[发明专利]从废旧铅酸电池制备四氧化三铅的方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于废旧铅酸电池利用技术领域，尤其涉及一种从废旧铅酸电池制备四氧化三铅的方法及应用。

背景技术

四氧化三铅(红丹)是一种三铅复合氧化物(含一氧化铅)，晶粒细小，干态有光泽，以粉末形态使用。同其他铅粉比较，四氧化三铅中铅粒子存在两种氧化形态Pb(II)和Pb(IV)，与氧一起排列成尖晶石型(Spinel)晶体结构。主要成分为PbO(一氧化铅，俗称黄丹)和PbO₂的混合物，作为添加剂加入正极活性物质中，起成核作用，促进活性物质的转换，又因其本身处于高氧化状态，能够降低化成能量损耗和缩短化成时间。利用Pb₃O₄高氧化量的特点，在极板固化、化成等方面有许多优势，节能而又提高电池容量及寿命，使得其在铅酸蓄电池领域得到了积极的应用。

目前，废旧铅酸电池铅膏一般采用火法冶炼，将其中的铅回收利用。采用的传统火法冶炼再生铅工艺有许多缺点：能耗高，会产生SO₂酸性气体、CO₂温室气体以及挥发性铅蒸汽、铅尘等大气污染物，且铅回收率低，三废排放量大，产渣处理困难，难以满足当前的环境保护要求。而且，目前废旧铅酸电池铅膏再生利用中，不能直接制备得到四氧化三铅，回收的仅仅是铅或一氧化铅等，经济效益低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种从废旧铅酸电池制备四氧化三铅的方法，解决现有技术中废旧铅酸电池铅膏回收能耗高、污染环境、经济效益低的技术问题。

本发明是这样实现的，

一种从废旧铅酸电池制备四氧化三铅的方法，包括如下步骤：

将废旧铅酸电池的正极铅膏干燥处理，研磨，得到第一粉末；

将该第一粉末加入至含柠檬酸与碱金属柠檬酸盐的混合物的水溶液中，搅拌反应后固液分离，收集固体余留物；

将该固体余留物在温度为280-400℃条件下焙烧2-16小时，研磨得到第二粉末；

将该第二粉末用硝酸铵溶液浆化；

将浆化后的第二粉末在氧化性气氛及温度为460-470℃条件下焙烧，得到四氧化三铅。

本发明进一步提供上述从废旧铅酸电池制备四氧化三铅的方法所制备的四氧化三铅在电池中的应用。

本发明从废旧铅酸电池制备四氧化三铅的方法，通过使用柠檬酸及碱金属柠檬酸盐，将废旧铅酸电池铅膏中的硫酸铅、一氧化铅转化成柠檬酸铅，实现了从废旧铅酸电池铅膏中制备四氧化三铅，具有重大的经济效益，克服了现有技术中废旧铅酸电池回收铅的方法污染环境的技术问题；本发明从废旧铅酸电池制备四氧化三铅的方法操作简单、成本低廉，经济效益高，非常适于工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例从废旧铅酸电池制备四氧化三铅的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1显示本发明实施例从废旧铅酸电池制备四氧化三铅的方法的流程图，包括如下步骤：

步骤S01，预处理：

将废旧铅酸电池的正极铅膏干燥处理，研磨，得到第一粉末；

步骤S02，制备柠檬酸铅：

将该第一粉末加入含柠檬酸与碱金属柠檬酸盐的混合物的水溶液中，搅拌反应后固液分离，收集固体余留物；

步骤S03，制备第二粉末：

将该固体余留物在温度为280-400℃条件下焙烧2-16小时，得到第二粉末；

步骤S04，浆化第二粉末：

将该第二粉末用硝酸铵溶液浆化；

步骤S05，制备四氧化三铅：

将浆化后的第二粉末在氧化性气氛及温度为460-470℃条件下焙烧，得到四氧化三铅。

具体地，步骤S01中，该废旧铅酸电池为充电处理后的废旧铅酸电池。该充电处理具体为在电压为2.4～2.5V条件下充电处理4-10小时。废旧铅酸电池经过充电处理后，铅膏中的活性物质转化为二氧化铅，提高了废旧铅膏中二氧化铅含量，使得二氧化铅的质量比一氧化铅的的质量(后续制备方法制备得到)多，使二氧化铅和一氧化铅更多地参与反应，生成四氧化三铅，实现了废旧铅酸电池铅膏利用率的大大提升。