CN112795955A - 一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法 - Google Patents

一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法 Download PDF

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Abstract

一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，包括如下具体步骤：S1：对废极板进行脱硫处理，得到脱硫后的铅膏；S2：将脱硫后的铅膏置于电解装置中，进行铅粉的收集。所述电解装置包括电解箱和电解槽，电解槽内间隔设置有阳极板和阴极槽，电解箱外部设置有循环供液箱，循环供液箱上安装有铅粉收集盒，铅粉收集盒底部开口并嵌装一层过滤网，过滤网上铺设一层滤布。本发明采用固相电解还原法的原理对铅粉进行回收，操作简单，回收效率高；通过设置电解装置，提供了可拆卸结构的阴极槽，便于铅膏快速取放；通过设置循环供液箱实现电解槽内的电解液循环流通，使得生成的铅在电解的过程中同步收集，简化了操作步骤。

Description

一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法
技术领域
本发明涉及环保领域，具体为一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法。
背景技术
铅酸电池(VRLA)，是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。铅酸蓄电池凭借其优良的性价比，广泛应用于备用电源、能量贮备、动力能源等领域。
铅蓄电池经过多次放电-充电-放电循环后，电池的容量会逐渐下降，当它的容量下降到一定程度或栅板严重损坏而不能修复时，电池即报废。废铅蓄电池中的铅主要来自正负极栅板及活性物质未被腐蚀的电极板和连接物中的含铅量约占废蓄电池总铅量的45％-50％，被腐蚀的极板和由活性物质组成的浆料或渣泥(一般称为铅膏或填料)约占电池总铅量的50％-55％。
铅酸蓄电池最大的问题是主材料铅对环境的污染，铅酸蓄电池制作过程中由于过程质量管制和质量波动，有大约2％左右的极板需要报废，它们以报废极板和半成品电池的形式在工厂内部存放、流转，最终作为废料出售给废旧电池处理厂处理，给电池制造商造成了一定的经济损失，给环境带来了不小的伤害。
目前缺少简单有效地回收废极板铅粉的方式以及装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，包括如下具体步骤：
S1：对废极板进行脱硫处理，得到脱硫后的铅膏；
S2：将脱硫后的铅膏置于电解装置中，进行铅粉的收集；
所述电解装置包括电解箱和电解槽，电解箱为顶面开口的中空箱体结构，电解槽置于电解箱内，且电解槽与电解箱内壁之间间隔形成水浴腔；所述电解槽内间隔设置有阳极板和阴极槽，阳极板和阴极槽之间通过导线连接，阴极槽为顶面开口的矩形槽结构，其内部用于盛放脱硫后的铅膏，电解槽底部设置有供阴极槽固定的定位座；
所述电解槽内通入NaOH溶液，电解槽上部靠近阴极槽的一侧开设有溢流口，溢流口上衔接有倾斜向下延伸的导流管，导流管末端穿出电解箱并向下竖直弯折；所述电解箱外部设置有循环供液箱，循环供液箱底部连接有导液管，导液管末端插入电解槽内；所述循环供液箱上安装有铅粉收集盒，铅粉收集盒底部开口并嵌装一层过滤网，过滤网上铺设一层滤布。
优选的，步骤S1中，脱硫处理的具体步骤为：
S11：将废极板从铅酸蓄电池的外壳中取出，并将废极板上的铅土刮出，研碎后过80-100目筛；
S12：将过筛后的铅土按比例放入盛有NaOH溶液的容器内，加热至75℃-85℃，不停搅拌，使铅土内的硫酸铅脱硫，生成氧化铅，即得到脱硫后的铅膏。
优选的，所述电解箱顶部设置有与水浴腔内部连通的加水口，其底部一侧设置有与水浴腔内部连通的放水口，放水口上螺纹安装有密封盖。
优选的，所述水浴腔内安装有电加热管。
优选的，所述定位座为开口向上的矩形槽结构，并与阴极槽底部适配嵌套，阴极槽底面粘贴一层磁性板，且磁性板与定位座相互吸引。
优选的，所述阳极板和阴极槽上分别设置有供导线连接的接线柱，阴极槽顶部设置有用于取放的手柄杆。
