[发明专利]利用脱硫铅膏三段法制备的超细氧化铅及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及废铅酸蓄电池的回收利用领域，特别是将污染环境的废铅膏采用湿法浸出和低温焙烧工艺从废铅蓄电池中回收直接制备超细铅粉，属于再生铅生产技术领域。 

背景技术

铅的用途非常广泛，其年产量在有色金属中位居第四位仅次于铝、铜、锌。随着汽车数量的增加，铅蓄电池工业得到迅速发展，每年产生的废铅蓄电池数量在不断增加。铅酸蓄电池是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池,它所消耗的铅占全球总耗铅量的82%。为了节约有限的矿物资源，避免废铅物料对环境的污染，国内外均十分重视废铅材料的回收利用。各国政府都大力支持从废铅蓄电池中回收铅的再生铅生产和再生铅生产新技术的研究。 

废铅蓄电池中含铅物料包括板栅和膏泥两部分。板栅的成份是铅合金，含铅高达90%-95%；铅膏成分复杂，主要由PbSO₄、PbO₂、PbO、Pb和少量杂质组成，含铅60%-80%。废铅膏火法熔炼的炉型主要有反射炉、回转短炉、鼓风炉等专业炉型。铅膏中PbSO₄含量一般在50％以上，PbSO₄熔点高，达到完全分解的温度要在1000 ℃以上，是熔炼过程中产生SO₂的主要原因。同时高温下造成大量的铅挥发损失并形成污染性的铅尘。由于铅及其化合物的挥发而引起的操作人员铅中毒是很严重的，引起的烟尘量增大也必然导致炼铅直收率的降低和含铅烟尘对环境的污染。此外火法冶炼的能耗也较高，国内小再生铅厂生产1 t铅一般能耗500-600 kg标煤，国内专业再生铅企业的能耗在130-310 kg/t，而目前国外能耗的一般水平达到200 kg/t以下。 

为了解决火法高温熔炼带来的环境问题，有些学者引入电解沉积法（简称电积法）研究了铅酸蓄电池的湿法冶金工艺。代表性的是Prengmann和McDonald发明的RSR工艺。RSR工艺根据脱硫转化－还原转化－电积法溶解浸出反应所用的典型试剂，可以归纳为(NH₄)₂CO₃-Na₂SO₃-H₂SiF₄三段式湿法电积工艺。此外，还有其他类似的铅膏转化-浸出-电积湿法冶金工艺的研究。引入电积法的湿法冶金回收工艺，解决了铅膏火法冶炼工艺中的SO₂排放以及高温下铅的挥发问题。然而，该工艺投资大，只适合于建造大规模的回收工厂，能耗较大，甚至比传统火法冶金工艺还要高。因此，高能耗的问题仍然有待解决。 

目前的湿法过程以及先进的活法过程都需要先对铅膏脱硫，然后再进行电沉积或者火法熔炼。最终的产物是金属铅锭。而大部分金属铅还要被做成铅粉用于新电池的制作。 

CN1920065A采用方铅矿为原料，通过浸出结晶得到PbCl₂，氯化铅溶液中加入硫酸制备硫酸铅，硫酸铅通过化学合成得到前躯体碳酸铅，最后制备得到β-PbO。CN101573461A采用柠檬酸与柠檬酸钠混合溶液处理铅膏制备超细氧化铅，同时消耗的柠檬酸较多，价格较高，回收硫酸钠困难。CN101514395A采用草酸还原、过滤，沉淀与硝酸反应，沉淀在与碳酸铵反应，过滤，沉淀也加入到硝酸溶液中，溶液与氨水反应，过滤，沉淀热分解得到氧化铅。工艺相对复杂，同时在反应用硝酸、氨水等挥发性较大的药剂。 

综上所述，如何提供一种过程完善、工艺简单、节约资源、能源且不会对环境造成二次污染的铅酸度电池铅膏处理方法，已经是该领域内技术人员研究的重要课题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用脱硫铅膏三段法制备的超细氧化铅，该超细氧化铅，其平均颗粒粒度小于2 μm，纳米晶粒径小于500 nm。所述超细氧化铅可以是PbO，Pb₃O₄，或者两者混合物。 

本发明的目的还在于提供利用脱硫铅膏三段法制备超细氧化铅的方法，该方法由废旧铅酸电池脱硫后的铅膏制备超细氧化铅粉、其铅粉纯度高，同时它的生产流程简单、无环境污染或环境污染极低、铅回收率高、降低能耗和减少环境污染效果显著。