CN106521180A - 一种以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法 - Google Patents

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刘磊
曹靖
黄妍
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Abstract

本发明公开了一种以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法。铅膏在脱硫罐中加水或硫酸铵溶液配制成固含量30~70%的浆液，碳酸氢铵分批加入脱硫罐，控制脱硫罐中碳酸氢铵的浓度全过程不大于5%。调整铅膏罐的搅拌器转速50~70转/分钟，使脱硫罐中的浆液从上到下分为泡沫区、铅膏区和铅栅密集区三个区域。铅栅密集区配排浆泵，将反应完成的铅膏浆液输送到后续工序；铅膏区配置脱硫循环泵，泵出口安装强制脱硫器，强制脱硫器出口浆液返回脱硫罐顶部；泡沫区设置泡沫槽，通过泡沫孔与脱硫罐联通，泡沫槽安装消泡泵，消泡泵出口配置消泡器，消泡器出口浆液返回脱硫罐。本发明以碳酸氢铵为脱硫剂，配合本发明的改进工艺，取得了非常好的脱硫效果。

Description

一种以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法
技术领域
本发明涉及一种以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，属于废旧铅酸蓄电池资源再生领域，用于废旧铅酸蓄电池再生过程中的铅膏脱硫。
背景技术
铅酸蓄电池作为一种储能材料，广泛应用于汽车、摩托车、电动助力车、通信、信息、电力以及国防军工等领域，我国每年都有大量的废旧铅酸蓄电池报废，铅酸蓄电池中含有铅、硫酸，属于危险废物，必须安全处置。同时，铅总消费量的80%在蓄电池行业，因而回收利用废旧铅酸蓄电池也是铅循环产业的主要内容。
废旧铅酸蓄电池从流通渠道汇集到再生环节后，先进行破碎分选，得到塑料、废酸、铅头、铅膏等主要的物料，其中铅膏是最主要的组成，铅膏的主要成分包括：PbSO4（50-60%）、PbO2（30-35%）、PbO（10-15%）和其他物质（0.2-0.7%）。现行的铅循环产业政策要求对铅膏进行预脱硫处理，将硫酸铅转变位碳酸盐等不含硫的物质，再进入熔炼环节，这样熔炼时不仅可以进行低温熔炼，大大降低能耗的同时减少铅的挥发损失，而且熔炼过程不产生或者很少产生二氧化硫，使熔炼过程变得更清洁，更环保。目前行业采用的铅膏预脱硫工艺几乎都是碳酸钠脱硫工艺，脱硫效果很好，运行也很稳定，但预脱硫的产物为硫酸钠，我国硫酸钠产能很充足，硫酸钠价格不高，因而碳酸钠预脱硫系统尽管实现了铅膏再生的清洁生产但经济效益不佳。探索更经济高效的铅膏预脱硫技术工艺和装备，对铅膏清洁再生产业有很重要的推动意义。
碳酸铵和碳酸氢铵是另外两种可以用做铅膏预脱硫剂的物质，脱硫后得到的硫酸铵净化后可以用于农业生产，但目前碳酸铵的价格过高，将其用于铅膏预脱硫，最终的经济性能比采用碳酸钠更低。碳酸氢铵的价格较碳酸铵低很多，用作铅膏预脱硫将会比碳酸钠工艺效益有望大大提升；然而，碳酸氢铵的碱性明显弱于碳酸钠，脱硫能力更弱，如果仅仅在现有工艺中将碳酸钠这种脱硫剂换成碳酸氢铵，脱硫能力将大幅降低，如果采用碳酸氢铵作为脱硫剂，想要脱硫效果满足要求，就必须对脱硫设备和工艺进行强化改进，从而保障脱硫能够进行 彻底；此外，碳酸氢铵脱硫过程会产生大量的二氧化碳，脱硫反应器中会产生大量的泡沫，也会对脱硫过程产生影响。
发明内容
为了解决现有技术的脱硫工艺经济效益较差以及碳酸氢铵采用现有脱硫工艺脱硫效果不佳等问题，本发明提供一种以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法。
本发明的技术方案为：
一种以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，包括如下步骤：
铅膏称重后在脱硫罐中加水或者硫酸铵溶液配制成固含量30~70%（质量百分数或质量浓度）的浆液，脱硫剂碳酸氢铵总量为铅膏中硫酸铅物质的量的2.02~2.10倍，脱硫剂碳酸氢铵分批加入脱硫罐，控制脱硫罐中碳酸氢铵的质量浓度全过程不大于5%；调整脱硫罐的搅拌器转速50~70转/分钟，使脱硫罐中的浆液分层良好，从上到下分为泡沫区、铅膏区和铅栅密集区三个区域；依据功能的不同将它们分别对应于消泡段、强制脱硫段和铅栅富集段，分别完成消泡、脱硫和富集铅栅的功能，泡沫区在脱硫管上部厚度1~1.5米的区间，主要是铅膏泡沫；铅膏区以脱硫过程的铅膏反应物为主，在脱硫反应罐的中部；铅栅密集区在反应罐最底部0~0.5米区间，铅膏反应物夹杂大量的铅栅，铅栅绝大部分沉积在这个区域，避免对强制脱硫循环产生不良影响。铅栅密集区配排浆泵，将反应完成的铅膏浆液输送到后续工序；铅膏区配置脱硫循环泵，泵入口配筛网防止大尺寸的固体进入循环泵，泵出口安装强制脱硫器，强制脱硫器出口浆液返回脱硫罐顶部；泡沫区设置泡沫槽，通过泡沫孔与脱硫罐联通，泡沫槽安装消泡泵，消泡泵出口配置消泡器，消泡器出口浆液返回脱硫罐。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明采用碳酸氢铵为脱硫剂，配合本发明的改进工艺，取得了非常好的脱硫效果。
（2）本发明的工艺明显提升了经济价值，工业应用性强。
附图说明
图1为本发明碳酸氢铵铅膏脱硫方法的工艺流程图，其中，1、脱硫罐，2、搅拌桨，3、泡沫槽，4、排浆泵，5、循环脱硫泵，6、强制脱硫泵，7、消泡泵，8、消泡器，9、泡沫孔。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不限于此。
铅膏称重后在脱硫罐中加水或者硫酸铵溶液配制成固含量30~70%的浆液，脱硫剂碳酸氢铵总量为铅膏中硫酸铅物质的量的2.02~2.10倍，分批加入脱硫罐1，控制脱硫罐中碳酸氢铵的浓度全过程不大于5%。调整脱硫罐1的搅拌器2转速50~70转/分钟，使脱硫罐1中的浆液分层良好，从上到下分为泡沫区、铅膏区和铅栅密集区三个区域。开始加入碳酸氢铵后启动脱硫循环泵5，强制脱硫反应器6开始工作进行强制脱硫反应，脱硫器6出口浆液返回脱硫罐1；反应过程产生的泡沫层上升到泡沫孔9时，泡沫槽3中收集泡沫，启动消泡泵7，消泡器8开始工作进行消泡反应，消泡器出口浆液返回脱硫罐1。脱硫反应完成后，关闭脱硫循环泵5和消泡泵7，启动排浆泵4将反应后的浆液输送至后续压滤等工序。
实施例1
将废铅酸电池破碎后所得铅膏4吨输入脱硫罐，加水9吨配成质量百分数为30.8%的浆液10 m3，启动搅拌器，调整搅拌转速到50转/分，搅拌10分钟后，称取总量1.07吨脱硫剂NH4HCO3，启动脱硫循环泵，循环泵流量为20 m3/h，分4次加入脱硫剂，分别为0.255吨、0.25吨、0.25吨、0.25吨，时间间隔为10分钟。泡沫层升入泡沫槽后启动消泡泵，消泡泵流量为10m3/h。原始铅膏含硫率为5.2%，经此脱硫工艺脱硫60min，脱硫后铅膏含硫率为0.38%。
实施例2
将废铅酸电池破碎后所得铅膏6吨输入脱硫罐，加水9吨配成质量百分数为40%的浆液12m3，启动搅拌器，调整搅拌转速到60转/分，搅拌10分钟后，称取总量1.62吨脱硫剂NH4HCO3，启动脱硫循环泵，循环泵流量为20 m3/h，分4次加入脱硫剂，分别为0.42吨、0.4吨、0.4吨、0.4吨，时间间隔为10分钟。泡沫层升入泡沫槽后启动消泡泵，消泡泵流量为10m3/h。原始铅膏含硫率为5.2%，经此脱硫工艺脱硫60min，脱硫后铅膏含硫率为0.31%。
实施例3
将废铅酸电池破碎后所得铅膏12吨输入脱硫罐，加水9吨配成质量百分数为57.1%的浆液14 m3，启动搅拌器，调整搅拌转速到70转/分，搅拌10分钟后，称取总量3.3吨脱硫剂NH4HCO3，启动脱硫循环泵，循环泵流量为20 m3/h，分4次加入脱硫剂，分别为0.9吨、0.8吨、0.8吨、0.8吨，时间间隔为10分钟。泡沫层升入泡沫槽后启动消泡泵，消泡泵流量为10m3/h。原始铅膏含硫率为5.2%，经此脱硫工艺脱硫60min，脱硫后铅膏含硫率为0.24%。

