[发明专利]一种废铅酸蓄电池铅膏中回收金属铅的方法和装置

说明书

 

技术领域

本发明属于废铅酸蓄电池铅膏回收处理，特别是涉及采用焙烧-醋酸体系循环浸出-电解回收金属铅的绿色回收废铅酸蓄电池铅膏中铅的方法和装置。

 

背景技术

我国是一个蓄电池使用大国，全国约有4000万辆汽车，按每辆车用蓄电池含铅30公斤，蓄电池使用寿命2年计算，每年需蓄电池铅60万吨。绝大多数电动自行车用的是铅酸蓄电池，据统计，2009年，我国总计生产2300万辆电动自行车，以每辆电动自行车用10千克铅来做粗略估计，相当于使用了23万吨铅金属。由于铅酸电池的寿命平均在1~2年，因此电动车行业每年要报废数百万吨的铅酸电池，同时也提供了源源不断的铅废料。废旧铅酸蓄电池，因其具有较高的回收利用价值而成为循环经济的热点。然而如果废旧铅酸蓄电池处理、处置不当，很容易造成严重的环境污染，并威胁到人类健康。因此，对废铅酸蓄电池的回收利用，既是一个资源再生利用的节约能源问题，更是一个遏制废铅、硫酸污染环境的大事。

废铅酸蓄电池通常由以下4 部分组成：废电解液11%~30%、铅或铅合金板栅24%~30%、铅膏30%~40%、有机物22%~30%。其中板栅主要以铅及合金为主可以独立回收利用；有机物如聚丙烯塑料可作为副产品再生利用；铅膏主要是极板上活性物质经过充放电使用后形成的料浆状物质：PbSO₄ (约50%) 、PbO₂ (约28%) 、PbO(约9%) 、Pb (约4%) 等,还可能含有少量Sb (约0.5%)。由于铅膏中含有大量硫酸盐，而且存在不同价态的铅的氧化物，因此，铅膏的回收利用通常是废旧铅酸蓄电池回用需要着重研究的难点。

发达国家主要采用机械破碎分选和对含硫铅膏进行脱硫等预处理技术，再分别采用火法、湿法、干湿联合法工艺回收铅及其他有价物质。铅的回收率也由85%提高到了95%，其最先进的全湿法工艺除了保证较高的铅回收率外，还实现了全过程清洁生产，消除了再生铅生产过程中的全部污染隐患。而在我国，大部分再生铅厂的回收生产工艺还基本停留在原始的火法阶段，工艺落后、回收率低、二次污染严重、能耗大。中国发明专利200910089686（一种废铅酸蓄电池铅膏回收铅的方法），采用低温焙烧-氯化浸出工艺回收铅，工艺方法简单。但铅以氯化铅形式回收，非单质铅，产品应用范围小、附加值低。同时需要经过两次压滤，压滤条件要求严格，设备要求较高。本发明提出的方法及装置，实现浸出-电解连续工艺，采用电解方法最终直接得到金属铅。

 

发明内容

本发明的目的主要解决废铅酸蓄电池铅膏中铅的回收问题。该方法和装置不仅能够保证有效回收废铅酸蓄电池铅膏中的铅，而且该方法具有处理工艺和设备简单、操作容易的特点，电解铅的纯度高，质量稳定，无二次污染。

本发明的方法一种废铅酸蓄电池铅膏中回收金属铅的方法，包括如下步骤：

（1）将废铅酸电池铅膏与铅酸电池中废硫酸混合后进行焙烧，焙烧温度为150~280℃，焙烧时间2~4h；

（2）将焙烧砂置入搅拌釜中，并加入自来水至装置的水位线，搅拌焙烧砂；

（3）加入醋酸钙、醋酸、硝酸，并调节其浓度醋酸钙浓度为100~200g/L，醋酸浓度为50~100g/L，硝酸浓度为50~100g/L；

（4）开启溶液循环系统泵，浸出焙烧砂，并维持醋酸铅浓度饱和；

（5）添加骨胶和β-萘酚，电解浸液，并调节其浓度骨胶浓度为0.1~2.5g/L，β-萘酚浓度为0.01~0.5g/L；电解温度为20~50℃，阴极电流密度为0.5~5A/dm²，阴极回收金属铅，阳极回收二氧化铅；

（6）残渣经压滤机压滤得到脱铅渣和滤液，滤液添加碳酸钙后回收循环利用。

本发明的装置，包括搅拌釜（1），压滤机（2），溢流口（3），电解直流电源（4），电解槽（5），阴极钛篮（6），耐蚀泵（7），加热体（8），管道（9）；

所述压滤机（2）置于搅拌釜（1）下方并连通，搅拌釜（1）中反应产生的残渣进入压滤机（2）压滤；

所述搅拌釜（1）和电解槽（5）通过溢流口（3）及管道相连，并另有一管道（9）连通，管道（9）上安装有耐蚀泵（7）使两槽内溶液循环；

阴极钛篮（6）置于电解槽（5）的阴极下方中，其上部镂空，下部密实。

进一步的，所述技术方案中，所述溢流口（3）处有安装有过滤装置。

进一步的，所述加热体（8）为电辅助加热。