CN107959074B - 一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法 - Google Patents

一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，该废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，采用物理过滤法将废酸液中大部分杂质过滤掉，后采用絮凝剂方式将胶体物和大颗粒悬浮物去除，剩下超细硫酸钡颗粒悬浮物和木质素磺酸盐，采用电解法分解处理木质素和碳酸铅超滤硫酸铅颗粒物，使硫酸电解液能重新循环利用。采用此种工艺处理回用硫酸，能逐步筛选去除电解液中的杂质，提高过滤时的效率，完全去除电解液中的硫酸钡和木质素磺酸盐等膨胀剂，不会造成因杂质进入正极活性物质影响电池的循环寿命。

Description

一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法
技术领域
本发明涉及蓄电池技术领域，更具体的说涉及一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法。
背景技术
铅酸蓄电池回收处理过程中产生大量的酸性铅金属废液，如果未经处理任意排放，必然给环境与社会带来极大的危害。废液中的铅为重金属元素，是一类污染物，目前对重金属废水的处理方法主要包括化学沉淀法、离子交换树脂法、电解法、活 性炭吸附法、反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法和生物法等。而目前这些处理方法存在过滤效率低，不能完全去除电解液中的硫酸钡和木质素磺酸盐等膨胀剂，同时会造成因杂质进入正极活性物质影响电池的循环寿命等问题。
中国专利文献（公告日：2013年7月3日，公告号：CN 102534220B）公开了一种废旧铅酸蓄电池闭合循环回收利用方法，解决了现有废旧铅酸蓄电池在回收利用方面因加工设备、技术工艺、生产规模等落后而存在回收效率低、污染严重等问题。本发明通过破碎、振动筛分选、磁选、水力分选、涡流分选等方法，先将废旧蓄电池中的各物料分离开来，然后将得到的铅泥进行脱硫、压力过滤处理，接着将得到的干燥的脱硫铅泥和铅栅依次送入转炉和精炼锅进行熔炼和精炼，最后将精炼得到的铅液制成铅粉、铅栅或铅锭，储存备用或当成品出售。本发明方法机械自动化程度高，采取无污染措施，各种物料的分离彻底，大大的提高了个物料的回收率，其中铅的总回收率达到了98%，塑料的回收率达到了95%，资源综合利用率达98%。
中国专利文献（公告日：2013年6月19日，公告号：CN102208705B）公开了一种废旧胶体蓄电池材料回收处理方法，其处理步骤是将废旧胶体蓄电池破碎后进行震荡分离，使电池的壳体和胶体电解质部分分离，对分离后的物料进行筛网筛选，使过筛后的胶体电解质在胶体电解质池内沉降分成二氧化硅膏泥和铅膏泥，二氧化硅回收，铅膏泥制成再生铅锭；将壳体中的金属分离物收集后送入铅炉冶炼生成再生铅锭，壳体中的废塑料制成聚丙烯再生料后，回收聚丙烯。本发明的工艺流程合理，综合回收利用率高，易于操作，可有效解决二氧化硅、铅、聚丙烯、废酸及硫等对环境污染问题，经济效益和环境保护效果好。
上述技术方案基本上都是通过化学方式进行回收废旧电池的，其处理工艺复杂，操作不方便。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种采用物理过滤法将废酸液中大部分杂质过滤掉，后采用絮凝剂方式将胶体物和大颗粒悬浮物去除，剩下超细硫酸钡颗粒悬浮物和木质素磺酸盐，采用电解法分解处理木质素和碳酸铅超滤硫酸铅颗粒物，使硫酸电解液能重新循环利用，并且能逐步筛选去除电解液中的杂质，提高过滤效率，完全去除电解液中的硫酸钡和木质素磺酸盐等膨胀剂，不会造成因杂质进入正极活性物质影响电池的循环寿命的废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将废旧铅酸蓄电池放入破碎设备中进行破碎，对破碎设备中排出的电池碎片进行筛选后得到废酸液；
