[发明专利]一种废铅酸电池的资源化回收处理方法有效

专利信息
申请号: 201910056433.1 申请日: 2019-01-22
公开(公告)号: CN109763143B 公开(公告)日: 2020-01-21
发明(设计)人: 吴旭;袁笃;刘佳宁;李朝阳;谢梦茹;王梨;吕航;王路阳 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: C25C1/18 分类号: C25C1/18;C25D7/00;C25D9/06;H01M10/54
代理公司: 42201 华中科技大学专利中心 代理人: 曹葆青;李智
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 废铅酸电池 甲基磺酸铅 资源化回收 副产物 高纯度 湿法 阴极 二氧化铅电极 钛基二氧化铅 电解质 阳极 成本问题 回收产物 减少污染 湿法工艺 涂层电极 制备工艺 铅回收 精铅 电解 全程 回收 环保
【权利要求书】:

1.一种废铅酸电池的资源化回收处理方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将废铅酸电池与硫酸溶液和过氧化氢溶液混合,充分反应,固液分离得到固相和液相,固相为硫酸铅,液相中含有硫酸和过氧化氢;

(2)将步骤(1)得到的硫酸铅与氢氧化钠溶液混合反应后固液分离得到固相和液相,固相为氢氧化铅,液相为硫酸钠溶液;

(3)使用甲基磺酸浸取步骤(2)获得的氢氧化铅,得到甲基磺酸铅水溶液;

(4)对步骤(3)获得的甲基磺酸铅水溶液进行电沉积,阳极得到钛基二氧化铅涂层电极,阴极得到单质铅;所述电沉积的条件为:先以阳极电流密度为10~20mA/cm2,电沉积温度为10~25℃,电极间距为1.5cm~2cm,电沉积液组成为0.8~1.2mol/L的甲基磺酸铅水溶液,进行20min~30min电沉积;再以阳极电流密度为40mA/cm2~60mA/cm2,电沉积温度为60~80℃,电极间距为1.5cm,电沉积液组成为0.8~1.2mol/L的甲基磺酸铅水溶液,电沉积2~3h。

2.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(1)还包括:对所述液相使用铂片作为催化剂,加热诱导液相中过氧化氢分解,使得该液相中仅含有硫酸溶液。

3.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(2)还包括:对所述硫酸钠溶液通过隔膜电解的方法将其转化为硫酸和氢氧化钠。

4.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(1)所述硫酸溶液的浓度为1~3mol/L,其中硫酸与所述废铅酸电池中铅元素的摩尔比为1~1.5:1;所述过氧化氢溶液的浓度为0.8~1.5mol/L,所述过氧化氢与所述废铅酸电池中铅元素的摩尔比为0.4~0.8:1。

5.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(2)所述氢氧化钠溶液的浓度为0.01~1mol/L,该氢氧化钠与所述硫酸铅摩尔量之比为2.5~3:1。

6.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(3)甲基磺酸浸取氢氧化铅的过程中,所述甲基磺酸与氢氧化铅的摩尔比为2.2:1~3:1,浸取温度为50℃~70℃,所述甲基磺酸水溶液的浓度为2.2mol/L~2.5mol/L。

7.如权利要求1所述的处理方法,其特征在于,步骤(4)所述电沉积使用表面涂覆锡锑氧化物的钛材料作为阳极,所述阳极具体通过如下方法获得:先于草酸水溶液中加热蚀刻去除整个钛材料表层的二氧化钛钝化层,再用热分解的方法在钛材料所有需要后续进行电镀二氧化铅的表面位置涂敷锡锑氧化物,采用石墨片、铜片、钛片、不锈钢片或铂片作为阴极。

8.如权利要求3所述的处理方法,其特征在于,所述隔膜电解使用的隔膜为Nafion212全氟磺酸阳离子交换膜,电解条件控制在温度范围为30℃~60℃,电流密度范围为30mA/cm2~60mA/cm2

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