CN202817145U - 废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,所述设备包括:实现本实用新型中化学法工艺、化学机械法工艺或电化学机械法工艺中的一种或多种工艺过程所需的设备。本实用新型所获得的活性物质材料显著提高铅酸蓄电池活性物质的利用率、电池的比能量及电池充电接受能力等,同时避免铅气、铅烟、铅尘、SO2有害物质的产生和排放,提高生产过程中铅的利用率、有助于对铸板或焊接工艺铅气回收产生的铅化合物、含铅液进行处理和再利用,降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种废旧铅酸蓄电池铅膏、铅或铅化合物的湿法回收再利用的设备,特别是涉及一种环保的、低成本的、高性能铅酸蓄电池电极活性物质制造或废旧铅酸蓄电池铅膏、铅或铅化合物回收的设备。
背景技术
发明至今,铅酸蓄电池已有150多年历史,目前其仍是二次电池中应用最广、市场份额最大(约占80%)的产品,且时至今日全球市场对其需求仍以每年约5~10%的速率增加,这与原有应用领域,如交通、电力、通信等,和新兴应用领域,如太阳能、风能、电动车、网络等,对铅酸蓄电池需求的增长有直接关系。市场容量与应用领域扩大,期待铅酸蓄电池性能,如比能量等,进一步提高,成本进一步降低,同时,铅酸蓄电池对社会环境所造成的污染问题也突显并受到政府和全民的重视。铅酸蓄电池在其使用过程中基本不危害用户或环境的安全,尤其是密闭免维护类的铅酸蓄电池在使用过程中可以说是零污染,其对环境所造成的污染主要源于目前的生产和回收过程。生产过程中的污染主要来源于铅粉制造(即铅酸蓄电池的电极活性物质材料)、铅板栅铸造和电池焊接工艺。目前铅粉的制造过程会产生大量的铅气和铅尘以及噪声污染,铅板栅铸造和电池焊接工艺也会造成铅气、铅烟的污染。所谓的铅粉实际上是表面被氧化了的铅颗粒,一般制造电池用的铅粉其约含有75%的氧化铅。当前工业,制造铅粉时广泛采用两种工艺:球磨法和气相氧化法(也称巴顿法)。图1A示出的国内广泛采用的风选式球磨工艺的主要设备,在球磨法中,将铅锭先铸成铅球或铅块,装入球磨机内进行研磨,并鼓风氧化铅粉。铅球、铅段或铅块被送入球磨滚筒后,保持在铅表面易于被氧化的适当温度,旋转滚筒,筒内铅块的表面相互摩擦、撞击并发生位移同时被氧化,从而与整体之间发生裂缝,随着裂缝的逐渐深入,因变形位移了的表面结晶层便在撞击和摩擦的作用下,从球体或块体上脱落下来,被进一步磨碎、研细生成铅粉。研细的铅粉,经过布袋式风选获得所需要的铅粉,在这个过程中,铸造、球磨、风选均会产生大量的铅气烟尘,一方面大大降低了铅原材料的利用效率,另一方面,也易对生产及周边环境造成严重污染。图1B中则示出了气相氧化法的生产原理示意图。即将铅块在反应锅内熔化后,然后将铅液与空气一起送入气相氧化室内,利用叶轮的高速旋转使熔融铅液被搅拌成铅的小雾滴并使之与空气充分接触而被氧化生成具有一定氧化度的细铅粉,细铅粉经过风选获得需要的铅粉,其熔铅、风选过程同样会产生大量的铅气烟尘。在上述的铅粉制造、铅板铸造和铅焊接工艺过程中,虽然可通过附加环保设备来控制这些过程中的污染,但一方面,控制效果不够理想,另一方面控制成本较高,由于市场竞争,多数企业或者不附设环保控制设备或者只是将为满足环保部门要求而设置的环保控制设备作为一种摆设。
在废旧铅酸蓄电池回收方面,其污染主要来源于对废铅膏的回收处理。目前广泛使用的废铅膏回收工艺主要可以分为火法和电解湿法。图2示出了当前废铅膏回收火法和的电解湿法工艺的流程示意图。在火法工艺中,主要是通过高温加热还原未脱硫或已预脱硫的废铅膏使之转化成粗铅,然后再对粗铅进行熔融状态下的精炼除杂以得到精铅。火法工艺中涉及铅的高温冶炼和熔融,因此难免会产生污染排放物,如铅气烟尘、CO2、SO2等,控制和处理这些污染物使工艺的复杂性和成本大幅增加,同时大量污染物的生成及排出,大大降低了铅的回收率以及能量的利用效率。在电解湿法工艺中,主要是对废铅膏进行脱硫、浸出,然后以电解法将铅从铅浸出溶液中电沉积出来并铸成铅锭以待后用。电解湿法解决了火法冶炼中上述铅气铅烟、CO2、SO2的排放问题,但另外存在着电解过程中来自电解质溶液的有害气体问题。更现实的问题是,该电解湿法工艺设备投资大,耗能大,盈利能力较差,往往其回收废电池的价格在市场上不具有竞争力,导致废铅酸蓄电池供应不足,工厂开工率低,因而实际产生的经济效益和社会效益有限。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种环保的、低成本的、高性能的铅酸蓄电池电极活性物质制造或废铅酸蓄电池铅膏、铅或铅化合物回收的设备。通过本实用新型可实现废铅酸蓄电池铅膏、铅或铅化合物的环保、低成本回收,和具有新型、高性能结构的铅酸蓄电池活性物质的环保及低成本制造。
所述铅酸蓄电池电极活性物质材料包括:铅氧化物、铅、氢氧化铅、铅碳酸盐中一种或多种的颗粒或颗粒聚集体;铅氧化物则包括:二氧化铅、一氧化铅、四氧化三铅、三氧化二铅、其它非化学计量的氧化铅中的一种或多种;铅碳酸盐包括:碳酸铅、碱式碳酸铅、碳酸氢铅中的一种或多种;铅化合物包括:硫酸铅、碱式硫酸铅、铅氧化物、铅盐、碱式铅盐、铅酸盐、亚铅酸盐中的一种或多种
为解决上述技术问题,第一方面,本实用新型提供一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的适用于化学法工艺的设备,
该设备包括:
至少一反应釜,用于实现包括:搅拌混和、化学反应、固液气间相分离等操作;其中,相分离操作包括:离心、压滤、过滤、抽滤、蒸发、结晶、萃取等操作中的一种或多种;
至少一分解炉,用于实现包括:对反应釜传送来的含铅颗粒进行烘焙或/和加热分解;
至少一粉化器,用于将分解炉烘焙或/和热分解过程中或后的颗粒聚集体进行破碎、粉体化。
当反应釜、分解炉或粉化器在设备中不止一个时,可通过串行或并行方式实现每一单元部分的功能。例如,串行时,将化学法1反应步骤(1)、(2)反应在一个反应釜中完成,反应步骤(3)在另一个反应釜中进行,这样有利于实现反应不完全的废铅膏或铅化合物颗粒与反应后生成的含铅颗粒彼此分开获得,而不是混合在一起。
反应釜、分解炉和粉化器可以在空间上彼此分立,也可以彼此整合在一起。
作为选择,为了实现工艺中的气体和液体化学品的循环使用,该设备除上述反应釜、分解炉和粉化器构成外,还可包括:液体循环设备和气体循环设备。其中,循环设备均带有气体或液体储存器。液体循环设备与反应釜通过进液口和出液口相连接;气体循环设备则通过进/出气口与反应釜相连接,也通过抽气口与分解炉相连接。
另外,上述设备还可配备其它附属装置,以实现较优的工艺效果和操作的自动化、数字化、智能化。例如,包括:气体压缩机、气体真空机、称重装置、参数采集及分析装置、缓冲存储装置、观察系统装置、自清洁设备装置、温控装置、压控/真空设备装置、紫外线或更高频电磁波作用装置、微波作用装置、超声波作用装置、样品采集口、温度计、pH计、备用泵、自动控制用传感器、时控装置、固体传送装置、单片机控制系统、智能控制系统中的一种或任意多种。所述附属装置能与反应釜、分解炉或粉化器,根据工艺要求进行自由组合。
再者,对于不经过烘焙或/和热分解而获得铅酸蓄电池电极活性物质材料,或所获得的铅酸蓄电池电极活性物质材料颗粒没有发生聚集硬结的,可去掉上述化学法1~18中的设备结构中的分解炉或粉化器,即该设备,包括反应釜。
第二方面,本实用新型还提供另一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的适用于化学机械法工艺的设备:
该设备包括:至少一反应釜和一种对铅表面的铅氧化物薄膜施加机械作用(包括:研磨、抛光等)的装置,其中,该施加机械作用的装置安装于反应釜内。或者
该设备包括:至少一反应釜和一种对废铅膏或铅化合物颗粒施加机械作用(包括:研磨、抛光、搅拌或冲击等)的装置构成。其中,该施加机械作用的装置安装于反应釜内。或者
该设备包括:至少一反应釜、一种对废铅膏或铅化合物颗粒施加机械作用(包括:研磨、抛光、搅拌、冲击等)的装置、烘焙装置、热分解装置和粉化装置构成,其中,该施加机械作用的装置安装于反应釜内,烘焙装置、热分解装置、粉化装置则安装于反应釜内或外部。
第三方面,本实用新型还提供另一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的适用于电化学机械法的设备:
该设备包括:至少一电解池和一种对铅表面的铅氧化物薄膜施加机械作用(包括:研磨、抛光等)的装置,其中,该施加机械作用的装置安装于电解池内部。或者
该设备包括:至少一电解池和一种使废铅膏颗粒表面与电解电极作相对运动的机械装置,该机械装置位于电解池内。
有必要指出,可由上述适用于化学法工艺、化学机械法工艺、电化学机械法工艺的设备中的构成部分,按照交叉应用中的反应/作用步骤需要,进行组合构成设备,以适用于废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺、化学机械法工艺、电化学机械法工艺的交叉应用:
所谓工艺的交叉应用是,将废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺、化学机械法工艺、电化学机械法工艺中任意两种或两种以上工艺、或工艺中的局部工艺路线拼接组合起来,形成混合型的工艺路线。组合的办法是将某一工艺、或工艺中的反应/作用步骤的产物作为另一工艺、或另一工艺中反应/作用步骤的起始反应物。
