專利名稱：鉛酸蓄電池的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池的處理方法。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池的應(yīng)用很廣泛，可以為各種產(chǎn)品提供動力。鉛酸蓄電池由正負(fù)極板、隔 板、殼體、電解液和接線樁頭等組成，正極板的活性物質(zhì)(二氧化鉛和鉛)和負(fù)極板的活性 物質(zhì)(海綿狀純鉛)在電解液(稀硫酸溶液)的作用下進(jìn)行放電的化學(xué)反應(yīng)。鉛酸蓄電池含有重金屬鉛和酸等電解質(zhì)溶液，處理不當(dāng)會成為新的環(huán)境污染源， 從而對生態(tài)平衡和人體健康造成嚴(yán)重威脅。鉛酸蓄電池的處理工藝不完善造成的二次污 染，已成為制約其應(yīng)用的關(guān)鍵問題。因此，加強(qiáng)鉛酸蓄電池管理，倡導(dǎo)節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)， 杜絕二次污染，不僅可以有效地提高再生資源的利用率，而且還能避免鉛對人類生存環(huán)境 的污染。中國專利申請200610028498. 8公開了 一種廢舊鉛酸蓄電池的環(huán)?；厥仗幚矸?法，該方法是將廢舊鉛酸蓄電池中酸溶液分離之后利用破碎機(jī)將廢舊鉛酸蓄電池粉碎，利 用分選機(jī)對粉碎后的混合物進(jìn)行分選，得到金屬鉛及其氧化物和鉛板柵顆粒。將金屬鉛及 其氧化物送入帶式過濾機(jī)過濾水分，加工獲得鉛泥，鉛泥投入1100 130(TC的熔爐融化得 到粗鉛，將粗鉛投入精煉爐，除雜獲得純鉛，將鉛板柵顆粒投入550 600°C的合金爐熔煉， 對爐內(nèi)合金成分進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用澆鑄機(jī)將鉛合金澆鑄形成鉛合金錠在上述鉛酸蓄電池的處理方法中，需要在高溫熔煉爐中熔煉鉛泥，所以耗能高，不 利于節(jié)約能源。中國專利ZL 200610031386. 8公開了一種利用廢鉛蓄電池中鉛泥制備三鹽基硫 酸鉛的方法。該方法是利用廢鉛泥與碳酸鈉反應(yīng)脫硫轉(zhuǎn)化得碳酸鉛，反應(yīng)充分后過濾得碳 酸鉛沉淀，對濾液進(jìn)行脫色、蒸發(fā)、結(jié)晶得到副產(chǎn)品硫酸鈉；濾渣碳酸鉛用硝酸溶解得硝酸 鉛溶液；將硝酸鉛溶液再與硫酸反應(yīng)得純凈的硫酸鉛沉淀；最后硫酸鉛與燒堿反應(yīng)合成三 鹽基硫酸鉛。該方法工藝流程長，浪費(fèi)資源。綜上所述，如何提供一種處理過程更完善、工藝簡單、節(jié)約資源、能源，且不會對環(huán) 境造成二次污染的鉛酸蓄電池的處理方法，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種鉛酸蓄電池的處理方法，該方 法能夠?qū)︺U酸蓄電池進(jìn)行資源化處理，處理工藝簡化，并避免處理過程中再次產(chǎn)生污染。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案具體包括鉛酸蓄電池的處理方法，所述處理方法包括使鉛泥與堿反應(yīng)生成三鹽基硫酸鉛的步驟。上述鉛泥是將所述鉛酸蓄電池破碎后的破碎物過孔徑小于等于30mm的篩而得到的篩下物，該篩下物中主要含有硫酸鉛，此外還含有少量氧化鉛、鉛以及電解液硫酸。上述處理方法還包括下述步驟對所述破碎物過篩而得到的篩上物進(jìn)行分選，得 鉛板柵，將所述鉛板柵熔煉成鉛液或鉛合金液。所述分選可以采用水分選、振動分選、磁選、 風(fēng)選中的一種以上方式。上述處理方法中所述堿可以為氫氧化鈉或氫氧化鉀。所述氫氧化鈉或氫氧化鉀的 加入量與所述鉛泥中所含鉛的摩爾比為2 1-1 3。在本發(fā)明的處理方法中，所述破碎物的平均粒度為30mm以下。本發(fā)明的處理方法優(yōu)選在350-800°C的熔煉鍋中對所述鉛板柵進(jìn)行熔煉和/或除 雜，得所述鉛液；或者在350-800°C的熔煉鍋中對所述鉛板柵進(jìn)行熔煉，經(jīng)調(diào)質(zhì)得到所述鉛 合金液。本發(fā)明的處理方法優(yōu)選將所述鉛泥攪拌10-60min后加入氫氧化鈉或氫氧化鉀， 然后在0-80°C下攪拌10-180min，靜置，過濾，得到三鹽基硫酸鉛。利用本發(fā)明的處理方法對鉛泥進(jìn)行處理時，發(fā)生了以下化學(xué)反應(yīng)Pb+H2S04 = PbS04+H2PbCHH2SO4 = PbS04+H20 2Na0H (KOH) +H2SO4 = Na2SO4 (K2SO4) +2H204PbS04+6Na0H (KOH) = 3Na2S04 (K2SO4) +3Pb0 · PbSO4 · H20+2H20在本發(fā)明的回收方法中，對鉛酸蓄電池的破碎粒度為30mm以下，有利于鉛酸蓄電 池中鉛板柵與其他材料的有效分離，因此，能夠在相對低溫的熔煉爐中熔煉鉛板柵，進(jìn)而得 到鉛液或鉛合金液。