CN108550797A - 利用红丹生产工艺制备稀土红丹的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用红丹生产工艺制备稀土红丹的方法，其特征在于步骤如下：S1.铅锭熔化制粉；S2.往巴机制粉炉内加入稀土元素；S3.降温除尘；S4.水法工艺造粒；S5.筛选分离；S6.煅烧氧化；S7.成品检验；S8.成品包装。本发明技术具有无环境污染、职业危害的发生，同时能够节约能源，降低企业生产成本，从而增强企业产品的市场竞争能力的重大环保、生态、经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及红丹生产设施领域，具体涉及一种利用红丹生产工艺制备稀土红丹的方法。
背景技术
目前红丹产品主要应用于铅酸蓄电池、医药、油漆颜料、电子等领域，但是红丹产品的98％以上应用于铅酸蓄电池，红丹产品在铅酸蓄电池中作为电池正极板删中的活性物质，在正常情况下，红丹在和膏中给出下列反应式转变为：
β－PbO2：Pb304+H2SO4→β－Pb02+2PbSO4+2H2O
PbO2和Pb304的关系由下式表述(wt％)：Pb304％＝2.8662×PbO2％
利用红丹高氧化量的特点应用于铅酸蓄电池中，具有改善固化、缩短化成时间、提高深循环性能、提高电池容量及寿命等功能：
①易于控制固化
固化是电池极板质量的关键之一。极板弯曲、脱粉、寿命都和固化有关。生产缺陷的直接原因是铅粉(膏)中残存游离铅的数量多。所以，固化的主要目的是把铅膏中残存铅(游离铅)降低到5％以下的最低数。
固化温度与生极板质量有关，而新涂成的生极板含金属铅，固化时氧化发热，所以即使固化室温度控制在40～60℃，极板内部将远高于此。所以说真正的固化温度很难掌握。红丹的残存游离铅少于2％，用红丹制膏，不论是单用(即用含量25％的红丹)或掺用，和游离铅相关的额外热被消除，故较易掌握固化。并由于不必考虑氧化，控制温度进而产生的三碱式和四碱式硫酸铅(晶体尺寸和形状)易于管理,总的固化时间可以缩短,达到节约、升质的效果。
②化成效率较高
红丹中的PbO2约占Pb304的1/3，在正极板化成时将成为随后生成PbO2的晶核，使整个活性物有效地转变，故能促进化成，使化成时间缩短，化成电耗降低，而所谓“花片”废品率也下降。管式正极板化成较困难，往往充入10倍容量的电量，中间加以放电1～2次，均难使成品的PbO2超过80％，如在铅粉中加入25％的红丹，则易于使成品中PbO2超过80％；涂膏式极板，如果采用电池槽化成，特别是采用AGM，电解液流动受限制，尤宜于铅膏加红丹以利化成。因此红丹的使用，可在化成过程中节约时间和改善极板电能工艺。
③蓄电池初期容量较高
电池(正极板)放电容量源于PbO2，PbO2主要有两种晶型，一个叫α－PbO2，一个叫β－PbO2。它们的化学组成相同，主要有两点不同：1.β型结晶细小，其尺寸约等于α型结晶的一半，因此β型结晶具有更大的真实表面积；2.β型为正方晶型，α型为斜方晶型，β型与放电产物PbSO4的晶格参数差别较大，PbSO4不能沿着β－PbO2晶格生长，而力图形成自己的晶粒，由于晶体缺乏，于是形成粗大的PbSO4结晶，在粗大晶粒之间有较大缝隙，H2S04容易透过PbSO4层，达到活性物深处，使极板深处活性物能继续放电，所以活性较高，利用率大，能给出较多电容量。对相同数量的PhO2，在相同的电流密度下放电，β型给出的电容量超过α型给出的电容量1.5～3倍。
正极铅膏采用红丹后，化成产生的β－PbO2较多，所以它的使用会改善初期容量，尤其对固定型和工业电池，国际先进铅酸电池联盟(ALABC)2001年已证实了红丹对VRIA电池容量产生有利作用。
④提高固定型电池的循环寿命
现在的红丹生产工艺，能适当调整以保持红丹中PbO2含量较高，铅粉中有较高β－PbO2含量，在固化后能产生大量四碱式硫酸铅晶体，有利于电池循环寿命的提高。
以上描述的是红丹产品在铅酸蓄电池中的作用和意义。目前铅酸蓄电池的寿命也就是在1年半左右的时间，随着电动车、新能源电动汽车的发展，铅酸蓄电池的市场容量越来越大，人们对蓄电池的续航能力的要求越来越高。这样对新型蓄电池的应用研究的需求越来越紧迫。如何提高蓄电池的续航能力，关键是如何提高蓄电池的储电能力。如果使用稀土红丹产品对红丹产品进行升级换代，可以实现这个目标。因为稀土元素都是很活泼的金属元素，制备的稀土红丹应用于蓄电池易于形成稳定的四碱式硫酸铅晶种，进而提高铅酸蓄电池的电容量。
