CN1248801A - 废旧蓄电池铅清洁回收技术 - Google Patents

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祁国恕
金重阳
彭万寿
王维宽
文武
陈国政
马海峰
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Abstract

本发明公开一种废旧蓄电池铅清洁回收技术,它包括三个部分组成;预处理脱硫,电解沉积,脱硫剂的回收或再生;采用上述方法对废旧蓄电池进行铅回收,整个工艺过程均在常温湿性环境下进行,不会产生铅尘、铅蒸气、铅渣及二氧化硫污染,且其用水可循环使用,另外,电解而得的铅的纯度高,价值大。

Description

废旧蓄电池铅清洁回收技术
本发明涉及一种废旧蓄电池中的铅回收技术,特别是一种废旧蓄电池铅清洁回收技术。
废旧铅蓄电池的回收一直是一个另人头痛的难题。目前,国内回收蓄电池的厂家都采用简单的反射炉混炼法进行,冶炼温度高(1200度以上),高温产生的铅尘、铅蒸气、铅渣及二氧化硫对环境造成了严重的污染,另外该法的铅回收率低,一般仅能达到80%左右。而国外目前多采用先脱硫,再火法还原的熔炼技术,该技术设备投入大,需要鼓风炉、反射炉、电炉及转炉等多种设备,且其工作过程中同样会对环境造成污染。
本发明的目的是提供一种可以有效克服上述问题发生,工作设备简单,环境污染小的新型废旧蓄电池铅回收技术。
本发明的目的是这样实现的:它包括三个部分组成:预处理脱硫,电解沉积,脱硫剂的回收或再生;
一、预处理脱硫
1.蓄电池倒酸后,由切割机切掉上盖倒出极板,极板经洗酸槽洗酸后送至破碎机得到碎料;
2.碎料进入沉浮分离器,分离出塑料隔板回收,含铅物料进入振动筛筛出三种料度产物,大于7mm为铅-锑合金直接熔铸成成品合金锭;小于1mm为填料进入球磨机细磨;1~7mm物料为铅和填料的混合物,经过对辊破碎机破碎,使铅-锑合金大于1mm,填料小于1mm,再通过1mm筛使二者分开,铅-锑合金直接熔铸成成品铅-锑合金锭,填料进入球磨机细磨;
3.填料由球磨机磨碎至小于60目后,进入脱硫反应釜脱硫,加入脱硫剂和还原剂进行脱硫及还原转化;
4.填料转化后,由板框过滤机过滤,滤液进入脱硫液回收或再生部分,滤渣进入电解沉积部分;
二、电解沉积
1.滤渣在浸出槽中用氟硅酸浸出得到电解液,浸出条件:温度25-45℃,时间为30-60分钟;
2.电解液经循环槽、高位槽进入电解槽进行电解;电解时槽电压控制在2.2-2.5V之间;
3.电解后的贫电解液返回浸出槽浸出;
三、脱硫剂的回收或再生
将由预处理脱硫所得的滤液加入蒸发釜,进行回收或再生。
采用上述方法对废旧蓄电池进行铅回收,整个工艺过程均在常温湿性环境下进行,不会产生铅尘、铅蒸气、铅渣及二氧化硫污染,且其用水可循环使用,另外,电解而得的铅的纯度高,价值大。
下面结合具体实施例详述本发明。
图1为本发明实施例1的工艺流程图。
图2为本发明实施例2的工艺流程图
实施例1
如图1所示,本实施例包括三部分:预处理脱硫、电解沉积和脱硫剂的回收或再生:
一、预处理脱硫
1.蓄电池倒酸后,由切割机切掉上盖倒出极板,极板经洗酸槽洗酸后经皮带传送机送到立轴破碎机破碎得到碎料;洗酸水可以中和后,重新循环使用;
2.碎料进入沉浮分离器,分离出塑料隔板回收,含铅物料进入振动筛筛出三种料度产物,大于7mm为铅-锑合金直接熔铸成成品合金锭;小于1mm为填料进入球磨机细磨;1~7mm物料为铅和填料的混合物,经过对辊破碎机破碎,使铅-锑合金大于1mm,填料小于1mm,再通过1mm筛使二者分开,铅-锑合金直接熔铸成成品合金锭,填料进入球磨机细磨;
