[发明专利]一种从电池废料中回收铅的方法及其装置

说明书

本发明一种电解液彻底循环利用的从电池废料中电解回收铅的方法及电解装置，含有内槽和外槽的隔膜电解室，且内槽液面高于外槽液面，内外槽电解液排出后反应生成沉淀和电解质，电解质溶液返回电解室继续循环利用，既实现了电池中含铅废料的回收，防止其污染环境，也实现了电解过程中电解液的零排放，节约了能源，提高了环保。

技术领域

本发明涉及一种电池废料的回收，特别是一种电解液彻底循环利用的从电池废料中电解回收铅的方法及使用其的电解装置。

背景技术

自1859年由法国工程师普兰特提出铅酸电池以来，铅酸电池作为一种价格便宜且性能可靠的可充电电池被广泛地用在如电动车、汽车、不间断UPS电源等中。近年来，虽然有锂离子电池和镍氢电池的竞争，但铅酸电池一直处于二次电池的首位，占据了全球二次电池近60％的产值。据电源相关行业协会数据统计表明，2009年中国铅消费达到350多万吨，占世界铅消费总量的23％以上。铅酸电池中所含的大量有毒铅化合物和目前相对落后的火法回收铅技术导致了铅酸电池在回收过程出现了严重的铅污染，例如2009年在华北地区出现的“血铅”事件。由于铅酸电池是当前汽车和电动自行车的主导电源，且将在今后相当长的一段时间内继续存在，因而如何对铅酸电池进行高效回收，从而有效实现铅资源的再生循环利用和大幅度降低铅对环境的污染已成为亟待解决的问题。具体存在的问题突出表现在：

1.铅回收率低。回收率一般在80～85％，每年大约有1万吨以上的铅在熔炼中丧失。

2.能耗高。一般为500～600公斤标准煤/吨铅。

3.污染严重。由于技术落后，在铅回收熔炼过程中向大气排放的铅蒸气、铅尘、二氧化硫超过国家排放标准的几十倍。

中国发明专利申请200910181490.9公开了一种铅酸蓄电池废铅回收方法，包括下列步骤：将铅膏等细料加入有搅拌装置的反应釜中，同时加入还原剂FeSO4、稀硫酸，在50－60℃条件下搅拌反应50－70分钟，将二氧化铅还原为硫酸铅。后经一系列步骤进行还原为铅。但该工艺能耗高。且干法回收存在较多的粉尘。

中国发明专利申请201010297522涉及一种电解碱性含铅溶液回收再生铅方法，通过前置的催化转化和碱性脱硫浸取过程直接得到含铅碱性电解液。该电解液通过离子膜电解槽进行分级电解，直接得到高纯度的金属铅，但该电解液不能循环利用，且设备复杂。

中国发明专利申请201610358244.6涉及电池回收设备技术领域，尤其涉及一种废弃电池铅的回收工艺，按照如下步骤来完成：铅蓄电池经机械切断破碎，再由转筛冲洗机同时利用碱性溶液进行冲洗和筛选，筛选出塑料、废电解液和粗铅，废电解液输送到超滤膜处理系统中进行处理；碳酸铅进行电磁感应加热，并充入足量的氧气，电磁感应频率为8～60KHz，控制温度330～460℃，保温5-6h，将得到完全氧化的四氧化三铅；电解期间在电解槽底部施加电磁感应磁场，磁感应强度800mT，得到国标1号纯铅。但该工艺复杂，电解液不可以循环利用。

中国发明专利申请201380004685.0公开了在从混合氧化型铅材料中回收铅的方法的一个实例中，选择甲烷磺酸作为用于所述混合氧化型铅材料的浸出酸。使所述混合氧化型铅材料暴露于包含所述甲烷磺酸的溶液，从而从所述混合氧化型铅材料中氧化铅或碳酸铅中的任一种中浸出铅，并且产生包含铅-甲烷磺酸盐的液态浸出物。将所述液态浸出物纯化，并且使用电解从所述纯化的液态浸出物中回收铅。但所用物质复杂，电解液不能循环利用，不利于环保。

中国发明专利申请201680041600.X公开了一种用于回收铅酸电池的闭环式系统和方法，回收高纯度铅的闭环式电化学工艺使用用于溶解脱硫铅膏的电解液在阴极上连续形成附着的铅。优选的阴极包括含铝阴极，其在甲磺酸中操作以产生微孔混合基质或纳米孔混合基质金属组合物，并且使用合适的阳极配置或操作条件避免在阳极形成二氧化铅。但该闭环为与电池继续生产有关，不涉及电解液循环的电解铅闭环。

发明内容