发明内容
本发明是结合红丹生产工艺制备稀土红丹的方法，实现增加铅酸蓄电池的电容量，提高蓄电池的续航能力，本发明采用下述技术方案：
一种利用红丹生产工艺制备稀土红丹的方法，步骤如下：
S1.铅锭熔化制粉：首先将铅锭(电解铅)投入熔铅炉内熔化制取铅液(铅水)，然后负压状态下注入巴机制粉炉；
S2.往巴机制粉炉内加入稀土元素，铅液与稀土元素的重量比为100:2，(可优选使用稀土元素)，以120转/分钟的速率进行搅拌，不需要另外加热，利用铅液余温，混合后的铅液液面，与液面上空气中的氧气发生共沉反应，制得含有稀土元素的氧化铅粉；
S3.降温除尘：将制备的含有稀土元素的氧化铅粉通过引风机经输送管道，源源不断的引入到布袋除尘器内，一方面除去铅尘，规避职业危害的发生，同时冷却氧化铅粉温度；
S4.水法工艺造粒：将冷却后的氧化铅粉的温度保持在100℃左右，利用红丹生产水法节能造粒工艺【专利号：2017106247995】，将除尘器内的含有稀土元素氧化铅粉，制备200目左右的颗粒状；
S5.筛选分离：将制备的含有稀土元素的氧化铅粉颗粒进行筛选，200目左右的颗粒分离出来进入下一道工序，剩下的不符合要求的回到造粒工序重新造粒；
S6.煅烧氧化：将筛分出来的含有稀土元素的氧化铅粉投入到红丹煅烧氧化炉内，在600摄氏度左右的高温下进行煅烧氧化，氧化制得的产品既是稀土红丹产品；
S7.成品检验：将煅烧氧化制得的稀土红丹，进行抽样化验，既要满足红丹产品的国家行业标准【HG/T 4503-2013】，又要满足产品中的稀土含量大于或等于1.5％，否则为不合格产品；
S8.成品包装：检验合格的产品使用铁通或者集装袋包装，也可根据客户想需要进行包装，入库待售。
所述的稀土元素为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)及镥(Lu)中的一种或2种以上的组合。
本发明的有益效果是：本发明技术具有无环境污染、职业危害的发生；同时能够节约能源，降低企业生产成本，从而增强企业产品的市场竞争能力；重要的是应用于铅酸蓄电池，更能易于稳定，延长其使用寿命。
具体实施方式
了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
一种利用红丹生产工艺制备稀土红丹的方法，步骤如下：
S1.铅锭熔化制粉：首先将电解铅投入熔铅炉内熔化制取铅液(铅水)，然后负压状态下注入巴机制粉炉；
S2.往巴机制粉炉内加入稀土元素，铅液与稀土元素的重量比为100:2，以120转/分钟的速率进行搅拌，不需要另外加热，利用铅液余温，混合后的铅液液面，与液面上空气中的氧气发生共沉反应，制得含有稀土元素的氧化铅粉；
S3.降温除尘：将制备的含有稀土元素的氧化铅粉通过引风机经输送管道，源源不断的引入到布袋除尘器内，一方面除去铅尘，规避职业危害的发生，同时冷却氧化铅粉温度；
S4.水法工艺造粒：将冷却后的氧化铅粉的温度保持在100℃左右，利用红丹生产水法节能造粒工艺【专利号：2017106247995】，将除尘器内的含有稀土元素氧化铅粉，制备200目左右的颗粒状；
S5.筛选分离：将制备的含有稀土元素的氧化铅粉颗粒进行筛选，200目左右的颗粒分离出来进入下一道工序，剩下的不符合要求的回到造粒工序重新造粒；
S6.煅烧氧化：将筛分出来的含有稀土元素的氧化铅粉投入到红丹煅烧氧化炉内，在600摄氏度左右的高温下进行煅烧氧化，氧化制得的产品既是稀土红丹产品；
S7.成品检验：将煅烧氧化制得的稀土红丹，进行抽样化验，既要满足红丹产品的国家行业标准【HG/T 4503-2013】，又要满足产品中的稀土含量大于或等于1.5％，否则为不合格产品；
S8.成品包装：检验合格的产品使用铁通或者集装袋包装，也可根据客户想需要进行包装，入库待售。
实施例2
一种利用红丹生产工艺制备稀土红丹的方法，步骤如下：
S1.铅锭熔化制粉：首先将铅锭(电解铅)投入熔铅炉内熔化制取铅液(铅水)，然后负压状态下注入巴机制粉炉；
S2.往巴机制粉炉内加入金属镧，铅液与镧的重量比为100:2，以120转/分钟的速率进行搅拌，不需要另外加热，利用铅液余温，混合后的铅液液面，与液面上空气中的氧气发生共沉反应，制得含有稀土元素的氧化铅粉；
S3.降温除尘：将制备的含有稀土元素的氧化铅粉通过引风机经输送管道，源源不断的引入到布袋除尘器内，一方面除去铅尘，规避职业危害的发生，同时冷却氧化铅粉温度；
