[发明专利]一种使用废铅膏制备高纯度乙酸铅和纳米铅粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高纯乙酸铅和纳米铅粉的制备方法，尤其是涉及一种采用废铅酸电池的废铅膏制备高纯乙酸铅和纳米铅粉的方法，属于再生铅生产技术领域。

 

背景技术

铅酸电池是世界上用量最大的二次电池，生产铅蓄电池消耗的铅量占铅总消耗量的82%以上。随着铅酸电池的不断报废，废旧铅酸电池产量越来越大。废铅酸电池通常由四大部分组成：废铅膏占30%~40%、铅和铅合金板栅占24%~30%、废塑料包装及隔膜纸等有机物占22%~30%、废电解液占11%~30%。废铅膏作为废铅酸电池的主要组成部分，其成分复杂（主要含有PbSO₄、PbO₂、PbO和Pb及其他少量Fe、Cu、Sb等杂质成分），是回收的重点和难点。

废铅膏回收的难点主要体现在三个方面：（1）铅的价态不同。铅的存在形态较复杂，铅膏中PbSO₄, PbO₂、PbO、Pb四种物质占有Pb²⁺、Pb⁴⁺和Pb⁰金属三种不同价态，正四价的PbO₂一般需要添加还原剂实现转化为Pb²⁺；（2）铅膏的脱硫转化。铅膏中主要成分中60%-70%的PbSO₄通过高温火法熔炼分解一般需要1200 ^oC以上的温度，而且分解过程中会排放SO₂；（3）铅膏杂质去除。铅膏中杂质去除在高温火法熔炼工艺中通常采用精炼除杂的工艺，而目前在湿法工艺中杂质去除尚无突破。

目前废铅膏采用传统火法回收制备铅锭，这个过程会排放SO₂及铅尘等大气污染物，且火法冶炼的能耗较高。如何实现废铅酸电池铅膏的清洁回收，已成为国内外环境领域研究的热点。一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。该工艺用(NH₄)₂CO₃作为脱硫剂，通入SO₂或亚硫酸盐作为还原剂来还原铅膏中的PbO₂，生成的PbCO₃与PbO沉淀用20％的H₂SiF₄或HBF₄溶液浸出，制成铅的电解液。上述RSR工艺可以归纳为(NH₄)₂CO₃－Na₂SO₃－H₂SiF₄三段式湿法电积工艺。美国的专利技术CX-EW工艺也是与RSR技术路线相似的铅膏湿法冶金工艺，该工艺用Na₂CO₃作为脱硫剂，H₂O₂作为还原剂，HBF₄或H₂SiF₄作为电解前溶解浸出试剂，可以类似归纳为Na₂CO₃－H₂O₂－HBF₄/H₂SiF₄三段式湿法电积工艺。引入电积法的湿法冶金回收工艺，虽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，而且每公斤铅能耗约12 kWh，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。