的置换浸出液，分拣剩余的锌片，余下的为海绵铅；
d、置换浸出滤液加P204萃取-电解回收锌；萃余液用石灰中和至PH4.5，除去酸、硫酸根后返回置换浸出工序循环利用；
e、海绵铅经压团、熔铸，得成品铅354.8g，回收率达98.6%，含铅量99.93%。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种废铅蓄电池回收铅的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、配制转化液：取硫酸和盐酸配制成硫酸根浓度120～150g/l、氯离子浓度40～50g/l的转化液待用；
b、将废铅蓄电池料缓慢投入转化液置于反应釜中，60～65℃下反应30～45分钟，废铅蓄电池料中的二氧化铅转化为铅为二价的硫酸铅，过滤，滤渣为转化渣，溶液为转化后液；
c、转化渣投入到40～50℃、浓度100～120g/l的氯化钠溶液中，加锌片，振荡浸出30～40分钟，过滤浸出液，滤液为含硫酸锌的置换浸出液，分拣剩余的锌片，余下的为海绵铅；
d、置换浸出滤液萃取-电解回收锌；
e、海绵铅经压团、熔铸，制得成品铅。
2.根据权利要求1所述的废铅蓄电池回收铅的方法，其特征在于：所述步骤b中转化液和废铅蓄电池料的液固比为2～3:1。
3.根据权利要求2所述的废铅蓄电池回收铅的方法，其特征在于：所述步骤c中氯化钠溶液和转化渣的液固比为3～4：1。
4.根据权利要求3所述的废铅蓄电池回收铅的方法，其特征在于：所述步骤c中加锌片量按表面积2～5cm2/g转化渣添加。
5.根据权利要求1所述的废铅蓄电池回收铅的方法，其特征在于：所述步骤d中萃取剂选用P204。
6.根据权利要求1所述的废铅蓄电池回收铅的方法，其特征在于：所述步骤d中所得萃余液用石灰中和至PH4.0～4.5，除去酸、硫酸根后返回置换浸出工序循环利用。
7.根据权利要求1所述的废铅蓄电池回收铅的方法，其特征在于：所述步骤b中所得转化后液补加硫酸和盐酸到硫酸根浓度120～150g/l，氯离子浓度40～50g/l后作转化液循环利用。
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