优选的，所述导液管上安装有水泵，循环供液箱顶部设置有加料口。
优选的，所述铅粉收集盒置于导流管末端正下方，循环供液箱上预留有与铅粉收集盒底部衔接的通口，该通口上设置有一圈供铅粉收集盒底部插入的限位套。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用固相电解还原法的原理对铅酸蓄电池废极板的铅粉进行回收，操作简单，回收效率高；通过设置电解装置，提供了可拆卸结构的阴极槽，便于铅膏快速取放；通过设置循环供液箱实现电解槽内的电解液循环流通，使得生成的铅在电解的过程中同步收集，简化了操作步骤。
附图说明
图1为本发明的电解装置的整体结构示意图；
图2为本发明的阴极槽的具体结构示意图。
图中：1、电解箱；2、电解槽；3、水浴腔；4、加水口；5、放水口；6、电加热管；7、阳极板；8、阴极槽；9、定位座；10、磁性板；11、接线柱；12、手柄杆；13、溢流口；14、导流管；15、循环供液箱；16、导液管；17、水泵；18、加料口；19、铅粉收集盒；20、过滤网；21、滤布；22、限位套。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：本发明提供一种技术方案：一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，包括如下具体步骤：
S1：对废极板进行脱硫处理，得到脱硫后的铅膏；
脱硫处理的具体步骤为：
S11：将废极板从铅酸蓄电池的外壳中取出，并将废极板上的铅土刮出，研碎后过80-100目筛；
S12：将过筛后的铅土按比例放入盛有NaOH溶液的容器内，加热至75℃-85℃，不停搅拌，使铅土内的硫酸铅脱硫，生成氧化铅，即得到脱硫后的铅膏；
S2：将脱硫后的铅膏置于电解装置中，进行铅粉的收集。
利用固相电解还原法，采用NaOH水溶液作电解液，阳极板7和阴极槽8均由不锈钢板制成，在阴极的两面附设不锈钢折槽，将铅膏经8mol/L NaOH溶液浆化后，填装于阴极槽8内，电解时铅膏中的固相铅化物质子从阴极表面获得电子而还原为金属铅。
阴极反应为：
PbSO4+2e＝Pb+SO4 2-(1)
PbO+H2O+2e＝Pb+20H-(2)
PbO2+H2O+4e＝Pb+40H-(3)
阳极反应为：
20H--2e＝H2O+1/202(4)
此方式回收铅粉，操作简单，回收效率高。
实施例2：请参阅图1-2，所述电解装置包括电解箱1和电解槽2，电解箱1为顶面开口的中空箱体结构，电解槽2置于电解箱1内，且电解槽2与电解箱1内壁之间间隔形成水浴腔3；所述电解槽2内间隔设置有阳极板7和阴极槽8，阳极板7和阴极槽8之间通过导线连接，阴极槽8为顶面开口的矩形槽结构，其内部用于盛放脱硫后的铅膏，电解槽2底部设置有供阴极槽8固定的定位座9；
所述电解槽2内通入NaOH溶液，电解槽2上部靠近阴极槽8的一侧开设有溢流口13，溢流口13上衔接有倾斜向下延伸的导流管14，导流管14末端穿出电解箱1并向下竖直弯折；所述电解箱1外部设置有循环供液箱15，循环供液箱15底部连接有导液管16，导液管16末端插入电解槽2内；所述循环供液箱15上安装有铅粉收集盒19，铅粉收集盒19底部开口并嵌装一层过滤网20，过滤网20上铺设一层滤布21。
在本实施例中，所述电解箱1顶部设置有与水浴腔3内部连通的加水口4，其底部一侧设置有与水浴腔3内部连通的放水口5，放水口5上螺纹安装有密封盖。
在本实施例中，所述水浴腔3内安装有电加热管6。
在本实施例中，所述定位座9为开口向上的矩形槽结构，并与阴极槽8底部适配嵌套，阴极槽8底面粘贴一层磁性板10，且磁性板10与定位座9相互吸引。
在本实施例中，所述阳极板7和阴极槽8上分别设置有供导线连接的接线柱11，阴极槽8顶部设置有用于取放的手柄杆12。
在本实施例中，所述导液管16上安装有水泵17，循环供液箱15顶部设置有加料口18。
在本实施例中，所述铅粉收集盒19置于导流管14末端正下方，循环供液箱15上预留有与铅粉收集盒19底部衔接的通口，该通口上设置有一圈供铅粉收集盒19底部插入的限位套22。
工作原理：工作时，由加水口4向水浴腔3内通入足量水，设定电加热管6的加热温度，对电解槽2进行水浴加热；向电解槽2和循环供液箱15内通入足量NaOH溶液，使得电解槽2内的液面高度到达溢流口13处。