第四方面,本实用新型提供了一种从废铅膏或含铅物中去除杂质的设备。
该设备包括:能实现至少如下一种功能的核心设备单元或装置;该功能包括:化学反应容器功能、溶解功能、沉淀功能、相分离功能(如离心、压滤、过滤、抽滤、挥发、蒸发、结晶、萃取)、电解/电沉积装置及容器功能。
作为选择,该设备还具有其它辅助设备单元或装置,包括:传质和循环传质(气、液、固)装置、称重装置、参数采集及分析装置、缓冲存储装置、观察系统装置、固体破碎装置、自清洁设备装置、温控装置、压控/真空设备装置、超声波作用装置、搅拌装置、恒电位仪、样品采集口、温度计、pH计、时控装置中的一种或任意多种。所述辅助设备单元或装置,能根据工艺要求与核心设备单元或装置自由组合。
本实用新型的有益效果如下:
1、实现了铅酸蓄电池电极活性物质材料在粒径、结构、化学组成等方面的显著拓展,有利于显著提高铅酸蓄电池电极活性物质的利用率、电池的比能量/比功率及充电接受能力,甚至循环寿命等。
2、本实用新型工艺过程及设备与现行工业中的火法、电解法回收废铅膏以及球磨法、巴顿法制备铅粉的工艺及设备完全不同,可以彻底避免当前工业在铅酸蓄电池电极活性物质制造、废铅膏回收过程中铅气、铅烟、铅尘、SO2以及其它有害气体的产生和排放,有助于提高生产过程中铅的利用率,以及有助于节省现行工艺中效果不理想但成本昂贵的环保设备投入,有助于对铸板或焊接工艺铅气回收产生的铅化合物、溶液或水液进行处理和再利用,从而有利于绿色生产和显著降低铅酸蓄电池电极活性物质制造、废铅膏回收的工艺成本。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明:
图1A是风选式球磨工艺进行铅粉制造的工艺原理及设备结构示意图;
图1B是气相氧化法进行铅粉制造的工艺原理及设备结构示意图;
图2是现行废铅膏回收的火法和电解湿法工艺流程示意图;
图3是本实用新型的适用于化学法1的设备结构示意图;
图4是实施例1的一种设备结构示意图;
图5是实施例1中的另一种设备结构示意图;
图6是实施例19的设备结构示意图;
图7是实施例20的一种设备结构示意图;
图8是实施例20的另一种设备结构示意图;
图9是实施例20的第三种设备结构示意图;
图10是实施例23的一种设备结构示意图;
图11是实施例24的一种设备结构示意图;
图12是实施例26的设备结构示意图。
图中附图标记说明如下:
111为反应釜(A),112为反应釜(B),113为分解炉,114为粉化器,115为反应釜、分解炉、粉化器一体机(即反应釜、分解炉、粉化器三者一体机),116为第一液体储存罐,117为气体储存罐,118为研磨反应釜,119为第二液体储存罐,120为搅拌式化学机械作用釜,121为研磨式化学机械作用釜,122为碾磨式化学机械作用釜,123为第三液体储存罐,124为搅拌式双池反应釜,125、126为第一、第二半电解池,127为搅拌式单池反应釜,128为硫酸盐结晶罐,129净化储存液罐,130为电解装置,1为真空/压力计,2为安全阀门,3为反应釜壳体,4为pH计,5为第一搅拌器,6为反应釜出口及控制阀,7为温控装置,8为循环液体进/出口,9为第一过滤液体装置,10为第一液体管道,11为物料进口,12为第一液泵,13为液体控制阀,14为釜外液体进/出口,15为气/液体控制阀,16为过滤气体装置,17为釜外气体进/出口,18为气/液泵,19为气/液管道,20为固体颗粒传送装置,21为分解炉入口,22为分解炉出口,23为分解炉壳体,24为块状固体传送装置,25为粉化器入口,26为碾压器,27粉化器壳体,28为控制阀,29为粉化器出口,30为气体管道,31为第一气体控制阀,32为气体压缩泵,33为第二气体控制阀,34为气体储存罐壳体,35为破碎器,36为粉化器外壳,37为碾压研磨装置,38为一体机出口,39为机械研磨装置,40为机械研磨装置研磨面,41为铅,42为铅被研磨面,43为研磨反应釜出口,44为研磨反应釜壳体,45为第二液体管道,46为第二过滤液体装置,47为第二液泵,48为搅拌式化学机械作用釜壳体,49为第二搅拌器,50为桨叶,51为研磨式化学机械作用釜壳体,52为研磨器,53为研磨杵,54为碾磨式化学机械作用釜壳体,55为上磨盘,56为进料口,57为上磨盘碾磨面,58为下磨盘碾磨面,59为下磨盘,60为颗粒传送装置,61为颗粒出口,62为第三过滤液体装置,63为第三液体管道,64为第三液泵,65为电源正极,66为电源负极,67为多孔隔板,68为电解池壳体,69为第四液体管道,70为第四过滤液体装置,71为工作电极;72为电解池出口控制阀,73为电解池颗粒出口,74为绝缘板,75为第三搅拌器,76为电源正极或负极,77为电源负极或正极,78为对电极。
具体实施方式
实施例1
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图3、4、5所示。其中,图3中的设备由三个主要单元部分构成,即至少一个反应釜、至少一个分解炉、至少一个粉化器,其中分解炉分别与反应釜和粉化器相连。
图4中所示的设备包括:依次相连的反应釜(A)111、反应釜(B)112、分解炉113、粉化器114。反应釜(A)111用来实现反应步骤(1)和(2),反应釜(B)用来实现反应步骤(3),分解炉用来实现反应步骤(4),粉化器114用来实现对于生成的铅氧化物颗粒的聚集体或硬结块进行粉碎、粉化。反应釜(A)111和反应釜(B)112包括:真空/压力计1,安全阀门2,反应釜壳体3,pH计4,第一搅拌器5,反应釜出口及控制阀6,温控装置7,循环液体进/出口8,第一过滤液体装置9,第一液体管道10,物料进口11,第一液泵12,液体控制阀13,釜外液体进/出口14,气/液体控制阀15,过滤气体装置16,釜外气体进/出口17,气/液泵18,气/液管道19。其中,真空/压力计1、安全阀门2分别固定于反应釜壳体3上部,真空/压力计1用来实现对于反应釜内压力或真空度的监测、安全阀门2用来实现对危险高压的疏泄和与环境大气相通或隔断;pH计4、第一搅拌器5固定于反应釜壳体3内部,pH计4用来实现对反应体系pH值的监测,第一搅拌器5实现反应体系的混和均匀;反应釜出口及控制阀6连接于反应釜壳体3的下部,用来实现对反应釜中固体颗粒的输出控制;温控装置7与反应釜壳体下部相连,温控装置7中的温度测量计安装于反应釜壳体3内部,而温控装置7中的升温降温装置则安装于反应釜壳体3底部,用来实现对反应体系温度的控制;物料进口11开口于反应釜壳体3的上部,用来实现固体物料的输入;第一液体管道10固定于两反应釜壳体3上,开口于循环液体进/出口8和釜外液体进/出口14,其上设有与其相连接的第一液泵12、以及液体控制阀13,实现两釜之间的液体传输和液体物料的加入;第一液体管道10上的第一过滤液体装置9用来防止液体传输过程中固体颗粒进入第一液体管道10;连接于反应釜壳体3上的气/液管道19,连同与其连接的气/液体控制阀15、釜外气体进/出口17、气/液泵18共同用来实现气体的输入和输出以及在反应釜内气体和溶液通过气/液管道19的循环流动,气/液管道19上的过滤气体装置16和过滤液体装置用来防止气/液体传输过程中固体颗粒进入气/液管道19;固体颗粒传送装置20与反应釜(B)出口6相连并开口于分解炉入口21,负责将反应釜(B)中产生的固体颗粒转输入分解炉113中;固体颗粒在分解炉中受热分解后,新生成的块状铅氧化物颗粒聚集体由分解炉出口22输出,并经由与该出口相连且开口于粉化器入口25的块状固体传送装置24输送至粉化器114中进行粉化处理,在粉化器114中铅氧化物颗粒聚集体被碾压器26作用后变成细粉状颗粒或颗粒聚集体,然后在粉化器的控制阀28的控制下由粉化器出口29输出。
图5中所示的设备包括:反应釜、分解炉、粉化器一体机115(以下简称一体机)、以及分别与一体机相连接的第一液体储存罐116和气体储存罐117,一体机115用来实现本实施例中各反应步骤(1)~(4)的主体内容,并实现对于生成的块状铅氧化物颗粒聚集体进行破碎和粉化,而第一液体储存罐116和气体储存罐117则用来实现工艺过程中产生的液体、气体的暂储、帮助实现液、气的循环利用。反应釜、分解炉、粉化器一体机115包括:真空/压力计1,安全阀门2,反应釜壳体3,pH计4,第一搅拌器5,反应釜出口及控制阀6,温控装置7,循环液体进出/口8,第一过滤液体装置9,第一液体管道10,物料进口11,第一液泵12,液体控制阀13,釜外液体进/出口14,气/液体控制阀15,过滤气体装置16,釜外气体进/出口17,气/液泵18,气/液管道19,气体管道30,第一气体控制阀31,气体压缩泵32,第二气体控制阀33,破碎器35,粉化器外壳36,碾压研磨装置37,一体机出口38。其中,部件1~19的连结关系及相应功能与图5中的设备基本相同,不同之处在于:①温控装置6的升温降温装置安装于反应釜壳体3底部或侧壁下部,保温材料包裹着反应釜壳体3,如此实现反应步骤(1)~(3)中对反应体系温度的控制和(4)固体颗粒热分解过程;②第一液体管道10固定于反应釜壳体3与液体储存罐壳体上,开口于循环液体进/出口8和釜外液体进/出口14,其上设有与其相连接的第一液泵12、以及液体控制阀13,实现的是反应釜与液体储存罐之间的液体传输和液体物料的加入;气体管道30连接于气体储存罐壳体和反应釜壳体之间,提供两者之间的气体通路;通过气体管道30上的第一气体控制阀31、气体压缩泵32、第二气体控制阀33以及气/液控制阀15,实现气体在环境、气体储存罐117、反应釜壳体3内部,三者之间或反应釜壳体内部的气体输运控制,其中气体压缩泵32、第二气体控制阀33以及气/液控制阀15实现的是将反应釜壳体内输送过来的气体进行压缩后送入气体储存罐117中暂存;破碎器35连接于搅拌器或反应釜壳体上,可上下运动及水平转动,以将反应釜壳体内的硬结的块状颗粒聚集体进行机械性破碎成小块;粉化器外壳36与反应釜壳体3底部相连并罩住反应釜出口及控制阀6,以及碾压研磨装置37,以约束破碎后的小块铅氧化物颗粒聚集体之流动路径并使颗粒聚积体与碾压研磨装置37充分作用,生成细粉状的铅氧化物颗粒或颗粒聚集体,然后通过一体机出口38输出。
