CN108796230A - 一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法，包括以下步骤：S1：铅酸蓄电池经拆解后，收集的铅膏采用纯碱或碳酸铵将其中的硫酸根转化为碳酸根(脱硫反应)，其主要化学反应为：PbSO4+(NH4)2CO3→PbCO3↓+(NH4)2SO4；PbSO4+Na2CO3→PbCO3↓+Na2SO4；S2：采用亚硫酸钠或亚硫酸铵将铅膏中的PbO2转化为PbO(还原反应)，其主要化学反应为。本发明规避了火法工艺的高温条件，操作更加便捷，同时更加节能，反应全程处于常温常压反应，实施更加方便，无SOx和粉尘产生，避免污染环境，更加环保，相对火法工艺流程短、投资省，工艺调整灵活，金属回收率高。

Description

一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法
技术领域
本发明涉及环境保护和资源综合利用领域，具体为一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法。
背景技术
铅酸蓄电池是一种可循环充放电的原电池，以铅为阴极、二氧化铅为阳极、硫酸溶液为电解液，通过氧化还原反应实现充放电。总反应式为：
Pb+PbO2+2H2SO4→2PbSO4+2H2O
该反应为可逆反应，放电时反应向右进行，生成硫酸铅，充电时向左进行。理想情况下充放电可以一直反复进行，但实际上放电产生的硫酸铅会随循环次数增加逐渐覆盖电极板，使电极板的导电性渐弱，最终导致不能充电，蓄电池由此报废。
废铅酸蓄电池一般含有31％～36％的铅锑、27％～37％泥渣状的硫酸铅-氧化铅、20％～40％有机物和1.5％～2.0％的钢制零件。在蓄电池槽底的残渣，有10％的铅以铅板碎片和硫酸铅-氧化铅形态存在，电解质流出后的下部泥渣含63％～70％铅、16％～18％水、1.0％锑、0.02％铜、1％～2％有机物。
按材料种类，废铅酸蓄电池可分为四种组分：塑料外壳、铅合金栅板、硫酸电解液和铅膏。废铅酸蓄电池经拆解或破碎分选得到的铅膏主要成分是硫酸铅，其中还含有一部分氧化铅、二氧化铅和少量杂质。
高价铅经还原剂在高温条件下可直接被还原成金属铅，因此利用高温条件下通过添加碳还原剂及一些溶剂熔炼铅膏的火法回收技术得到广泛的应用。
采用的炉型主要有：反射炉熔炼技术、竖炉熔炼技术、短窑熔炼技术、富氧底吹熔炼技术。
但火法技术存在以下弊端：
(1)硫酸铅在高温条件下能生成硫氧化物，会腐蚀设备及污染环境；虽然火法工艺多配套采用预脱硫技术，但预脱硫技术仍残留大量的硫化物或硫酸盐在铅膏中，而且预脱硫多采用加碱精炼的方法，也不可避免的会产生粉尘等污染。
(2)火法工艺一般只能产出粗铅，得到的粗铅需要进一步采用电解精炼的方法得到精铅，精铅需要进一步熔铸成铅锭，整套系统流程较长、占地面积大。
(3)火法工艺能耗高、污染大，小规模熔炼产生的烟气中SO2无法制酸，需要投入大量的成本治理，此外火法工艺产生的粉尘难以彻底治理。
(4)有价金属分散在烟尘、冶炼渣中，金属回收率不高。
国内外目前没有采用全湿法工艺处理该种物料的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的回收方法需要在高温条件下反应、不便于操作、占地面积大、能耗高、难以彻底治理和金属回收率不高，提供一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法，从而解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法，包括以下步骤：
S1：铅酸蓄电池经拆解后，收集的铅膏采用纯碱或碳酸铵将其中的硫酸根转化为碳酸根(脱硫反应)，其主要化学反应为：
PbSO4+(NH4)2CO3→PbCO3↓+(NH4)2SO4
PbSO4+Na2CO3→PbCO3↓+Na2SO4；
S2：采用亚硫酸钠或亚硫酸铵将铅膏中的PbO2转化为PbO(还原反应)，其主要化学反应为：
PbO2+Na2SO3→PbO+Na2SO4
PbO2+(NH4)2SO3→PbO+(NH4)2SO4；
S3：转化后的固相为碳酸铅和氧化铅的混合物，采用氟硅酸、硝酸或盐酸进行浸出，使铅以离子形态进入溶液；
S4：浸出液采用电积方法，将溶液中的铅以金属铅的形态予以回收。
进一步的，所述脱硫还原反应液固比为1-10:1，反应温度为0-80℃，搅拌转速为0-400r/min，反应时间0.5-12h。
进一步的，所述浸出液固比为1-10:1，反应温度为0-80℃，搅拌转速为0-400r/min，浸出时间0.5-12h，初始酸浓度1-350g/L。