S4.水法工艺造粒：将冷却后的氧化铅粉的温度保持在100℃左右，利用红丹生产水法节能造粒工艺【专利号：2017106247995】，将除尘器内的含有稀土元素氧化铅粉，制备200目左右的颗粒状；
S5.筛选分离：将制备的含有稀土元素的氧化铅粉颗粒进行筛选，200目左右的颗粒分离出来进入下一道工序，剩下的不符合要求的回到造粒工序重新造粒；
S6.煅烧氧化：将筛分出来的含有稀土元素的氧化铅粉投入到红丹煅烧氧化炉内，在600摄氏度左右的高温下进行煅烧氧化，氧化制得的产品既是稀土红丹产品；
S7.成品检验：将煅烧氧化制得的稀土红丹，进行抽样化验，既要满足红丹产品的国家行业标准【HG/T 4503-2013】，又要满足产品中的稀土含量大于或等于1.5％，否则为不合格产品；
S8.成品包装：检验合格的产品使用铁通或者集装袋包装，也可根据客户想需要进行包装，入库待售。
实施例3
一种利用红丹生产工艺制备稀土红丹的方法，步骤如下：
S1.铅锭熔化制粉：首先将铅锭(电解铅)投入熔铅炉内熔化制取铅液(铅水)，然后负压状态下注入巴机制粉炉；
S2.往巴机制粉炉内加入金属铈，铅液与金属铈的重量比为100:2，以120转/分钟的速率进行搅拌，不需要另外加热，利用铅液余温，混合后的铅液液面，与液面上空气中的氧气发生共沉反应，制得含有稀土元素的氧化铅粉；
S3.降温除尘：将制备的含有稀土元素的氧化铅粉通过引风机经输送管道，源源不断的引入到布袋除尘器内，一方面除去铅尘，规避职业危害的发生，同时冷却氧化铅粉温度；
S4.水法工艺造粒：将冷却后的氧化铅粉的温度保持在100℃左右，利用红丹生产水法节能造粒工艺【专利号：2017106247995】，将除尘器内的含有稀土元素氧化铅粉，制备200目左右的颗粒状；
S5.筛选分离：将制备的含有稀土元素的氧化铅粉颗粒进行筛选，200目左右的颗粒分离出来进入下一道工序，剩下的不符合要求的回到造粒工序重新造粒；
S6.煅烧氧化：将筛分出来的含有稀土元素的氧化铅粉投入到红丹煅烧氧化炉内，在600摄氏度左右的高温下进行煅烧氧化，氧化制得的产品既是稀土红丹产品；
S7.成品检验：将煅烧氧化制得的稀土红丹，进行抽样化验，既要满足红丹产品的国家行业标准【HG/T 4503-2013】，又要满足产品中的稀土含量大于或等于1.5％，否则为不合格产品；
S8.成品包装：检验合格的产品使用铁通或者集装袋包装，也可根据客户想需要进行包装，入库待售。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种利用红丹生产工艺制备稀土红丹的方法，其特征在于步骤如下：
S1.铅锭熔化制粉：首先将铅锭投入熔铅炉内熔化制取铅液，然后负压状态下注入巴机制粉炉；
S2.往巴机制粉炉内加入稀土元素，铅液与稀土元素的重量比为100:2，，以120转/分钟的速率进行搅拌，不需要另外加热，利用铅液余温，混合后的铅液液面，与液面上空气中的氧气发生共沉反应，制得含有稀土元素的氧化铅粉；
S3.降温除尘：将制备的含有稀土元素的氧化铅粉通过引风机经输送管道，源源不断的引入到布袋除尘器内，一方面除去铅尘，规避职业危害的发生，同时冷却氧化铅粉温度；
S4.水法工艺造粒：将冷却后的氧化铅粉的温度保持在100℃左右，利用红丹生产水法节能造粒工艺，将除尘器内的含有稀土元素氧化铅粉，制备200目左右的颗粒状；
S5.筛选分离：将制备的含有稀土元素的氧化铅粉颗粒进行筛选，200目左右的颗粒分离出来进入下一道工序，剩下的不符合要求的回到造粒工序重新造粒；
S6.煅烧氧化：将筛分出来的含有稀土元素的氧化铅粉投入到红丹煅烧氧化炉内，在600摄氏度左右的高温下进行煅烧氧化，氧化制得的产品既是稀土红丹产品；
S7.成品检验：将煅烧氧化制得的稀土红丹，进行抽样化验，既要满足红丹产品的国家行业标准【HG/T 4503-2013】，又要满足产品中的稀土含量大于或等于1.5％，否则为不合格产品；
S8.成品包装：检验合格的产品使用铁通或者集装袋包装，也可根据客户想需要进行包装，入库待售。
2.根据权利要求1所述的利用红丹生产工艺制备稀土红丹的方法，其特征在于：所述的铅锭为电解铅。
3.根据权利要求1所述的利用红丹生产工艺制备稀土红丹的方法，其特征在于：所述的稀土元素为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)及镥(Lu)中的一种或2种以上的组合。
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