按图4设备,以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料(总含铅376mol),本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于反应釜(A)111中,加入10kg的去离子水或蒸馏水后,进行搅拌。以尽量使废铅膏中少量的Pb与相对多量的PbO2发生作用生成Pb的低价氧化物。充分搅拌及作用后,向反应体系中加入49kg 30wt%一种碱(wt%表示质量百分比,以下同)溶液,从而在反应釜(A)111中获得硫酸盐溶液和铅(氢)氧化物固体颗粒。【铅(氢)氧化物】是指含有铅氧化物、氢氧化铅以及可能少量铅的混和物,以下同。经抽滤,硫酸盐溶液被分离出反应釜(A)111。继续向反应釜(A)111中加入30wt%的一种酸溶液,致使反应釜(A)111中的固体颗粒,全部或部分转化成一种铅盐溶液,作为选择可加入含有125mol一种还原剂或氧化剂的30wt%溶液,以促进PbO2或Pb生成铅盐,然后将铅盐溶液转移至反应釜(B)112中,并向溶液中通入一种气体反应物,使生成固体颗粒沉淀和溶液,,沉淀反应进行时,进行搅拌,并保持反应釜(B)中液体的上部空间充满气体反应物,且使该空间中的气体反应物压强为10-5pa~2atm之间或之间的某一定值。使沉淀反应进行60min。然后,经抽滤,将溶液返回至反应釜(A)111中与下一批生成的铅(氢)氧化物作用,而反应釜(B)112中的固体颗粒则经由固体颗粒传送装置20输送至分解炉113中进行80℃、30min的烘焙和350~1000℃或之间的某一定值、30min的热分解。分解后生成的块状铅氧化物颗粒聚集体被块状固体传送装置24输送至粉化器114中进行粉化。最后经粉化器114作用后获得的细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由粉化器出口29输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
按图5中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于一体机115的反应釜中,加入10kg的去离子水或蒸馏水后,进行搅拌。以尽量使废铅膏中少量的Pb与相对多量的PbO2发生作用生成Pb的低价氧化物。充分搅拌及作用后,向反应体系中加入49kg 30wt%一种碱溶液,从而在一体机115的反应釜中获得硫酸盐溶液和铅(氢)氧化物固体颗粒。经抽滤,硫酸盐溶液被分离出一体机的反应釜,继续向反应釜中加入30wt%的一种酸溶液,致使一体机115反应釜中的固体颗粒,全部或绝大部分转化成一种铅盐溶液,然后向铅盐溶液中通入一种气体反应物,使生成固体颗粒沉淀和溶液,沉淀反应进行时,进行搅拌,并保持一体机115反应釜中液体的上部空间充满气体反应物,且使该空间中的气体反应物压强为10-5pa~2atm之间或之间的某一定值。使沉淀反应进行60min。然后,经抽滤,将溶液转移至液体储存器116,待与一体机115反应釜中的下批铅(氢)氧化物固体颗粒反应时再使用,而对此时一体机115反应釜中的固体颗粒进行80℃、30min的烘焙和350~800℃或之间的某一定值、30min的热分解。分解后生成块状铅氧化物颗粒聚集体和气体产物。气体产物经由气体管道30和气体压缩泵32压缩入气体储存器117中暂存,以待与下一批的铅盐溶液进行反应。块状铅氧化物颗粒聚集体被破碎器35破碎成小块状铅氧化物颗粒聚集体后利用重力经由反应釜出口及控制阀6输送至粉化器壳体36内,并在碾压研磨装置37的作用下进行粉化,最后获得细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由一体机出口38输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例2
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图,4或5所示。
按图5中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于一体机115反应釜中,加50kg去离子水或蒸馏水,搅拌15min,使废铅膏中相对少量的Pb尽量与PbO2发生作用生成铅低价氧化物。再向废铅膏或废铅膏与水的混和物中加入14.3kg 30%的一种氧化剂或还原剂溶液,搅拌30min,促进废铅膏中PbO2和少量Pb向铅低价氧化物转化。然后,向反应体系中加入65kg 20wt%一种碱,生成硫酸盐溶液和铅(氢)氧化物固体颗粒。向溶液中通入一种气体反应物,以使可能溶解了的少量铅(氢)氧化物的产物变成颗粒沉淀下来。保持溶液上方的气体反应物压强为1atm,并通过气液管道19将溶液上方的气体反应物重新通入溶液进行循环利用,15min后,将溶液上方的气体反应物抽出,并压缩储存至气体储存罐117待下次使用。经压滤,将硫酸盐溶液分离出反应釜,继续向铅(氢)氧化物固体颗粒中加入约79kg 60wt%一种酸溶液,发生反应,生成一种铅盐溶液,待铅(氢)氧化物固体颗粒完全或大部分溶解后,向溶液中加入,0.000376mol或0.376mol或3.76mol表面活性剂,和50wt%一种盐反应物溶液,并搅拌,至不再产生固体颗粒沉淀为止,溶液中溶质的成分则以一种盐产物为主。然后,经压滤,将溶液移出,对一体机115反应釜中的固体颗粒进行60℃、30min的烘焙和370~900℃或之间的某一定值、30min的热分解,热分解时向反应釜中加入95mol的一种还原剂反应物。分解后生成块状铅/铅氧化物颗粒聚集体和气体产物。将气体产物排出,块状铅/铅氧化物颗粒聚集体由破碎器35破碎成小块状铅/铅氧化物颗粒聚集体后利用重力经由反应釜出口及控制阀6输送至粉化器壳体36内,并在碾压研磨装置37的作用下进行粉化,最后获得细粉状铅/铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由一体机出口38输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例3
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图6中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于一体机115的反应釜中,加50kg去离子水或蒸馏水,搅拌15min,使废铅膏中相对少量的Pb尽量与PbO2发生作用生成铅低价氧化物。然后,向反应体系中加入14.5kg一种碱,生成硫酸盐溶液和铅(氢)氧化物固体颗粒。经压滤,将硫酸盐溶液分离出反应釜,继续向铅(氢)氧化物固体颗粒中加入约105kg 50wt%一种酸溶液和3.76mol的一种氧化剂或还原剂,发生反应,生成一种铅盐溶液,待铅(氢)氧化物固体颗粒完全或大部分溶解后,向溶液中加入20wt%一种碱溶液,并搅拌,至不再产生固体颗粒沉淀为止,,溶液中溶质的成分则以一种盐产物为主。然后,经压滤,将溶液移出,对一体机115反应釜中的固体颗粒进行50℃、20min的烘焙和150℃、30min的热分解。分解后生成块状铅氧化物颗粒聚集体和气体产物。将气体产物排出,块状铅氧化物颗粒聚集体由破碎器35破碎成小块状铅氧化物颗粒聚集体后利用重力经由反应釜出口及控制阀6输送至粉化器壳体36内,并在碾压研磨装置37的作用下进行粉化,最后获得细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由一体机出口38输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例4
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图4中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于反应釜(A)111中,加入30kg去离子水或蒸馏水,搅拌60min。然后,向反应体系中加入27.8kg一种碱,生成硫酸盐和铅(氢)氧化物固体颗粒混合物和溶液。经抽滤,将溶液与固体颗粒分离,然后向铅(氢)氧化物和硫酸盐混合物中加入460kg 10wt%一种酸溶液,使生成一种铅盐溶液和硫酸盐固体颗粒。将溶液经压滤移至反应釜(B)112中,硫酸盐固体颗粒则从反应釜出口及控制阀6移出。向铅盐溶液中通入37600mol一种气体反应物,使生成固体颗粒沉淀和溶液,沉淀反应进行时,进行搅拌,并保持反应釜(B)中液体的上部空间充满气体反应物,且使该空间中的气体反应物压强为10-5pa~2atm之间或之间的某一定值。使沉淀反应进行60min。然后,经抽滤,将溶液返回至反应釜(A)111中与下一批生成的铅(氢)氧化物作用,而反应釜(B)112中的固体颗粒则经由固体颗粒传送装置20输送至分解炉113中进行70℃、30min的烘焙和1000℃、5min的热分解。分解后生成的块状铅氧化物颗粒聚集体被块状固体传送装置24输送至粉化器114中进行粉化。最后经粉化器114作用后获得的细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由粉化器出口29输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例5