步骤二：在废酸液中加入添加剂，将混有铅膏和添加剂的废酸液通入一级沉淀池，静置沉淀1～2小时；
步骤三：将步骤二中的废酸液从沉淀池上部排出进入二级过滤池，滤液进入二级过滤池格栅过滤，除去活性物质，得到初始处理硫酸电解液；
步骤四：将步骤三中的初始处理硫酸电解液注入到三级渗透池，并向滤液中加入絮凝剂，搅拌混匀后静置沉淀0.5～1小时，将溶液中的胶体和大颗粒硫酸钡去除掉，然后沉淀过滤，去除初始处理硫酸电解液中的胶体以及大颗粒悬浮颗粒，得到含有硫酸钡颗粒悬浮物和木质素磺酸盐的二次处理硫酸电解液；
步骤五：将步骤四中的二次处理硫酸电解液输入四级处理池，以铝或者铜为电极的条件下，采用电流密度为120～480mA/cm3，在硫酸溶液体系下电解时间为8～25min；
步骤六：电解完成后对步骤五中的电解液进行碳酸铅覆盖抽滤层处理，即得可回收利用硫酸电解液。
该废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，采用物理过滤法将废酸液中大部分杂质过滤掉，后采用絮凝剂方式将胶体物和大颗粒悬浮物去除，剩下超细硫酸钡颗粒悬浮物和木质素磺酸盐，采用电解法分解处理木质素和碳酸铅超滤硫酸铅颗粒物，使硫酸电解液能重新循环利用。采用此种工艺处理回用硫酸，能逐步筛选去除电解液中的杂质，提高过滤时的效率，完全去除电解液中的硫酸钡和木质素磺酸盐等膨胀剂，不会造成因杂质进入正极活性物质影响电池的循环寿命。采用逐步过滤处理杂质和悬浮颗粒物，减轻后续处理工艺的悬浮物负荷，完全去除电解液中的硫酸钡和木质素磺酸盐等膨胀剂，不会造成因杂质进入正极活性物质影响电池的循环寿命。
作为优选，步骤三中二级过滤池格栅滤网大小为 200～500 目，用于过滤掉大部分杂质后以减轻后续处理工艺的悬浮物负荷。为了过滤掉大部分杂质，沉淀池中格栅滤网大小采用 200～500 目，以减轻后续处理工艺的悬浮物负荷。
作为优选，所述的絮凝剂为聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚硅硫酸铝、聚合硫酸铁中的一种或者多种。
作为优选，所述的絮凝剂中还包含助凝剂，所述的助凝剂为海藻酸钠，所述的絮凝剂和助凝剂搅拌均匀后，使硫酸溶液中的颗粒物在絮凝作用下产生絮体。由于ph值对混凝效能具有显著影响，酸性条件下混凝效果最好，因此在絮凝剂中添加助凝剂海藻酸钠。
作为优选，所述的步骤三中沉淀池底部沉淀的活性物质，经收集后，通过压滤机压滤形成泥饼。沉淀池底部活性物质，经压滤机压滤形成泥饼可以另行回收使用。
作为优选，所述的压滤机以过滤压力为0.1～1.2MPa 对回收硫酸电解液进行压滤。
作为优选，所述步骤1～6中，硫酸电解液回收硫酸进行压滤的控制温度为10～35℃。
作为优选，步骤四中过滤采用的是超滤无机陶瓷膜组合工艺。
作为优选，所述的陶瓷膜的孔径为1.5～22微米，压力为0.1～0.5MPa。
作为优选，步骤六中碳酸铅覆盖抽滤层中碳酸铅粉末直径为5～40微米，抽滤层厚度为5～28mm。
本发明的有益效果是：该废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，采用逐步过滤处理杂质和悬浮颗粒物，减轻后续处理工艺的悬浮物负荷；能够完全去除电解液中的硫酸钡和木质素磺酸盐等膨胀剂，不会造成因杂质进入正极活性物质影响电池的循环寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
实施例1：
一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将废旧铅酸蓄电池放入破碎设备中进行破碎，对破碎设备中排出的电池碎片进行筛选后得到废酸液；
步骤二：在废酸液中加入添加剂，将混有铅膏和添加剂的废酸液通入一级沉淀池，静置沉淀1～2小时；