Claims (7)

1.一种以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，其特征在于包括如下步骤：铅膏在脱硫罐中加水或者硫酸铵溶液配制成固含量30~70%的浆液，脱硫剂碳酸氢铵分批加入脱硫罐；通过调整脱硫罐搅拌转速，将脱硫罐内浆液从上到下依据密度差异分割为泡沫区、铅膏区和铅栅密集区，铅膏区配置脱硫循环泵，泵出口安装强制脱硫器，强制脱硫器出口浆液返回脱硫罐顶部；铅栅密集区配排浆泵，将反应完成的铅膏浆液输送到后续工序；泡沫区设置泡沫槽，通过泡沫孔与脱硫罐联通，泡沫槽安装消泡泵，消泡泵出口配置消泡器，消泡器出口浆液返回脱硫罐。
2.根据权利要求1所述的以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，其特征在于，铅膏区配置脱硫循环泵，泵出口安装强制脱硫器，强制脱硫器出口浆液返回脱硫罐顶部。
3.根据权利要求1所述的以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，其特征在于，铅栅密集区配排浆泵，将反应完成的铅膏浆液输送到后续工序。
4.根据权利要求1所述的以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，其特征在于，泡沫区设置泡沫槽，通过泡沫孔与脱硫罐联通，泡沫槽安装消泡泵，消泡泵出口配置消泡器，消泡器出口浆液返回脱硫罐。
5.根据权利要求1所述的以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，其特征在于，脱硫罐中碳酸氢铵的质量浓度在全过程中控制不大于5%。
6.根据权利要求1所述的以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，其特征在于，铅膏罐的搅拌器转速控制在50~70转/分钟。
7.根据权利要求1所述的以碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，其特征在于，脱硫循环泵入口配筛网，防止大尺寸的固体进入循环泵。
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