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图5中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100吨废铅膏置于一体机115的反应釜中,加入10吨去离子水或蒸馏水,搅拌15min。,然后向反应体系中加入足量的20wt%一种碱,至废铅膏颗粒全部或绝大部分溶解为止,生成硫酸盐溶液和一种亚铅酸盐以及一种铅酸盐溶液。继续向反应釜中通入足量的一种气体反应物,控制反应温度为1℃,使生成固体颗粒沉淀和溶液。然后,经压滤,将溶液移出,对一体机115反应釜中的固体颗粒进行60℃、30min的烘焙和315~1000~℃、30min的热分解,分解后生成块状铅氧化物颗粒聚集体和气体产物。将气体产物排出,块状铅氧化物颗粒聚集体由破碎器35破碎成小块状铅氧化物颗粒聚集体后利用重力经由反应釜出口及控制阀6输送至粉化器壳体36内,并在碾压研磨装置37的作用下进行粉化,最后获得细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由一体机出口38输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例6
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图5中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于一体机115反应釜中,加入100kg去离子水或蒸馏水,搅拌20min。向反应体系中加入30kg一种碱,搅拌,使生成硫酸盐溶液和铅(氢)氧化物固体颗粒,经压滤,分离出硫酸盐溶液继续向铅(氢)氧化物颗粒中通入足量的10wt%一种碱溶液,使铅氢氧化物颗粒全部或绝大部分溶解。然后,向溶液中中通入足量的一种气体反应物而至不再产生固体颗粒沉淀为止。然后,经压滤,将溶液移出,对一体机115反应釜中的固体颗粒进行60℃、30min的烘焙和370~600℃、30min的热分解,分解后生成块状铅氧化物颗粒聚集体和气体产物。将气体产物排出,块状铅氧化物颗粒聚集体由破碎器35破碎成小块状铅氧化物颗粒聚集体后利用重力经由反应釜出口及控制阀6输送至粉化器壳体36内,并在碾压研磨装置37的作用下进行粉化,最后获得细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由一体机出口38输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例7
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图5中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于一体机115的反应釜中,加入100kg去离子水或蒸馏水,20kg一种盐,搅拌30min,使生成硫酸盐溶液和含有铅(氢)氧化物的固体颗粒混合物。经压滤,分离出硫酸盐溶液,对固体颗粒混合物进行375~900℃加热分解30min,生成固体颗粒和气体产物,将气体产物收集以循环利用。作为选择,此时,生成的固体颗粒亦可作为活性物质材料直接使用。向生成的固体颗粒中加入15wt%一种酸溶液至颗粒完全或绝大部分溶解,生成一种铅盐溶液。向铅盐溶液中通入一种气体反应物使生成固体颗粒沉淀和溶液,沉淀反应进行时,进行搅拌,并保持一体机115反应釜中液体的上部空间充满气体反应物,且使该空间中的气体反应物压强为10-5pa~10atm之间或之间的某一定值。使沉淀反应进行60min。然后,经抽滤,将溶液转移至液体储存器116,待与一体机115反应釜中的下批含铅(氢)氧化物的固体颗粒反应时再使用,而对此时一体机115反应釜中的固体颗粒进行80℃、30min的烘焙和350~900℃、30min的热分解。分解后生成块状铅氧化物颗粒聚集体和气体产物。气体产物经由气体管道30和气体压缩泵32压缩入气体储存器117中暂存,以待作为气体反应物与下一批的铅盐溶液进行反应。块状铅氧化物颗粒聚集体被破碎器35破碎成小块状铅氧化物颗粒聚集体后利用重力经由反应釜出口及控制阀6输送至粉化器壳体36内,并在碾压研磨装置37的作用下进行粉化,最后获得细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由一体机出口38输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例8
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图5中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于一体机115的反应釜中,加入35kg 35wt%一种盐溶液,生成硫酸盐溶液和铅盐、铅(氢)氧化物以及未完全反应的硫酸铅固体颗粒,经压滤,分离出硫酸盐溶液,向固体颗粒中加入25kg30wt%一种酸溶液,搅拌,生成一种铅盐溶液和未完全反应的固体颗粒,放出气体产物。作为选择,在加入酸的同时可加入含有150mol一种氧化剂或还原剂的的30wt%溶液,以促进铅(氢)氧化物中的PbO2和Pb向铅盐转化。经压滤,将溶液转移至液体储存器暂存。对固体颗粒再重复两次上述操作,使废铅膏全部或绝大部分溶解成铅盐溶液。将铅盐溶液汇总后返回至反应釜中并与通入的一种气体反应物反应使生成固体颗粒沉淀和溶液,,沉淀反应进行时,进行搅拌,并保持一体机115反应釜中液体的上部空间充满气体反应物,且使该空间中的气体反应物压强为10-5pa~2atm之间或之间的某一定值。使沉淀反应进行60min。然后,经抽滤,将溶液转移至液体储存器116,待与一体机115反应釜中的下批铅(氢)氧化物固体颗粒反应时再使用,而对此时一体机115反应釜中的固体颗粒进行80℃、30min的烘焙和350~700℃、30min的热分解。分解后生成块状铅氧化物颗粒聚集体和气体产物。气体产物经由气体管道30和气体压缩泵32压缩入气体储存器117中暂存,以待作为气体反应物与下一批的铅盐溶液进行反应。块状铅氧化物颗粒聚集体被破碎器35破碎成小块状铅氧化物颗粒聚集体后利用重力经由反应釜出口及控制阀6输送至粉化器壳体36内,并在碾压研磨装置37的作用下进行粉化,最后获得细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由一体机出口38输出。由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例9
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图4中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于反应釜(A)111反应釜中,加入一种酸和盐的混和溶液,其中200kg H2O、55.33kg一种盐、37.6mol一种酸、35kg另一种酸。搅拌30min,生成一种铅盐及另一种铅盐溶液和硫酸盐沉淀,经抽滤,溶液转移至反应釜(B)112中,硫酸盐固体颗粒则从反应釜(A)111的出口6输出。继续向反应釜(B)112中溶液逐步加入30%wt的一种盐溶液,生成两种盐产物、的混和溶液以及颗粒沉淀。至不再产生沉淀为止。经抽滤,将混合溶液移出。向颗粒中继续加入适量20wt%一种碱至白色完全消失为止,生成一种盐溶液和固体颗粒,经抽滤,将盐溶液移出,固体颗粒则经由固体颗粒传送装置20输送至分解炉113中进行80℃、30min的烘焙和150℃、30min的热分解。分解后生成的块状铅氧化物颗粒聚集体被块状固体传送装置24输送至粉化器114中进行粉化。最后经粉化器114作用后获得的细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由粉化器出口29输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例10
