[发明专利]一种废铅酸蓄电池中废铅膏的回收利用装置及方法

权利要求书

1.一种废铅酸蓄电池中废铅膏的回收利用装置，其特征在于：包括反应釜(1)、多孔圆台填料缸(2)、叶轮动力元件(3)、伺服电机(4)、附着膜(5)、结晶滤网(6)以及循环连通系统；所述反应釜(1)为中空双层直臂圆柱结构，包括内壁(11)、外壁(12)、设于顶部的密封玻璃盖(13)和设于底部的隔离层(14)；所述内壁(11)通过衔接杆(7)与外壁(12)固定连接，所述内壁(11)的内层设有与内壁形状相同的附着膜(5)，所述密封玻璃盖(13)上设有用于多孔圆台填料缸(2)通过的圆孔(15)；所述多孔圆台填料缸(2)位于反应釜(1)顶部，穿过所述密封玻璃盖上的圆孔(15)伸入反应釜(1)内部，与反应釜(1)可拆卸连接；所述叶轮动力元件(3)位于反应釜(1)内部，设于隔离层(14)上方；所述伺服电机(4)固定安装于隔离层(14)下方，伺服电机(4)与叶轮动力元件(3)连接，用于控制叶轮动力元件(3)旋转带动反应釜(1)内的溶液浸没所述多孔圆台填料缸(2)；所述循环连通系统包括第一连通层(111)与第二连通层(112)，所述第一连通层(111)设于内壁(11)的底部，供反应釜内的溶液循环通过；所述第二连通层(112)设于内壁(11)的上部，供飞溅至反应釜上层的溶液通过；所述结晶滤网(6)设于第二连通层(112)处，位于内壁(11)与外壁(12)之间，用于收集沉淀结晶；其中，所述多孔圆台填料缸(2)包括同心圆盘(21)、支撑杆(22)、缸体(23)以及圆柱塞(24)；所述同心圆盘(21)悬挂于密封玻璃盖上，同心圆盘(21)外径大于所述圆孔(15)的直径，同心圆盘(21)内衔接有圆柱塞(24)；所述圆柱塞(24)底部设有支撑杆(22)，支撑杆(22)另一端与缸体(23)连接，所述缸体(23)为开设多个小孔(231)的圆台，小孔(231)垂直圆台壁面供溶液通过。

2.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池中废铅膏的回收利用装置，其特征在于：所述多孔圆台填料缸(2)嵌入至所述反应釜(1)内的中部位置，反应釜内的反应溶液液面至少与缸体(23)底面接触，至多不超过缸体(23)上表面。

3.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池中废铅膏的回收利用装置，其特征在于：所述叶轮动力元件(3)包括两层叶轮盘(31)和转轴(32)，所述两层叶轮盘(31)分别连接在转轴(32)的顶端和中端，叶轮盘(31)设有四片叶片；所述转轴(32)固定在隔离层(14)上方，转轴(32)底部与所述伺服电机(4)相连。

4.根据权利要求3所述的一种废铅酸蓄电池中废铅膏的回收利用装置，其特征在于：所述隔离层(14)与转轴(32)间设有橡胶垫圈(8)。

5.根据权利要求3所述的一种废铅酸蓄电池中废铅膏的回收利用装置，其特征在于：所述叶轮动力元件(3)的转速为80 rad/min。

6.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池中废铅膏的回收利用装置，其特征在于：所述反应釜的内壁(11)与外壁(12)采用有机玻璃壁。

7.根据权利要求1所述的一种废铅酸蓄电池中废铅膏的回收利用装置，其特征在于：所述反应釜(1)顶端两侧对称设有第一输液孔(16)和第二输液孔(17)，所述反应釜外壁(12)底端设有排液孔(18)。

8.根据权利要求7所述的一种废铅酸蓄电池中废铅膏的回收利用装置，其特征在于：所述多孔圆台填料缸(2)设有两组，分别为第一多孔圆台填料缸和第二多孔圆台填料缸，所述两组多孔圆台填料缸结构相同；第一多孔圆台填料缸用于填装废铅膏，第二多孔圆台填料缸用于填装装有阴离子交换树脂包裹的Na₂C₂O₄固体。

9.权利要求8所述的废铅酸蓄电池中废铅膏的回收利用装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、废铅膏脱硫：废铅膏置于第一多孔圆台填料缸中，从第一输液孔(16)内通入Na₂CO₃溶液，启动伺服电机(4)供叶轮动力元件(3)工作，提供足够涡力给Na₂CO₃溶液并浸没第一多孔圆台填料缸的位置，使Na₂CO₃溶液与废铅膏充分接触，反应后将溶液通过排液孔(18)排除；收集第一多孔圆台填料缸、附着膜(5)以及结晶滤网(6)上的沉淀物，清洗附着膜(5)与结晶滤网(6)后重新安装就位，将沉淀物经去离子水和无水乙醇反复洗涤，保证液固比为5:1，100℃干燥，得到脱硫后的铅膏；

步骤二、Pb²⁺的溶解：将上述步骤一中处理得到的铅膏重新置于第一多孔圆台填料缸，将第一多孔圆台填料缸装入反应釜，从第二输液孔(17)内通入HNO₃和H₂O₂的混合溶液，启动伺服电机(4)供叶轮动力元件(3)工作，得到含Pb²⁺的溶液；

步骤三、Pb²⁺的沉淀：保留步骤二反应后反应釜(1)中的溶液，取出第一多孔圆台填料缸并更换第二多孔圆台填料缸，在第二多孔圆台填料缸中填充阴离子交换树脂包裹的Na₂C₂O₄固体后放入反应釜(1)，启动伺服电机(4)供叶轮动力元件(3)工作，反应温度为常温，反应时间为2h，反应完全后，分离并收集所述第二多孔圆台填料缸、结晶滤网(6)以及附着膜(5)中的PbC₂O₄，过滤、洗涤、100℃ 干燥得到草酸铅固体，将PbC₂O₄固体在550℃下煅烧得到超细氧化铅粉末状固体。