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
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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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