步骤三：将步骤二中的废酸液从沉淀池上部排出进入二级过滤池，滤液进入二级过滤池格栅过滤，除去活性物质，得到初始处理硫酸电解液；
步骤四：将步骤三中的初始处理硫酸电解液注入到三级渗透池，并向滤液中加入絮凝剂，搅拌混匀后静置沉淀0.5～1小时，将溶液中的胶体和大颗粒硫酸钡去除掉，然后沉淀过滤，去除初始处理硫酸电解液中的胶体以及大颗粒悬浮颗粒，得到含有硫酸钡颗粒悬浮物和木质素磺酸盐的二次处理硫酸电解液；
步骤五：将步骤四中的二次处理硫酸电解液输入四级处理池，以铝或者铜为电极的条件下，采用电流密度为120～480mA/cm3，在硫酸溶液体系下电解时间为8～25min；
步骤六：电解完成后对步骤五中的电解液进行碳酸铅覆盖抽滤层处理，即得可回收利用硫酸电解液。
步骤三中二级过滤池格栅滤网大小为 200～500 目，用于过滤掉大部分杂质后以减轻后续处理工艺的悬浮物负荷。
所述的絮凝剂为聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚硅硫酸铝、聚合硫酸铁中的一种或者多种。
所述的絮凝剂中还包含助凝剂，所述的助凝剂为海藻酸钠，所述的絮凝剂和助凝剂搅拌均匀后，使硫酸溶液中的颗粒物在絮凝作用下产生絮体。
所述的步骤三中沉淀池底部沉淀的活性物质，经收集后，通过压滤机压滤形成泥饼。
所述的压滤机以过滤压力为0.1～1.2MPa 对回收硫酸电解液进行压滤。
所述步骤1～6中，硫酸电解液回收硫酸进行压滤的控制温度为10～35℃。
步骤四中过滤采用的是超滤无机陶瓷膜组合工艺。
所述的陶瓷膜的孔径为1.5～22微米，压力为0.1～0.5MPa。
步骤六中碳酸铅覆盖抽滤层中碳酸铅粉末直径为5～40微米，抽滤层厚度为5～28mm。
该废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，具体操作方法如下：
对破碎设备中排出的电池碎片进行筛选后得到废酸液，将混有铅膏和添加剂的废酸液通入一级沉淀池，静置沉淀1～2小时后，从沉淀池上部排出进入二级过滤池，过程中收集沉淀池底部活性物质，经压滤机压滤形成泥饼另用，滤液进入二级过滤池格栅过滤，除去活性物质，得到初始处理硫酸电解液
将滤液注入到三级渗透池后，向滤液中加入絮凝剂，搅拌混匀后静置沉淀0.5～1小时，可将溶液中的胶体和大颗粒硫酸钡去除掉，然后沉淀过滤，去除一次处理硫酸液体中的胶体以及大颗粒悬浮颗粒，得到二次处理硫酸电解液；
将二次处理硫酸电解液出入四级处理池后，以铝或者铜为电极的条件下，采用电流密度为120～480mA/cm3，在硫酸溶液体系下电解时间为8～25min，电解完成后往电解液通过碳酸铅覆盖抽滤层处理即得可回收利用硫酸电解液。
沉淀池中格栅滤网大小在 200～500 目，过滤掉大部分杂质后减轻后续处理工艺的悬浮物负荷。絮凝剂为聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚硅硫酸铝、聚合硫酸铁中的一种或者多种。上述絮凝剂中还包含助凝剂海藻酸钠，搅拌均匀后，使硫酸溶液中的颗粒物在絮凝作用下产生絮体。ph值对混凝效能具有显著影响，酸性条件下混凝效果最好 。压滤机以过滤压力为0.1～1.2MPa 对回收硫酸电解液进行压滤。处理回用方法中，控制硫酸电解液温度10～35℃回收硫酸进行压滤。而步骤四中过滤采用的是超滤无机陶瓷膜组合工艺，陶瓷膜孔径为1.5～22微米，压力为0.1～0.5MPa。步骤六中碳酸铅覆盖抽滤层中碳酸铅粉末直径为5～40微米，抽滤层厚度为5～28mm。
该废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，采用逐步过滤处理杂质和悬浮颗粒物，减轻后续处理工艺的悬浮物负荷，完全去除电解液中的硫酸钡和木质素磺酸盐等膨胀剂，不会造成因杂质进入正极活性物质影响电池的循环寿命。