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图4中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于反应釜(A)111中,加入100kg 61.16wt%一种盐溶液,生成铅(氢)氧化物及硫酸盐颗粒混合物和一种铅盐溶液。经抽滤,铅盐溶液传送至反应釜(B)112,向铅盐溶液中逐步加入60wt%另一种盐溶液生成颗粒沉淀和一种盐产物溶液,至不再产生颗粒为止。经抽滤,将盐产物溶液移出,颗粒经由固体颗粒传送装置20输送至分解炉113中待分解。向反应釜(A)111中的铅(氢)氧化物及硫酸盐颗粒混合物中加100kg 23.4wt%一种酸溶液,搅拌,生成一种铅盐溶液和硫酸盐固体沉淀。经抽滤,铅盐溶液传送至反应釜(B)112中,硫酸盐颗粒由反应釜(A)111的出口6输出。向反应釜(B)112中的铅盐溶液中通入一种气体反应物使生成固体颗粒沉淀和溶液,沉淀反应进行时,进行搅拌,并保持反应釜(B)中液体的上部空间充满气体反应物,且使该空间中的气体反应物压强为10-5pa~5MPa之间或之间的某一定值。使沉淀反应进行60min。然后,经抽滤,将溶液返回至反应釜(A)111中与下一批生成的铅(氢)氧化物作用,而反应釜(B)112中的固体颗粒则经由固体颗粒传送装置20输送至分解炉113中,连同之前的铅盐颗粒一起,进行80℃、30min的烘焙和350~800℃、30min的热分解。分解后生成的块状铅氧化物颗粒聚集体被块状固体传送装置24输送至粉化器114中进行粉化。最后经粉化器114作用后获得的细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由粉化器出口29输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例11
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图5中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于一体机115的反应釜中,加入浓度均为30wt%的一种盐、一种酸和一种氧化剂或还原剂溶液,使废铅膏完全溶解,生成一种铅盐和一种硫酸盐溶液。向反应釜中通入一种气体反应物,并保持反应釜内压强为10atm,生成颗粒沉淀和溶液,。经抽滤,将溶液移出,对颗粒进行80℃、30min的烘焙和350~900℃、30min的热分解。分解后生成块状铅氧化物颗粒聚集体和气体产物。气体产物经由气体管道30和气体压缩泵压缩入气体储存器117中暂存,以待作为气体反应物与下一批的铅盐溶液进行反应。块状铅氧化物颗粒聚集体被破碎器35破碎成小块状铅氧化物颗粒聚集体后利用重力经由反应釜出口及控制阀6输送至粉化器壳体36内,并在碾压研磨装置37的作用下进行粉化,最后获得细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由一体机出口38输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例12
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的的设备如图45或5所示。
按图4中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于反应釜(A)111中,加入150kg的水和26.6kg一种盐,生成一种铅盐及硫酸盐的溶液和铅氧化物及少量铅的颗粒混合物。经抽滤,将铅盐和硫酸盐溶液传送至反应釜(B)112。而将铅氧化物及少量的铅颗粒由反应釜(A)111的出口6输出,作为电极活性物质材料备用。向反应釜(B)112中的铅盐及硫酸盐溶液通入48.6kg 30wt%一种碱溶液,使生成颗粒沉淀和溶液。经抽滤,将溶液移出,而反应釜(B)112中的颗粒则经由固体颗粒传送装置20输送至分解炉113中,进行80℃、30min的烘焙和150℃、30min的热分解。分解后生成的块状铅氧化物颗粒聚集体被块状固体传送装置24输送至粉化器114中进行粉化。最后经粉化器114作用后获得的细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由粉化器出口29输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例13
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图5中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于一体机115的反应釜中,加入50kg 35wt%一种盐溶液,搅拌生成一种铅盐及铅(氢)氧化物颗粒混和物和硫酸盐溶液,然后,向反应釜中加入适量20wt%的一种酸溶液,和23kg 30wt%的一种氧化剂或还原剂溶液,至沉淀全部溶解,生成一种铅盐和硫酸盐溶液,同时,放出气体产物。作为选择,为使硫酸铅充分转化成铅盐颗粒再转化铅盐溶液,可重复进行上述过程,所加入的化学品(盐、氧化剂或还原剂、酸)在总量不变的前提下分批加入。向铅盐和硫酸铵溶液中加入含有1128mol一种盐浓度为50wt%的溶液,控制反应温度为99℃,生成颗粒沉淀和一种盐产物及硫酸盐溶液。经抽滤,将溶液移出,将颗粒进行80℃、30min的烘焙和350~900℃、30min的热分解,分解时分解炉内的压强控制在10-5Pa~常压范围内或其中的某一定值。分解后生成块状铅氧化物颗粒聚集体和气体产物。块状铅氧化物颗粒聚集体被破碎器35破碎成小块状铅氧化物颗粒聚集体后利用重力经由反应釜出口及控制阀6输送至粉化器壳体36内,并在碾压研磨装置37的作用下进行粉化,最后获得细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由一体机出口38输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例14
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图4中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于反应釜(A)111中,加入20.5kg一种酸和100kg H2O,生成一种铅盐溶液和硫酸铅及可能存在的少量铅颗粒。经抽滤,将铅盐溶液移至反应釜(B)112中,向溶液中通入一种气体反应物,生成铅盐颗粒沉淀和溶液。沉淀时保持溶液上方的气体反应物压强为2atm,将溶液返回前步工艺中循环利用。向反应釜(A)111中的硫酸铅颗粒加入200kg 24wt%一种盐溶液,生成一种铅盐颗粒和溶液。将反应釜(A)111和反应釜(B)112中的颗粒与溶液经压滤分离,将颗粒传送至分解炉113中,进行60℃烘焙30min,然后350~900℃下加热30min,生成块状铅氧化物颗粒聚集体,传送至粉化器114,经粉化作用生成细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体,从粉化器出口29输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例15
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图4中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于反应釜(A)111中,向反应器中加入200kg浓度为15wt%的一种酸溶液,加热(大于50℃),搅拌,得到一种铅盐溶液和硫酸铅颗粒,经抽滤,将铅盐溶液传送至反应釜(B)112中,向反应釜(A)111中加入14.6kg一种碱和100kg的H2O与硫酸铅颗粒反应,生成颗粒和硫酸盐溶液;向反应釜(B)112中的铅盐溶液中加入20wt%的一种盐溶液生成一种盐产物溶液和颗粒沉淀,至沉淀完全为止。经抽滤,将反应釜(A)111和(B)112中的颗粒与溶液分离,分别传送至分解炉113中进行150℃和350~900℃热分解30min,生成块状铅氧化物颗粒聚集体,传送至粉化器114,经粉化作用生成细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体,从粉化器出口29输出。
将100kg废铅膏置于反应釜(A)111中,向反应器中加入200kg浓度为15wt%的一种酸溶液和11.6kg30wt%一种氧化剂或还原剂溶液,搅拌,得到一种铅盐溶液和硫酸铅颗粒,经抽滤,将铅盐溶液传送至反应釜(B)112中,向反应釜(A)111中加入14.6kg一种碱和100kg的H2O与硫酸铅颗粒反应,生成固体颗粒和硫酸盐溶液;向反应釜(B)112中的铅盐溶液中加入30wt%的一种碱溶液生成一种盐产物溶液和颗粒沉淀,至沉淀完全为止。经抽滤,将反应釜(A)111和(B)112中的颗粒与溶液分离并合并至一起,传送至分解炉113中进行150℃热分解30min,生成块状铅氧化物颗粒聚集体,传送至粉化器114,经粉化作用生成细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体,从粉化器出口29输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例16
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图5中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于一体机115反应釜中,向反应器中加入100kg H2O和20kg的一种盐,得到一种硫酸盐溶液和铅盐及铅(氢)氧化物颗粒。使颗粒与溶液共沸,生成以碱式铅盐为主要成份的颗粒,经压滤,将溶液移出,固体颗粒进行80℃、30min的烘焙和500℃、30min的热分解。分解后生成块状铅氧化物颗粒聚集体。块状铅氧化物颗粒聚集体被破碎器35破碎成小块状铅氧化物颗粒聚集体后利用重力经由反应釜出口及控制阀6输送至粉化器壳体36内,并在碾压研磨装置37的作用下进行粉化,最后获得细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由一体机出口38输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例17
