[发明专利]PbO、PbSO4、PbO2混合物的分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废铅蓄电池铅回收利用的工艺方法，具体是以废铅蓄电池的含铅物料经过物理分离方法处理得到的含PbO、PbSO₄、PbO₂混合物的铅膏为原料，采用酸浸溶解、浸取溶解、分离精制、固-液分离耦合技术，实现PbO、PbSO₄、PbO₂混合物的分离。

属于三废处理及资源化利用技术领域，尤其是废铅蓄电池综合利用技术领域；也属于化工分离技术领域；也属于无机材料的制备技术领域。

背景技术

1.废铅蓄电池的铅资源化回收利用

1.1铅蓄电池

铅蓄电池的主要部件是正极板、负极板、电解液、隔膜或隔板、电池槽，此外，还有一些零件如端子、连接条、排气栓等。铅蓄电池具有结构简单、使用方便、性能可靠、价格低等优点，一直是化学电源中产量大、应用范围广的产品。随着新材料和新技术的研发和应用，铅蓄电池的各项性能有了大幅度提高，铅蓄电池在一些特殊应用领域的优势更加显现，作为电动助力车、特种电动车、新型汽车电源，近阶段仍是主流电源。

1.2废铅蓄电池

铅蓄电池在使用过程中，经过长期的充放电过程，容量下降到很低或板栅腐蚀严重难以修复时，铅蓄电池将无法正常进行充放电工作，从而产生废铅蓄电池。由于铅蓄电池使用不当导致损坏，也会产生废铅蓄电池。

铅蓄电池常见的报废原因有极板的硫酸盐化、板栅腐蚀、极板上活性物质软化脱落等。其中极板的硫酸盐化是在极板上生成白色坚硬的硫酸铅晶体斑点，充电时又非常难以转化为活性物质，达不到正常充电的目的，铅蓄电池的硫酸盐化是最常见的报废原因。

1.3废铅蓄电池铅资源化回收利用的重要性

废铅蓄电池的结构与组成与铅蓄电池基本相同。作为构成铅蓄电池的主要构成材料—铅，是常用的金属之一，其产量在铁、铜、铝、锌金属后，位居第5位。目前，约70％的铅用于制备铅蓄电池，而铅膏实际上是蓄电池中的涂膏经化成和使用后形成的PbO、PbSO₄、PbO₂等成分的混合物，其组成和含量取决于废铅蓄电池的循环次数和寿命长短。

因此，从废铅蓄电池中回收利用铅是极其重要的铅来源。充分合理地利用废铅蓄电池的铅资源，不仅可以缓解铅资源日益锐减的局面，同时也可以降低制备成本，减少环境污染。所以，实现废铅蓄电池的铅的回收利用，不但具有可持续发展的战略意义，而且具有重要的经济和社会价值。

2.现有铅资源化回收利用的工艺与技术

废铅蓄电池经过分选和预处理后得到的铅膏是最重要的含铅化合物，铅膏中主要成分大致为：45％-65％PbSO₄，10％-30％PbO，10％-20％PbO₂和2％-3％金属铅的混合物，其中铅膏中PbSO₄含量达到50％以上。

从废铅蓄电池回收铅的工艺和技术主要是铅膏的处理和利用问题，即铅膏中含铅化合物的处理方法，目前主要有：火法、湿法、火法-湿法耦合处理方法等。现有铅资源化回收利用的工艺与技术分别论述如下：

2.1火法熔炼铅回收技术

2.1.1直接火法熔炼铅回收技术

直接火法铅熔炼回收技术主要工艺路线是：直接以废铅蓄电池经过分选和预处理后得到的PbO、PbSO₄、PbO₂混合物为原料，经过热处理得到金属铅和铅氧化物。因为PbSO₄熔点高，达到完全分解的温度要在1000℃以上，通常以燃气、燃油、烟煤等为燃料，在高温熔炼炉中，在1260℃-1316℃的炼炉温度下，熔炼得到金属铅。

直接火法铅熔炼回收工艺的优点是操作单元少。缺点是因熔炼温度高，离炉烟气温度达1300℃左右，过程能耗大；高温下造成大量的铅挥发损失并形成污染性的铅尘；熔炼过程中产生的SO₂浓度高，污染严重；SO₂尾气污染环境。同时金属回收率一般只有80％-85％，渣的含铅量达10％以上。废铅蓄电池再生过程中的不合理处置也会产生对环境的二次污染，以及造成综合利用水平的低下等资源浪费现象。

2.1.2改良的火法铅回收技术