[发明专利]从混合氧化型材料中回收铅

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月13日提交的美国临时申请号61/725,824的权益，所述美国临时申请以引用的方式并入本文。

背景

在多种应用中都用到铅，包括例如房屋建筑、储能蓄电池(例如，铅-酸蓄电池)、武器(例如，子弹、炮弹等)和合金材料(例如，焊料、铅锡锑合金、易熔合金等)。铅的应用如此广泛，每年的铅生产量已经扩大到四百万吨精炼金属以上。铅可以从天然矿石(例如，以各种矿物质形式)或再生工序中回收。一些铅回收工序涉及采矿、泡沫浮选(产生高品位的铅精矿)、铅精矿熔炼(产生粗铅金属)和粗铅金属的精炼。涉及熔炼的铅回收工序常常使用高温，这可能产生难以控制和/或限制的挥发性产物。

附图简述

通过参考以下详细描述和附图，本公开的实例的特征和优势将变得显而易见，其中同样的参考数字对应于相似(虽然或许不相同)的组件。为简单起见，具有早先描述的功能的参考数字或特征可能会结合它们出现的其它附图进行描述或可能不进行描述。

图1是描绘从混合氧化型铅材料中回收铅的方法的一个实例的示意流程图；以及

图2是用于进行从混合氧化型铅材料中回收铅的方法的一个实例的电解步骤的禾分开的电化学电池的示意图。

详细描述

本公开大体涉及从混合氧化型材料中回收铅。本文中公开的方法的实例使用甲烷磺酸(MSA)从混合氧化型铅材料中回收铅，如含有氧化铅(即，PbO)、碳酸铅(即，白铅矿或PbCO₃)和/或硫酸铅(例如，硫酸铅矿或PbSO₄)的材料。已经发现在本文中公开的方法中使用甲烷磺酸能够从多种混合氧化型铅材料中回收铅，同时有利地避免高温熔炼以及使用其它酸，而高温熔炼以及使用其它酸可能是不稳定的或者可能带来铅回收相关的其它不希望的问题。

现在参考图1，它示意性地描绘了从混合氧化型铅材料中回收铅的方法10的一个实例。在本文中公开的实例中，混合氧化型铅材料MOPbM可能是混合的氧化型铅矿或混合的氧化型铅精矿，任何一种都包含氧化铅、碳酸铅和硫酸铅中的一种或多种。所述混合的氧化型铅精矿可以由混合的氧化型铅矿形成。在进行本文中公开的回收方法之前，混合氧化型铅材料MOPbM可以经受粒径降低工序(即，粉碎)。一般希望混合氧化型铅材料MOPbM的粒径为10μm至约500μm范围内的任何值。在一个实例中，降低的粒径可以是50μm至约100μm范围内的任何值。粉碎可以通过挤压、研磨或另一种适当的尺寸降低工序来完成。尺寸的降低可以提高铅材料MOPbM的反应性并且提高铅萃取效率。

在图1中展示的方法10的开始，选择甲烷磺酸(CH₃SO₃H，本文中也称为MSA)作为所述工序的浸出剂。甲烷磺酸的选择在图1中展示为“MSA”。甲烷磺酸是几乎没有金属离子和硫酸盐的强有机酸。已经发现铅在甲烷磺酸中是高度可溶的。例如，铅在溶液中具有每100g甲烷磺酸143g的溶解度。因此，特别希望选择这种酸用于本文中公开的铅回收方法10。此外，使用MSA的铅回收方法10意外地促成了快速的浸出萃取(例如，约10分钟至约120分钟)和反应的彻底性。

在本文中公开的实例中，甲烷磺酸是以包含约0.01wt.％MSA至约30wt.％MSA并且其余是水的水溶液使用。在其它实例中，所述水溶液可以包含水和约0.05wt.％MSA至约10wt.％MSA，或水和约0.25wt.％MSA至约5wt.％MSA。所述水溶液可以通过用合意量的水稀释浓缩形式的MSA来制得。在一个实例中，甲烷磺酸是MSA或MSA100(两者都商购自BASFCorp.，位于Florham Park，NJ)，并且向更浓缩形式的MSA中加入适量的水以得到具有所要MSA重量百分比的溶液。包含甲烷磺酸的溶液在本文中可以称为MSA溶液。

在图1中的参考数字12，使混合氧化型铅材料MOPbM暴露于MSA溶液。混合氧化型铅材料MOPbM暴露于MSA溶液涉及使固体混合氧化型铅材料MOPbM与液态MSA溶液接触。固体-液体接触可以通过堆浸、槽浸、矿堆浸出(dump leaching)或用MSA溶液将混合氧化型铅材料MOPbM制成浆来完成。将混合氧化型铅材料MOPbM与MSA溶液混合以产生混悬液。混合氧化型铅材料MOPbM暴露于MSA溶液引起铅从存在于混合氧化型铅材料MOPbM中的氧化铅和/或碳酸铅中的酸浸出，并且产生液态浸出物。