一种适用于进行铅湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图4中的设备,并以铅锭为原材料,本例实施过程如下:
将100kg铅锭置于反应釜(A)111中,加入200kg浓度为30wt%的一种酸,并对铅锭表面进行氧化。一种氧化方式:加入100kg 30wt%一种氧化剂,将铅锭表面氧化成氧化铅;第二种氧化方式:将铅锭与金属锑或锡等析氢过电位比铅低的材料作导电接触置于酸溶液中形成腐蚀电池,并向铅表面吹氧气或空气,将铅锭表面氧化成氧化铅;第三种方式:将铅锭作为阳极,使其在酸溶液中发生阳极极化腐蚀使铅表面生成氧化铅。铅锭表面生成的氧化铅再与酸反应生成铅盐并溶解,如此不断地氧化-溶解,最终将铅锭转化成一种铅盐溶液。将铅盐溶液转移至反应釜(B)112中,并向溶液中通入一种气体反应物,使生成固体颗粒沉淀和溶液,,沉淀反应进行时,进行搅拌,并保持反应釜(B)中液体的上部空间充满气体反应物,且使该空间中的气体反应物压强为10-5pa~2atm之间或之间的某一定值。使沉淀反应进行60min。然后,经抽滤,将溶液返回至反应釜(A)111中与下一批铅锭作用,而反应釜(B)112中的颗粒则经由固体颗粒传送装置20输送至分解炉113中进行80℃、30min的烘焙和350~900℃、30min的热分解。分解后生成的块状铅氧化物颗粒聚集体被块状固体传送装置24输送至粉化器114中进行粉化,生成的气体产物经收集、压缩及储存,待循环使用。最后经粉化器114作用后获得的细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由粉化器出口29输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例18
一种适用于进行铅湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学法工艺的设备如图4或5所示。
按图4中的设备,并以铅锭为原材料,本例实施过程如下:
将100kg铅锭置于反应釜(A)111中,加入200kg浓度为30wt%的一种酸,并对铅锭表面进行氧化。一种氧化方式:加入100kg 30wt%一种氧化剂溶液,将铅锭表面氧化成氧化铅;第二种氧化方式:将铅锭与金属锑或锡等析氢过电位比铅低的材料作导电接触置于酸溶液中形成腐蚀电池,并向铅表面吹氧气或空气,将铅锭表面氧化成氧化铅;第三种方式:将铅锭作为阳极,使其在酸溶液中发生阳极极化腐蚀使铅表面生成氧化铅。铅锭表面生成的氧化铅再与酸反应生成铅盐并溶解,如此不断地氧化-溶解,最终将铅锭转化成一种铅盐溶液。将铅盐溶液转移至反应釜(B)112中,并向溶液中加入50wt%的另一种盐溶液,使生成固体颗粒沉淀和一种盐产物溶液,至沉淀完全。然后,经抽滤,将溶液移出,颗粒则经由固体颗粒传送装置20输送至分解炉113中进行80℃、30min的烘焙和350~900℃、30min的热分解,热分解时向分解炉中通入空气,并使分解炉中压强为:常压~10atm。分解后生成的块状铅氧化物颗粒聚集体被块状固体传送装置24输送至粉化器114中进行粉化。最后经粉化器114作用后获得的细粉状铅氧化物颗粒或颗粒聚集体由粉化器出口29输出。
由SEM检测可知,所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为1~1000nm。
实施例19
一种适用于进行铅湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学机械法工艺的设备如图6所示。
图6中所示设备包括:彼此相连的研磨反应釜118和第二液体储存罐119。研磨反应釜用来实现对铅的化学机械作用生成铅氧化物颗粒,第二液体储存罐119用来实现对溶液的预配和暂存作用。液体管道46相连接。研磨反应釜118包括:机械研磨装置39,机械研磨装置研磨面40,研磨反应釜出口43,研磨反应釜壳体44,第二液体管道45,第二过滤液体装置46,第二液泵47。其中,原料为铅41。机械研磨装置39及铅41被连接在研磨反应釜壳体44上,机械研磨装置研磨面40与铅41被研磨面42相对,工作时,两面靠近并接触实现相对研磨运动;研磨反应釜出口43位于研磨反应釜壳体44的下部,用来实现氧化铅颗粒的输出。第二液体管道45连接着研磨反应釜118和第二液体储存罐119,通过其开口处的第二过滤液体装置46和管道上的第二液泵47,实现液体在研磨反应釜118和第二液体储存罐119之间的传送。
按图6中的设备,并以铅锭为原材料,本例实施过程如下:
将100kg铅锭置于研磨反应釜118中,加入150kg 30wt%一种氧化剂溶液,对铅锭表面进行氧化并生成铅氧化物薄膜。将机械研磨装置研磨面40与铅锭被研磨面42相接触,并作研磨相对运动,使铅锭被研磨面的氧化铅层以细粉状脱落,生成氧化铅颗粒。如此操作至铅锭全部转化成氧化铅颗粒。然后,经抽滤,将溶液转移至第二液体储存罐119,氧化铅颗粒则经由研磨反应釜出口43输出。
所获得的铅氧化物颗粒的粒径范围为10~10000nm。
实施例20
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学机械法工艺的设备分别如图78或9所示。
图7中所示设备为搅拌式化学机械作用釜120,包括:搅拌式化学机械作用釜壳体48,第二搅拌器49和桨叶50,其中,搅拌式化学机械作用釜壳体48用来承载废铅膏和溶液,第二搅拌器49通过其下部连接的桨叶50与溶液中的废铅膏颗粒相接触,并在桨叶转动时,实现对废铅膏颗粒进行冲击或磨擦。
图8中所示设备为研磨式化学机械作用釜121,包括:研磨式化学机械作用釜壳体51,研磨器52和研磨杵53,其中,研磨式化学机械作用釜壳体51用来承载废铅膏和溶液,并配合连接在研磨器52下端的研磨杵53的转动和摆动实现对溶液中的废铅膏进行挤压研磨作用。
图9中所示设备包括:碾磨式化学机械作用釜122和与其相连的第三液体储存罐123。碾磨式化学机械作用釜122用来实现对废铅膏颗粒的湿法加工,而第三液体储存罐123则用来预配或暂存溶液。碾磨式化学机械作用釜122包括:碾磨式化学机械作用釜壳体54,上磨盘55,进料口56,上磨盘碾磨面57,下磨盘碾磨面58,下磨盘59,颗粒传送装置60,颗粒出口61,第三过滤液体装置62,第三液体管道63,第三液泵64。其中,上磨盘55与下磨盘59处于碾磨式化学机械作用釜壳体54内部,且各自具有的上磨盘研磨面57和下磨盘研磨面58彼此相对,并通过上下方向的相对挤压以及水平方面的相对转动对来自于连接于上磨盘55进料口56的废铅膏颗粒进行碾磨作用;颗粒传送装置60连接于碾磨式化学机械作用釜壳体54和颗粒出口61之间,用来将需要重新加工的废铅膏颗粒输送回进料口56;连接有第三过滤液体装置62和第三液泵64的第三液体管道63连接着碾磨式化学机械作用釜122和第三液体储存罐123,并实现两者之间的液体传输。
按图7中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于搅拌式化学机械作用釜120中,加入50kg 15wt%一种碱,高速搅拌(5000rpm),60min,生成固体颗粒和溶液,经过滤,颗粒与溶液分离,获得粒径范围为10~10000nm的铅(氢)氧化物颗粒。
实施例21
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的化学机械法工艺的设备如图7、8或9所示。
按图9中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于碾磨式化学机械作用釜122的进料口56中,向碾磨式化学机械作用釜壳体54内加入150kg 15wt%一种盐溶液,使溶液面高于上磨盘55的上端。对废铅膏进行碾磨及循环碾磨180min。生成固体颗粒和溶液,经过滤,颗粒与溶液分离,对颗粒在空气中进行60℃烘焙20min,然后375~900℃下分解,获得粒径范围为10~10000nm的铅氧化物颗粒。
实施例22
一种适用于进行铅湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的电化学机械法工艺的设备为在图6所示的设备基础上,增加电解装置,并将电解电极的阳极与铅作导电接触或连接,即实现本实施例的设备。因此,以铅锭为原料,本例实施过程如下:
将100kg铅锭置于改装后的研磨反釜118中,加入15wt%一种碱,使液面淹没铅锭,打开电解装置电源使铅锭发生阳极极化腐蚀,表面生成铅氧化物薄膜,用研磨装置的研磨面40对铅41的被研磨面42进行研磨,使铅锭被研磨面42的铅氧化物薄膜形成粉末并脱落,形成铅氧化物颗粒,如此操作,直至铅锭完全转化成颗粒。经过滤,颗粒与溶液分离,获得粒径范围为10~10000nm的铅氧化物颗粒。
实施例23
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的电化学机械法工艺的设备为:
将图7、8或9所示的120、121或122设备作为半电解池的基本原型设备,增加电解装置,并将对废铅膏施加机械作用的机械部件如桨叶50,研磨杵53表面甚至研磨式化学机械作用釜壳体51内壁、上磨盘碾磨面57或下磨盘碾磨面58设置成电极,形成半电解池,在两个半电解池之间增加离子通道,进一步形成完整的电解池。该具有机械作用装置的电解池即可作为本实施例的设备使用。
具体地,图10示出了一种以图7设备为半电解池基本原型设备,所形成的搅拌式双池反应釜124,其是由两个半电解池125和126连接而成,其包括:用来提供电力的电源正极65和电源负极66;连接两个半电解池的多孔隔板67,其用来实现两个半电解池之间的离子通道,并防止固体颗粒通过;承载电解质溶液和废铅膏颗粒的电解池壳体68;电解池壳体68内部的用来实现液体输入和输出的第四液体管道69及其上的第四过滤液体装置70,;电解池壳体68内部的与电源正极65、负极66相连的工作电极71;安装于电解池壳体68底部的电解池出口控制阀72和电解池颗粒出口73;连接于两个半电解池125和126之电解池壳体68之间的绝缘板74,用来防止两个半电解池之间短路;以及在电解池底部对废铅膏颗粒施加搅拌作用的第三搅拌器75。
按图10中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏分成两份各50kg分别置于搅拌式双池反应釜124的两个半电解池125和126中,加入10wt%的一种电解质溶液,保持两个半电解池之间离子通道畅通。通过电源正极65、负极66和工作电极71对半电解池中的废铅膏颗粒进行充电,正、负极之间电压差可控制在2.4~2.7V,使阴极电极表面及周围废铅膏颗粒表面生成铅薄膜或颗粒、阳极电极表面及周围废铅膏颗粒表面生成二氧化铅薄膜或颗粒。同时,工作电极71上下运动以及水平旋转搅拌、第三搅拌器75搅动,使废铅膏颗粒相对于电极表面作相对运动,并与电极表面进行磨擦或撞击,从而使电极表面及其周围废铅膏颗粒表面上生成的产物(铅或二氧化铅)薄膜或颗粒从表面上脱落下来,形成产物颗粒,并混匀于体系中,而电极表面与废铅膏颗粒混合物相接触并继续发生作用。如此作用至废铅膏颗粒完全转化成铅或二氧化铅颗粒,经抽滤,将颗粒与电解质溶液相分离,分别由电解池颗粒出口73输出,并将二种颗粒于湿态下混合反应60min,生成铅(氢)氧化物颗粒,对铅(氢)氧化物颗粒进行60℃烘干20min,获得粒径范围为10~10000nm的铅氧化物颗粒。
实施例24
一种适用于进行废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造的电化学机械法工艺的
设备为:以图7电解池为基本原型设备,所形成的如图11所示的搅拌式单池反应釜127,其包括:承载电解质溶液和废铅膏颗粒的电解池壳体68;电解池壳体68内部的用来实现液体的输入和输出的第四液体管道69及其上的第四过滤液体装置70,;位于电解池壳体68内部的并与电源正极或负极76相连接的工作电极71,与电源负极或正极77相连接的对电极78;安装于电解池壳体68底部的电解池出口控制阀72和电解池颗粒出口73;以及在电解池底部对废铅膏颗粒施加搅拌作用的第三搅拌器75。
按11中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于搅拌式单池反应釜127中,加入5wt%的一种电解质溶液,0.1wt%一种表面活性剂,淹没废铅膏并使两个电极浸入其中。控制电源两极76、77间电压差为2.4~2.7V,以工作电极71对废铅膏颗粒进行电解,使阴极电极表面及周围废铅膏颗粒表面生成铅薄膜或颗粒或阳极电极表面及周围废铅膏颗粒表面生成二氧化铅薄膜或颗粒。同时,工作电极71上下运动以及水平旋转搅拌、第三搅拌器75搅动,使废铅膏颗粒相对于电极表面作相对运动,并与电极表面进行磨擦或撞击,从而使电极表面及其周围废铅膏颗粒表面上生成的产物(铅或二氧化铅)薄膜或颗粒从表面上脱落下来,形成产物颗粒,并混匀于体系中,而电极表面又与其它废铅膏颗粒相接触并继续发生作用。如此作用至废铅膏颗粒完全转化成产物颗粒,经抽滤,将电解质溶液与颗粒相分离,对颗粒进行60℃烘干20min,由电解池颗粒出口73输出,获得粒径范围为10~10000nm的铅或二氧化铅颗粒。
实施例25
一种适用于实施例8与实施例9中化学法工艺交叉后形成的新工艺的设备如图12所示。图12中设备,包括:依次相连的反应釜(A)111、反应釜(B)112、分解炉113和粉化器114,其功能如前所述;气体储存罐117与111和112相连接,用来实现气体的收集、储存以及供给111和112使用;与反应釜(A)111相连的还有硫酸盐结晶罐128和净化储存液罐129,其中128是用来储存工艺过程中分离出来的硫酸钠溶液并在该罐中对硫酸钠溶液施行结晶操作,净化储存液罐129则用来实现对溶有杂质的水进行净化以及净化后的储存;电解装置130则为活动设备,工作时可适时地与111、112、129相连接,实现电解或电沉积的除杂功能。
按图12中的设备,并以硫酸铅为原材料,本例实施过程如下:
(1)硫酸铅(PbSO4)颗粒与一种盐反应,生成硫酸盐溶液和固体颗粒;(2)将硫酸盐溶液与颗粒分离,然后向颗粒中加入一种酸生成一种铅盐溶液;(3)向铅盐溶液中,通入气体反应物,生成固体颗粒和溶液,;(4)将液体与颗粒进行分离;向颗粒中加入一种碱溶液,生成一种盐产物溶液和颗粒,固液分离,对颗粒进行烘焙以及热分解,生成铅氧化物颗粒。
本例具体实施过程可参照前述的实施例8和实施例9完成。
一种适用于实施例23中电化学机械法工艺与实施例1中化学法工艺相交叉后所形成的新工艺的设备由图10中所示的电化学机械法设备和图4中所示的化学法机械设备组合而成,组合的方法是用一固体颗粒传送装置将125、126的电解池颗粒出口73同时而分别地与反应釜111(A)的物料进口11连接而成。按此形成的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,本例实施过程如下:(1)利用电化学机械法设备124将废铅膏转化成二氧化铅和铅颗粒;(2)将二氧化铅和铅颗粒送入反应釜111(A)中混合在一起并加入一种酸生成一种铅盐溶液;(3)向铅盐溶液中通入一种气体反应物,生成颗粒沉淀和溶液,;经固液分离,将溶液返回步骤(2)循环使用;(4)对颗粒烘焙、热分解生成铅氧化物颗粒。热分解出的气体产物返回步骤(3)循环使用。
本例具体实施过程可参照前述的实施例1和实施例23完成。
实施例26
一种在实施例1的化学法工艺或实施例8的化学法工艺过程中去除废铅膏中杂质的工艺的设备如图12所示。
按图12中的设备,并以所含PbSO4:PbO2:PbO:Pb的质量比为55:30:10:5的废铅膏为原材料,且本铅膏中含有的可能杂质为短纤维、腐殖酸、木素、乙炔黑、石墨、有机酸盐、Sn、Sb、BaSO4、SiO2、Na2SO4、MgSO4、Ag、Cu、Co、Ca、Al、Ag、Cd、Sr、Li、Fe、Ni、Mn,本例实施过程如下:
将100kg废铅膏置于反应釜(A)111中,加入50kg去离子水或蒸馏水,搅拌30min(作为选择,向溶液中插入干净的电极同时进行电沉积,和0.1kg一种络合剂);然后,将水移出至净化储液罐129中,此步骤,使可能存在的硫酸盐形式的金属杂质元素Na、Mg、Ag、Sn、Cu、Cd、Co、Ca、Al、Li、Fe、Ni、Mn被除去。
向废铅膏中加入碱或盐溶液,待硫酸铅完全转化为氢氧化铅或铅盐和硫酸盐后,将硫酸盐溶液与颗粒相分离传送至硫酸盐结晶罐128中,此步骤使得剩余杂质中,可能存在的氢氧化物形式的Ba、Ca、Sr和酸根形式的Si杂质将被除去。向反应釜(A)111中的颗粒中通入一种酸溶液后,将生成的铅盐溶液转移至反应釜(B)112中,此步骤使不溶性氧化物形式存在的Si、Sb杂质被除去,向铅盐溶液中插入干净的电极对剩余杂质进行电沉积,且选择电极电位使铅盐不发生电沉积。此步骤使可能存在的溶液中以氧化物微弱电离出来的离子形式存在的Sb被除去。向铅盐溶液中通入一种气体反应物,生成颗粒沉淀和溶液,经颗粒与溶液相分离,将颗粒在分解炉113中进行370~900℃加热分解30min,生成铅氧化物颗粒,此步骤使可能存的在短纤维、腐殖酸、木素、乙炔黑、石墨、有机酸根等有机成分被除去。本例实施过程中的实施细节可参考实施例1或8的叙述。
Claims (22)
1.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于,包括:至少一反应釜,用于实现包括:搅拌混和、化学反应或固液气间相分离操作。
2.如权利要求1所述的设备,其特征在于:还包括:
至少一分解炉,用于实现包括:对反应釜传送来的含铅颗粒进行烘焙或/和加热分解;
至少一粉化器,用于将分解炉烘焙或/和热分解过程中或后的颗粒聚集体进行破碎、粉体化。
3.如权利要求2所述的设备,其特征在于:还包括:液体循环设备和气体循环设备;其中,循环设备均带有气体或液体储存器;
液体循环设备与反应釜通过进液口和出液口相连接;
气体循环设备则通过进/出气口与反应釜相连接,也通过抽气口与分解炉相连接。
4.如权利要求2所述的设备,其特征在于:还配备附属装置,包括:气体压缩机、气体真空机、称重装置、参数采集及分析装置、缓冲存储装置、观察系统装置、自清洁设备装置、温控装置、压控/真空设备装置、紫外线或更高频电磁波作用装置、微波作用装置、超声波作用装置、样品采集口、温度计、pH计、备用泵、自动控制用传感器、时控装置、固体传送装置、单片机控制系统、智能控制系统中的一种或多种;
