[发明专利]由废弃铅电池的回收电极糊粘液和/或铅矿回收高纯度铅化合物形式的铅

说明书

发明领域

本发明涉及由不纯混合物如废弃电池的回收电极糊粘液或铅矿回收高纯度铅化合物的技术。

发明背景

从基于煅烧由废弃铅电池的回收电极糊和铅矿回收有价值的铅内含物的长期确立的方法出发，本申请人的现有PCT专利申请PCT/IT2008/000022号(其内容在此通过明确引用并入本文)公开了几乎完全基于回收的电极糊或铅矿的湿处理的新方法，其能够以高产率生产高度纯化的碳酸铅，其中处置有毒残留物的负担大大降低且试剂得到有效利用。尽管如此，为了使用回收的铅来制造新电池糊，必须通过将碳酸铅加热到约400-450℃而将碳酸铅分解成氧化铅。就所需要的能量来说，价格昂贵。

根据上述现有PCT专利申请中公开的方法，电极糊粘液或精细研磨并最后预处理的铅矿形式的起始材料被使用不同于硫酸的酸浸提、加入过氧化氢或其他还原剂或可能存在于起始材料中的二氧化铅以及硫酸以使所有铅化合物转化为不溶性硫酸铅，所述不溶性硫酸铅与其他不溶性物质一起分离且此后选择性地溶解于溶解用化合物的水溶液中。向所分离的澄清硫酸铅溶液中加入碳酸盐以沉淀碳酸铅/碳酸氧铅。

除了使碳酸盐最后转化为氧化铅所需要的能量之外，不纯起始材料的酸浸提步骤意味着必然的成本和处理装置的复杂性。

发明目标和概述

就处理容器和相关搅拌器、加热器和/或冷却器、过滤器的装置总量、综合处理装置复杂性、抽吸和能量需求来说，为了降低铅回收成本，申请人发现全湿铅回收工艺流的格外有效简化不仅可行，而且更有效。

出乎意料地发现新颖方法的格外有效之处在于使不纯起始材料直接悬浮在用于溶解硫酸铅的乙酸盐水溶液中且向其中加入：过氧化氢或亚硫酸盐或者使二氧化硫鼓泡穿过，它们的量适合使预期存在于不纯起始材料中的任何二氧化铅还原为氧化铅；和硫酸，其量适合使所有氧化铅转化为保持溶解于所选的用于溶解的盐溶液中的硫酸铅。

随后可使含有溶解的硫酸铅的澄清溶液与包括在不纯起始材料中所含的所有未溶解杂质的固相残留物分离。

连同从用于溶解硫酸铅的乙酸盐溶液中分离的所有不溶性物质的固相，视待加工的不纯起始材料的来源而定，可能存在某些铅化合物，诸如硫酸氧铅或不能溶解于乙酸盐溶液中的其他氧化物。如果经济地考虑或出于希望这样做的其他原因，甚至最后可使不溶解于乙酸盐溶液的这些化合物的铅被回收。这可以通过以下来实施：使分离的由杂质和不溶性铅化合物组成的固相悬浮在与乙酸盐相同阳离子的氢氧化物的浓溶液中以便使这些化合物分解并转化为可溶性铅酸盐，所述铅酸盐溶解于热氢氧化物溶液中，随后可将其与剩余不溶性杂质分离。可将现在含有从先前分离的固相杂质中洗提的残留铅的氢氧化物溶液引入容器中的含硫酸铅的液体乙酸盐溶液中，其中引入与乙酸盐相同阳离子的氢氧化物以使作为硫酸铅包含在液体乙酸盐溶液中的铅以氧化铅或氢氧化铅形式沉淀。

使高纯度铅化合物从澄清硫酸铅溶液中沉淀随后可通过向所述溶液中加入与乙酸盐相同阳离子的碳酸盐以选择性地溶解硫酸铅从而沉淀不溶性碳酸铅/碳酸氧铅来进行，如在所述现有PCT专利申请PCT/IT2008/000022号中公开的方法中所预期或更优选根据一个供选的实施方案，代替碳酸盐，向硫酸铅的澄清溶液中加入与乙酸盐相同阳离子的氢氧化物以便选择性地溶解硫酸铅从而根据沉淀浴的温度促使氧化铅或氢氧化铅的沉淀，因此甚至消除最后必须通过在烘箱中加热碳酸盐使回收的碳酸铅转化为氧化铅的负担。

申请人已经发现不论使用碳酸盐还是氢氧化物，实际上都完成了溶液中所有铅作为高纯铅化合物的沉淀。因此，高纯铅化合物的固相从乙酸盐溶液中分离由其中已经悬浮有不纯起始材料的相同乙酸盐溶液来进行。

虽然乙酸盐的澄清溶液逐渐富含与用以选择性地溶解硫酸铅的乙酸盐相同阳离子的硫酸盐，但可使其再循环到不纯起始材料的悬浮步骤，只要硫酸钠浓度保持低于饱和即可。当澄清乙酸盐溶液中硫酸盐浓度接近饱和时，可将该溶液冷却到约10℃以便选择性地结晶并沉淀由所用乙酸盐的阳离子的硫酸盐构成的固相，其通过过滤回收。随后可使不含硫酸盐的澄清乙酸盐溶液再循环到不纯起始材料的悬浮浴中。

优选地，在冷却所述乙酸盐溶液以选择性地结晶并沉淀由所用乙酸盐的阳离子的硫酸盐构成的固相之前，使所述乙酸盐溶液透过填充有螯合树脂的柱以便捕集溶液中的任何残留铅离子，然后冷却该溶液，以产生作为副产物的具有广泛市场接受性的无铅的硫酸盐。

附图简述

图1为从废弃电池电极粘液或铅矿回收高纯度氧化铅或者生产纯碳酸铅/碳酸氧铅或纯氧化铅/氢氧化铅的本发明方法的主要步骤的流程图。