将经8mol/L NaOH溶液浆化后的铅膏填装于阴极槽8内，再通过手柄杆12将阴极槽8放入电解槽2的定位座9内，利用阴极槽8底面的磁性板10与定位座9相互吸引实现阴极槽8的快速固定。
向连接阳极板7和阴极槽8的导线通入电流，使得生成的海绵状铅在阴极槽8附近漂浮；启动水泵17，将循环供液箱15内的NaOH溶液注入电解槽2内，电解槽2内的NaOH溶液由溢流口13经导流管14流回循环供液箱15，形成NaOH溶液的循环(可通过加料口18补充消耗的溶液)，在此过程中漂浮的铅随NaOH溶液的循环流动经导流管14落入铅粉收集盒19内，经滤布21截留后聚集在铅粉收集盒19内，便于在电解过程中实现铅粉的同步收集。
值得注意的是：整个装置由外接电源进行供电，并通过控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1：对废极板进行脱硫处理，得到脱硫后的铅膏；
S2：将脱硫后的铅膏置于电解装置中，进行铅粉的收集；
所述电解装置包括电解箱(1)和电解槽(2)，电解箱(1)为顶面开口的中空箱体结构，电解槽(2)置于电解箱(1)内，且电解槽(2)与电解箱(1)内壁之间间隔形成水浴腔(3)；所述电解槽(2)内间隔设置有阳极板(7)和阴极槽(8)，阳极板(7)和阴极槽(8)之间通过导线连接，阴极槽(8)为顶面开口的矩形槽结构，其内部用于盛放脱硫后的铅膏，电解槽(2)底部设置有供阴极槽(8)固定的定位座(9)；
所述电解槽(2)内通入NaOH溶液，电解槽(2)上部靠近阴极槽(8)的一侧开设有溢流口(13)，溢流口(13)上衔接有倾斜向下延伸的导流管(14)，导流管(14)末端穿出电解箱(1)并向下竖直弯折；所述电解箱(1)外部设置有循环供液箱(15)，循环供液箱(15)底部连接有导液管(16)，导液管(16)末端插入电解槽(2)内；所述循环供液箱(15)上安装有铅粉收集盒(19)，铅粉收集盒(19)底部开口并嵌装一层过滤网(20)，过滤网(20)上铺设一层滤布(21)。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，其特征在于：步骤S1中，脱硫处理的具体步骤为：
S11：将废极板从铅酸蓄电池的外壳中取出，并将废极板上的铅土刮出，研碎后过80-100目筛；
S12：将过筛后的铅土按比例放入盛有NaOH溶液的容器内，加热至75℃-85℃，不停搅拌，使铅土内的硫酸铅脱硫，生成氧化铅，即得到脱硫后的铅膏。
3.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，其特征在于：所述电解箱(1)顶部设置有与水浴腔(3)内部连通的加水口(4)，其底部一侧设置有与水浴腔(3)内部连通的放水口(5)，放水口(5)上螺纹安装有密封盖。
4.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，其特征在于：所述水浴腔(3)内安装有电加热管(6)。
5.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，其特征在于：所述定位座(9)为开口向上的矩形槽结构，并与阴极槽(8)底部适配嵌套，阴极槽(8)底面粘贴一层磁性板(10)，且磁性板(10)与定位座(9)相互吸引。
6.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，其特征在于：所述阳极板(7)和阴极槽(8)上分别设置有供导线连接的接线柱(11)，阴极槽(8)顶部设置有用于取放的手柄杆(12)。
7.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，其特征在于：所述导液管(16)上安装有水泵(17)，循环供液箱(15)顶部设置有加料口(18)。
8.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池废极板铅粉回用方法，其特征在于：所述铅粉收集盒(19)置于导流管(14)末端正下方，循环供液箱(15)上预留有与铅粉收集盒(19)底部衔接的通口，该通口上设置有一圈供铅粉收集盒(19)底部插入的限位套(22)。
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