该废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，采用物理过滤法将废酸液中大部分杂质过滤掉，后采用絮凝剂方式将胶体物和大颗粒悬浮物去除，剩下超细硫酸钡颗粒悬浮物和木质素磺酸盐，采用电解法分解处理木质素和碳酸铅超滤硫酸铅颗粒物，使硫酸电解液能重新循环利用。采用此种工艺处理回用硫酸，能逐步筛选去除电解液中的杂质，提高过滤时的效率，完全去除电解液中的硫酸钡和木质素磺酸盐等膨胀剂，不会造成因杂质进入正极活性物质影响电池的循环寿命。

Claims (10)

1.一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：将废旧铅酸蓄电池放入破碎设备中进行破碎，对破碎设备中排出的电池碎片进行筛选后得到废酸液；
步骤二：在废酸液中加入添加剂，将混有铅膏和添加剂的废酸液通入一级沉淀池，静置沉淀1～2小时；
步骤三：将步骤二中的废酸液从沉淀池上部排出进入二级过滤池，滤液进入二级过滤池格栅过滤，除去活性物质，得到初始处理硫酸电解液；
步骤四：将步骤三中的初始处理硫酸电解液注入到三级渗透池，并向滤液中加入絮凝剂，搅拌混匀后静置沉淀0.5～1小时，将溶液中的胶体和大颗粒硫酸钡去除掉，然后沉淀过滤，去除初始处理硫酸电解液中的胶体以及大颗粒悬浮颗粒，得到含有硫酸钡颗粒悬浮物和木质素磺酸盐的二次处理硫酸电解液；
步骤五：将步骤四中的二次处理硫酸电解液输入四级处理池，以铝或者铜为电极的条件下，电流密度为120～480mA/cm3，在硫酸溶液体系下电解时间为8～25min；
步骤六：电解完成后对步骤五中的电解液进行碳酸铅覆盖抽滤层处理，即得可回收利用硫酸电解液。
2.根据权利要求1所述的一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，其特征在于：步骤三中二级过滤池格栅滤网大小为 200～500 目，用于过滤掉大部分杂质后以减轻后续处理工艺的悬浮物负荷。
3.根据权利要求1所述的一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，其特征在于：所述的絮凝剂为聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚硅硫酸铝、聚合硫酸铁中的一种或者多种。
4.根据权利要求3所述的一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，其特征在于：所述的絮凝剂中还包含助凝剂，所述的助凝剂为海藻酸钠，所述的絮凝剂和助凝剂搅拌均匀后，使硫酸溶液中的颗粒物在絮凝作用下产生絮体。
5.根据权利要求1所述的一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，其特征在于：所述的步骤三中沉淀池底部沉淀的活性物质，经收集后，通过压滤机压滤形成泥饼。
6.根据权利要求5所述的一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，其特征在于：所述的压滤机以过滤压力为0.1～1.2MPa 对回收硫酸电解液进行压滤。
7.根据权利要求1所述的一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，其特征在于：所述步骤1～6中，硫酸电解液回收硫酸进行压滤的控制温度为10～35℃。
8.根据权利要求1所述的一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，其特征在于：步骤四中过滤采用的是超滤无机陶瓷膜组合工艺。
9.根据权利要求8所述的一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，其特征在于：所述的陶瓷膜的孔径为1.5～22微米，压力为0.1～0.5MPa。
10.根据权利要求1所述的一种废旧铅酸蓄电池余酸回用处理方法，其特征在于：步骤六中碳酸铅覆盖抽滤层中碳酸铅粉末直径为5～40微米，抽滤层厚度为5～28mm。
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