3.填料由球磨机磨碎至小于60目后,进入脱硫反应釜脱硫,同时进行脱硫及还原转化,脱硫剂为碳酸铵((NH4)2CO3),还原剂为亚硫酸铵((NH4)2SO3),转化温度为55℃,搅拌时间1-2小时,碳酸铵((NH4)2CO3)的浓度为20-35%,亚硫酸铵((NH4)2SO3)的浓度为10-20%,脱硫率可达95%以上,过氧化铅(pbo2)的还原率为85%以上,化学反应式如下:
4.填料转化后,由板框过滤机过滤,滤液进入脱硫液回收或再生部分,滤渣进入电解沉积部分。
二、电解沉积部分
1.滤渣在浸出槽中用氟硅酸浸出得到电解液,浸出条件:温度25-45℃,时间30-60分钟,电解液成分要求为含铅90-110g/l,含HSiF6 130-140g/l。
反应式为:
2.电解液经循环槽、高位槽进入电解槽进行电解,直接生产电铅(纯度可高达99.99%),采用石墨或镀氧化铅的钛板做阳极,槽电压为2.2-2.5V,电流效率大于97%,直流电消耗为600-650kwh/t电铅。
3.电解后的贫电解液(含Pb 60-70g/l,含HSiF6 130-140g/l),返回浸出槽浸出。
三、脱硫剂的回收或再生
由预处理脱硫所得的脱硫液主要为(NH4)2SO4滤液,可通过再生制成碳酸铵((NH4)2CO3)循环使用。
(1).硫酸铵((NH4)2SO4)溶液进入氨气反应釜,加入Ca(OH)2,加热至90℃,搅拌2小时,生成的氨气由反应釜顶部排出进入氨气吸收塔,这一步的反应率可达98%以上,反应式如下:
(2)氨气在氨吸收塔内吸收制成6mol/l的浓氨水;
(3)浓氨水在炭化塔内吸收来自电解部分浸出滤渣产生的CO2,制成3mol/l浓度的(NH4)2CO3溶液,作为脱硫剂返回使用。
反应式为:
实施例2
如图2所示,本实施例包括三部分:预处理脱硫、电解沉积和脱硫剂的回收或再生:
一、预处理脱硫
1.蓄电池倒酸后,由切割机切掉上盖倒出极板,极板经洗酸槽洗酸后经皮带传送机送到立轴破碎机破碎得到碎料;洗酸水可以中和后,重新循环使用;
2.碎料进入沉浮分离器,分离出塑料隔板回收,含铅物料进入振动筛筛出三种料度产物,大于7mm为铅-锑合金直接熔铸成成品合金锭;小于1mm为填料进入球磨机细磨;1~7mm物料为铅和填料的混合物,经过对辊破碎机破碎,使铅-锑合金大于1mm,填料小于1mm,再通过1mm筛使二者分开,铅-锑合金直接熔铸成成品合金锭,填料进入球磨机细磨;
3.填料由球磨机磨碎至小于60目后,进入脱硫反应釜脱硫,同时进行脱硫及还原转化,脱硫剂为碳酸钠(Na2CO3),还原剂为亚硫酸钠(Na2SO3),为了防止还原时生成NaOH,影响副产品回收,还要加入NaHCO3,转化条件为温度55℃,搅拌时间为2小时,Na2CO3的浓度为10-30%,NaHCO3深度为10-20%,Na2SO3浓度为5-30%,脱硫率可达95%以上,还原率达85%以上,化学反应如下:
4.填料转化后,由板框过滤机过滤,滤液进入脱硫液回收或再生部分,滤渣进入电解沉积部分。
二、电解沉积部分
1.滤渣在浸出槽中用氟硅酸浸出得到电解液,浸出条件:温度25-45℃,时间30-60分钟,电解液成分要求为含铅90-110g/l,含HSiF6 130-140g/l。
反应式为:
2.电解液经循环槽、高位槽进入电解槽进行电解,直接生产电铅(纯度可高达99.99%),采用石墨或镀氧化铅的钛板做阳极,槽电压为2.2-2.5V,电流效率大于97%,直流电消耗为600-650kwh/t电铅。
3.电解后的贫电解液(含Pb 60-70g/l,含HSiF6 130-140g/l),返回浸出槽浸出。
三、脱硫剂的回收或再生
由预处理脱硫所得的脱硫液主要为Na2SO4溶液,采用在冬季回收副产品Na2SO4.10H2O和在夏季回收无水Na2SO4的工艺。
(1)在冬季,脱硫液进入结晶池在自然条件下冷冻至0℃,即有Na2SO4.10H2O结晶析出,溶液返回使用;
(2)在夏季,脱硫液进入蒸发器加热蒸发水份,然后冷却至40℃进入离心过滤机过滤,得到副产品无水Na2SO4