所述附属装置能与反应釜、分解炉或粉化器,能根据工艺要求进行组合。
5.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于,包括:依次相连的反应釜、分解炉、粉化器;
反应釜包括:真空/压力计,安全阀门,反应釜壳体,pH计,搅拌器,反应釜出口及控制阀,温控装置,循环液体进/出口,过滤液体装置,液体管道,物料进口,液泵,液体控制阀,釜外液体进/出口,气/液体控制阀,过滤气体装置,釜外气体进/出口,气/液泵,气/液管道;
其中,真空/压力计、安全阀门分别固定于反应釜壳体上部;pH计、搅拌器固定于反应釜壳体内部;反应釜出口及控制阀连接于反应釜壳体的下部;温控装置与反应釜壳体下部相连,温控装置中的温度测量计安装于反应釜壳体内部,而温控装置中的升温降温装置则安装于反应釜壳体底部;物料进口开口于反应釜壳体的上部;液体管道固定于两反应釜壳体上,开口于循环液体进/出口和釜外液体进/出口,其上设有与其相连接的液泵以及液体控制阀;液体管道上设有过滤液体装置;连接于反应釜壳体上的气/液管道,连同与其连接的气/液体控制阀、釜外气体进/出口、气/液泵共同用来实现气体的输入和输出以及在反应釜内气体和溶液通过气/液管道的循环流动,气/液管道上的过滤气体装置和过滤液体装置用来防止气/液体传输过程中固体颗粒进入气/液管道。
6.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于,包括:反应釜、分解炉、粉化器一体机,以及分别与该一体机相连接的液体储存罐和气体储存罐;
反应釜、分解炉、粉化器一体机包括:真空/压力计,安全阀门,反应釜壳体,pH计,搅拌器,反应釜出口及控制阀,温控装置,循环液体进/出口,过滤液体装置,液体管道,物料进口,液泵,液体控制阀,釜外液体进/出口,气/液体控制阀,过滤气体装置,釜外气体进/出口,气/液泵,气/液管道,气体管道,气体控制阀,气体压缩泵,气体控制阀,破碎器,粉化器外壳,碾压研磨装置,一体机出口;
其中,真空/压力计、安全阀门分别固定于反应釜壳体上部;pH计、搅拌器固定于反应釜壳体内部;反应釜出口及控制阀连接于反应釜壳体的下部;物料进口开口于反应釜壳体的上部;连接于反应釜壳体上的气/液管道,连同与其连接的气/液体控制阀、釜外气体进/出口、气/液泵共同用来实现气体的输入和输出以及在反应釜内气体和溶液通过气/液管道的循环流动,气/液管道上的过滤气体装置和过滤液体装置用来防止气/液体传输过程中固体颗粒进入气/液管道;
温控装置中的升温降温装置安装于反应釜壳体底部或侧壁下部,保温材料包裹着反应釜壳体;
液体管道固定于反应釜壳体与液体储存罐壳体上,开口于循环液体进/出口和釜外液体进/出口,其上设有与其相连接的液泵、以及液体控制阀;气体管道连接于气体储存罐壳体和反应釜壳体之间;通过气体管道上的气体控制阀、气体压缩泵以及气/液控制阀,实现气体在环境、气体储存罐、反应釜壳体内部,三者之间或反应釜壳体内部的气体输运控制,其中气体压缩泵、气体控制阀以及气/液控制阀实现的是将反应釜壳体内输送过来的气体进行压缩后送入气体储存罐中暂存;
破碎器连接于搅拌器或反应釜壳体上,能上下运动及水平转动;粉化器外壳与反应釜壳体底部相连并罩住反应釜出口及控制阀,以及碾压研磨装置,以约束破碎后的铅氧化物颗粒聚集体的流动路径并使颗粒聚集体与碾压研磨装置充分作用,生成细化的铅氧化物颗粒或颗粒聚集体,然后通过一体机出口输出。
7.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于:包括:至少一反应釜和一种对铅表面的铅氧化物薄膜施加机械作用的装置;该施加机械作用的装置安装于反应釜内;
其中,机械作用包括:研磨、抛光。
8.一种适用于如权利要求7所述的设备,其特征在于:所述设备包括:彼此相连的研磨反应釜和液体储存罐;
其中,研磨反应釜包括:机械研磨装置,机械研磨装置研磨面,研磨反应釜出口,研磨反应釜壳体,过滤液体装置,液体管道,液泵;
机械研磨装置被连接在研磨反应釜壳体上;机械研磨装置研磨面与铅或含铅化合物被研磨面相对,工作时,两面靠近并接触实现相对研磨运动;研磨反应釜出口位于研磨反应釜壳体的下部;液体管道连接研磨反应釜和液体储存罐,通过液体管道开口处的过滤液体装置和管道上的液泵,实现液体在研磨反应釜和液体储存罐之间的传送。
9.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于:包括:至少 一反应釜和一种对废铅酸蓄电池铅膏、铅或含铅化合物颗粒施加机械作用的装置;该施加机械作用的装置安装于反应釜内;
其中,机械作用包括:研磨、抛光、搅拌或冲击。
10.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于:包括:至少一反应釜、一种对废铅酸蓄电池铅膏、铅或含铅化合物颗粒施加机械作用的装置、烘焙装置、热分解装置和粉化装置构成,其中,该施加机械作用的装置安装于反应釜内,烘焙装置、热分解装置、粉化装置则安装于反应釜内或外部;
所述机械作用包括:研磨、抛光、搅拌、冲击。
11.一种适用于如权利要求9或10所述的设备,其特征在于:所述设备为搅拌式化学机械作用釜,包括:搅拌式化学机械作用釜壳体,搅拌器和桨叶,其中,搅拌器下部连接有桨叶。
12.一种适用于如权利要求9或10所述的设备,其特征在于:所述设备为研磨式化学机械作用釜,包括:研磨式化学机械作用釜壳体,研磨器和研磨杵,其中,研磨器下端设有研磨杵。
13.一种适用于如权利要求9或10所述的设备,其特征在于:所述设备包括:碾磨式化学机械作用釜和与其相连的液体储存罐;
其中,碾磨式化学机械作用釜包括:碾磨式化学机械作用釜壳体,上磨盘,进料口,上磨盘碾磨面,下磨盘碾磨面,下磨盘,固体颗粒传送装置,颗粒出口,过滤液体装置,液体管道,液泵;
上磨盘与下磨盘处于碾磨式化学机械作用釜壳体内部,且各自具有的上磨盘研磨面和下磨盘研磨面彼此相对,并通过上下方向的相对挤压以及水平方面的相对转动对来自于连接于上磨盘进料口的废铅酸蓄电池铅膏、铅或含铅化合物颗粒进行碾磨作用;固体颗粒传送装置连接于碾磨式化学机械作用釜壳体和颗粒出口之间,用来将需要重新加工的废铅酸蓄电池铅膏、铅或含铅化合物颗粒输送回进料料口;连接有过滤液体装置和液泵的液体管道连接着碾磨式化学机械作用釜和液体储存罐,并实现两者之间的液体传输。
14.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于:包括:至少一电解池和一种对铅表面的铅氧化物薄膜施加机械作用的装置;该施加机械作用的装置安装于电解池内部;
所述机械作用包括:研磨、抛光。
15.一种适用于如权利要求14所述的设备,其特征在于:所述设备为在如权利要求23所述的设备基础上,增加电解装置,并将电解电极的阳极与废铅酸蓄电池铅膏、铅或含铅化合物作导电接触或连接。
16.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于:包括:至少一电解池和一种使废铅酸蓄电池铅膏、铅或含铅化合物颗粒表面与电解电极作相对运动的机械装置,该机械装置位于电解池内。
17.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于:所述设备在如权利要求26、27或28所述的设备基础上,增加电解装置,并将对废铅酸蓄电池铅膏、铅或含铅化合物 施加机械作用的机械部件包括:桨叶、研磨杵表面,甚至研磨式化学机械作用釜壳体内壁、上磨盘碾磨面或下磨盘碾磨面设置成电极,形成半电解池,在两个半电解池之间增加离子通道,进一步形成完整的电解池。
18.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于:所述设备为搅拌式单池反应釜,包括:承载电电解质溶液和废铅酸蓄电池铅膏、铅或含铅化合物颗粒的电解池壳体;电解池壳体内部的液体管道及过滤液体装置;位于电解池壳体内部的并与电源正极或负极相连接的工作电极,与电源负极或正极相连接的对电极;安装于电解池壳体底部的控制阀和颗粒出口;以及在电解池底部的搅拌器。
19.一种从废铅酸蓄电池铅膏或含铅物中去除杂质的设备,其特征在于,包括:能实现至少如下一种功能的核心设备单元或装置;
该功能包括:化学反应容器功能、溶解功能、沉淀功能、相分离功能、电解/电沉积装置及容器功能;
其中,相分离功能包括:离心、压滤、过滤、抽滤、蒸发、结晶、萃取。
20.如权利要求19所述的设备,其特征在于:还包括:辅助设备单元或装置;
其中,辅助设备单元或装置包括:传质和循环传质装置、称重装置、参数采集及分析装置、缓冲存储装置、观察系统装置、固体破碎装置、自清洁设备装置、温控装置、压控/真空设备装置、超声波作用装置、搅拌装置、恒电位仪、样品采集口、温度计、pH计、时控装置中的一种或任意多种;
所述辅助设备单元或装置,能根据工艺要求与核心设备单元或装置进行组合。
21.一种从废铅酸蓄电池铅膏或含铅物中去除杂质的设备,其特征在于:所述设备包括:
依次相连的反应釜、分解炉和粉化器;
与反应釜相连接的气体储存罐、结晶罐和净化储存液罐;
活动的电解装置,工作时能适时地与反应釜、净化储存液罐相连接。
22.一种废铅膏湿法回收和高性能铅酸蓄电池电极活性物质湿法制造设备,其特征在于,包括:如权利要求1-21任一项所述设备中的一种或多种。
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