进一步的，所述电沉积选用传统电积设备或湍流电积设备，电流效率为50-99％，电流密度50-1000A/㎡。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法，规避了火法工艺的高温条件，操作更加便捷，同时更加节能，反应全程处于常温常压反应，实施更加方便，无SOx和粉尘产生，避免污染环境，更加环保，相对火法工艺流程短、投资省，工艺调整灵活，金属回收率高。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明提供以下技术方案：一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法，包括以下步骤：
S1：铅酸蓄电池经拆解后，收集的铅膏采用纯碱或碳酸铵将其中的硫酸根转化为碳酸根(脱硫反应)，其主要化学反应为：
PbSO4+(NH4)2CO3→PbCO3↓+(NH4)2SO4
PbSO4+Na2CO3→PbCO3↓+Na2SO4；
S2：采用亚硫酸钠或亚硫酸铵将铅膏中的PbO2转化为PbO(还原反应)，其主要化学反应为：
PbO2+Na2SO3→PbO+Na2SO4
PbO2+(NH4)2SO3→PbO+(NH4)2SO4；
S3：转化后的固相为碳酸铅和氧化铅的混合物，采用氟硅酸、硝酸或盐酸进行浸出，使铅以离子形态进入溶液；
S4：浸出液采用电积方法，将溶液中的铅以金属铅的形态予以回收。
脱硫还原反应液固比为1-10:1，反应温度为0-80℃，搅拌转速为0-400r/min，反应时间0.5-12h，脱硫反应效率高、脱硫效果好。
浸出液固比为1-10:1，反应温度为0-80℃，搅拌转速为0-400r/min，浸出时间0.5-12h，初始酸浓度1-350g/L，浸出速率高。
电沉积选用传统电积设备或湍流电积设备，电流效率为50-99％，电流密度50-1000A/㎡，电沉积效果好。
具体操作时，铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法大致流程为，铅膏在反应槽中用脱硫剂与还原剂组成的混合溶液进行脱硫和还原，固液分离得到的固体用酸浸出，浸出液进行电解沉积回收金属铅；具体来说就是首先需要对收集的铅膏进行检测，根据其化学成分和物相形态，计算辅料的投用量，然后将铅膏在反应槽中用碳酸钠溶液或碳酸铵与亚硫酸钠或亚硫酸铵组成的混合溶液进行浆化，优选的，采用碳酸铵与亚硫酸铵，液固比为1-10:1，反应温度为0-80℃，搅拌转速为0-400r/min，反应时间0.5-12h，反应后的溶液进行固液分离，可选用压滤机、转鼓过滤机、带式过滤机等设备，优选的，采用压滤机，固液分离得到的固体用氟硅酸、硝酸或盐酸进行浸出，优选的，采用氟硅酸体系，液固比为1-10:1，反应温度为0-80℃，搅拌转速为0-400r/min，浸出时间0.5-12h，初始酸浓度1-350g/L；浸出液选用传统电积技术或湍流电积技术，优选的，采用湍流电积技术，在直流电的作用下，将溶液中的铅沉积在电积设备阴极上，电流效率为50-99％，电流密度50-1000A/㎡；最后，对阴极铅进行熔铸，得到产品铅锭。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：铅酸蓄电池经拆解后，收集的铅膏采用纯碱或碳酸铵将其中的硫酸根转化为碳酸根(脱硫反应)，其主要化学反应为：
PbSO4+(NH4)2CO3→PbCO3↓+(NH4)2SO4
PbSO4+Na2CO3→PbCO3↓+Na2SO4；
S2：采用亚硫酸钠或亚硫酸铵将铅膏中的PbO2转化为PbO(还原反应)，其主要化学反应为：
PbO2+Na2SO3→PbO+Na2SO4
PbO2+(NH4)2SO3→PbO+(NH4)2SO4；
S3：转化后的固相为碳酸铅和氧化铅的混合物，采用氟硅酸、硝酸或盐酸进行浸出，使铅以离子形态进入溶液；
S4：浸出液采用电积方法，将溶液中的铅以金属铅的形态予以回收。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法，其特征在于，所述脱硫还原反应液固比为1-10:1，反应温度为0-80℃，搅拌转速为0-400r/min，反应时间0.5-12h。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法，其特征在于，所述浸出液固比为1-10:1，反应温度为0-80℃，搅拌转速为0-400r/min，浸出时间0.5-12h，初始酸浓度1-350g/L。
4.根据权利要求3所述的一种铅酸蓄电池拆解膏泥全湿法回收铅的方法，其特征在于，所述电沉积选用传统电积设备或湍流电积设备，电流效率为50-99％，电流密度50-1000A/㎡。
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