Claims (5)

1.一种废旧蓄电池铅清洁回收技术,其特征是:它包括三个部分组成:预处理脱硫,电解沉积,脱硫剂的回收或再生;
一、预处理脱硫
(1).蓄电池倒酸后,由切割机切掉上盖倒出极板,极板经洗酸槽洗酸后送至破碎机得到碎料;
(2).碎料进入沉浮分离器,分离出塑料隔板回收,含铅物料进入振动筛筛出三种料度产物,大于7mm为铅-锑合金直接熔铸成成品合金锭;小于1mm为填料进入球磨机细磨;1~7mm物料为铅和填料的混合物,经过对辊破碎机破碎,使铅-锑合金大于1mm,填料小于1mm,再通过1mm筛使二者分开,铅-锑合金直接熔铸成成品铅-锑合金锭,填料进入球磨机细磨;
(3).填料由球磨机磨碎至小于60目后,进入脱硫反应釜脱硫,加入脱硫剂和还原剂进行脱硫及还原转化;
(4).填料转化后,由板框过滤机过滤,滤液进入脱硫液回收或再生部分,滤渣进入电解沉积部分;
二、电解沉积
(1).滤渣在浸出槽中用氟硅酸浸出得到电解液,浸出条件:温度25-45℃,时间为30-60分钟;
(2)电解液经循环槽、高位槽进入电解槽进行电解;电解时槽电压控制在2.2-2.5V之间;
(3).电解后的贫电解液返回浸出槽浸出;
三、脱硫剂的回收或再生
将由预处理脱硫所得的滤液加入蒸发釜,进行回收或再生。
2.如权利要求1所述的废旧蓄电池铅清洁回收技术,其特征是:预处理脱硫中的脱硫剂和还原剂分别为:碳酸铵((NH4)2CO3),亚硫酸铵((NH4)2SO3),相应的化学反应方程式为:
3.如权利要求1所述的废旧蓄电池铅清洁回收技术,其特征是:预处理脱硫中的脱硫剂和还原剂分别为:碳酸钠(Na2CO3),亚硫酸钠(Na2SO3),相应的化学反应方程式为:
4.如权利要求1所述的废旧蓄电池铅清洁回收技术,其特征是:当预处理脱硫中的采用碳酸铵((NH4)2CO3)为脱硫剂和亚硫酸铵((NH4)2SO3)为还原剂时,脱硫液主要为(NH4)2SO4滤液,可通过再生制成碳酸铵((NH4)2CO3)循环使用,脱硫剂的回收或再生相应的反应方程式为:
5.如权利要求1所述的废旧蓄电池铅清洁回收技术,其特征是:当预处理脱硫中的采用碳酸钠(Na2CO3)为脱硫剂和亚硫酸钠(Na2SO3)为还原剂时,脱硫液主要为Na2SO4溶液,采用在冬季回收副产品Na2SO4.10H2O和在夏季回收无水Na2SO4的工艺:
(1)在冬季,脱硫液进入结晶池在自然条件下冷冻至0℃,即有Na2SO4.10H2O结晶析出,溶液返回使用;
(2)在夏季,脱硫液进入蒸发器加热蒸发水份,然后冷却至40℃进入离心过滤机过滤,得到副产品无水Na2SO4
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