利用本發(fā)明的鉛酸蓄電池的處理方法，向篩下物(鉛泥)中加入堿，直接生成三鹽 基硫酸鉛，而不需要在較高的溫度下進(jìn)行熔煉，鉛板柵直接進(jìn)行熔煉，熔煉溫度較低，減少 鉛蒸汽，降低工藝耗能。并且，該處理方法提供了制備三鹽基硫酸鉛的簡易方法，易于操作， 節(jié)省資源。另外，產(chǎn)物三鹽基硫酸鉛用途廣泛。可以用作熱穩(wěn)定劑，適用于不透明的聚氯乙烯 硬質(zhì)管、注射成型制品、人造革軟質(zhì)制品以及聚氯乙烯電絕緣材料等。還可用作涂料的顏色 調(diào)節(jié)劑等。
具體實施例方式以下利用具體實施例詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，各實施例中采用ICP光譜 進(jìn)行含量測定，并基于國家標(biāo)準(zhǔn)HG2340-92對產(chǎn)物三鹽基硫酸鉛進(jìn)行評價。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鉛 含量為87. 5% -92%，三氧化硫含量為7-9%，灼減量為0. 6%以下為合格品。實施例1將200kg廢棄鉛酸蓄電池進(jìn)行人工拆解，利用磁分選去掉其中的鐵質(zhì)(主要為起 連接作用的螺釘，以下相同)，然后放入破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，破碎物平均粒度為30mm，使破 碎物通過孔徑為25mm的篩，得到篩上物和篩下物(鉛泥)。用200L水洗滌篩上物，并將洗 滌液加入到篩下物中。使用水分選裝置對篩上物進(jìn)行水分選，分別得到鉛板柵(水分選時 為最下層)、ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)(水分選時為最上層)和PVC (聚氯乙 烯)(水分選時為中間層)。
將鉛板柵投入到350°C的熔煉鍋中，熔煉12小時，得到鉛液，經(jīng)過鑄錠得到鉛錠。篩下物中含有硫酸鉛90kg、氧化鉛4kg、鉛粉4kg以及水和硫酸。在室溫下，將篩下物加入到反應(yīng)釜中，攪拌30min，然后加入氫氧化鈉粉體 26. 74kg (氫氧化鈉與篩下物中鉛的摩爾比為2 1)。室溫下攪拌lOmin，靜置，過濾，得濾 餅(濾渣)和濾液。將濾液循環(huán)用于清洗篩上物。用乙醇洗滌濾餅，并在室溫下干燥濾餅， 得到三鹽基硫酸鉛。經(jīng)檢測鉛含量為89. 2 %，三氧化硫含量為7. 5 %，灼減量為0. 5 %。該 產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)HG2340-92。實施例2將200kg廢棄鉛酸蓄電池進(jìn)行人工拆解，利用磁分選去掉其中的鐵質(zhì)，然后放入 破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，破碎物平均粒度為20mm以下，使破碎物通過孔徑為15mm的篩，得到篩 上物和篩下物。用300L水洗滌篩上物，將洗滌液與篩下物混合。使用水分選裝置對篩上物 進(jìn)行水分選，分別得到鉛板柵(水分選時為最下層)、ABS (水分選時為最上層)和玻璃纖維 (水分選時為中間層)。將鉛板柵直接投入到800°C的熔煉鍋中熔煉2小時，調(diào)質(zhì)，得到鉛合金液，經(jīng)過鑄 錠得到合金鉛錠。篩下物中含有硫酸鉛86kg、氧化鉛4kg、鉛粉5kg以及水和硫酸。在室溫下，將篩下物加入到反應(yīng)釜中攪拌30min，然后加入氫氧化鈉粉體 4.35kg(氫氧化鈉與篩下物中鉛的摩爾比為1 3)，在80°C下攪拌180min，靜置，過濾，得 濾餅和濾液。將濾液循環(huán)用于清洗篩上物。將濾餅用水洗滌三次，利用鼓風(fēng)干燥箱在100°C 干燥濾餅，得到三鹽基硫酸鉛。經(jīng)檢測鉛含量為87. 5%，三氧化硫含量為8. 8%，灼減量為 0. 4%。該產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)HG2340-92。實施例3將200kg廢棄鉛酸蓄電池進(jìn)行人工拆解，利用磁分選去掉其中的鐵質(zhì)，然后放入 破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，破碎物平均粒度為5mm以下，使破碎物通過孔徑為4mm的篩，得到篩上 物和篩下物。用IOOL水洗滌篩上物，并將洗滌液與篩下物混合。利用水分選裝置對篩上物 進(jìn)行水分選，分別得到鉛板柵、ABS和PVC。將鉛板柵直接投入到500°C的熔煉鍋中，進(jìn)行熔煉，調(diào)質(zhì)，得到鉛合金液，經(jīng)過鑄錠 得到合金鉛錠。篩下物中含有硫酸鉛90kg、氧化鉛5kg、鉛粉7kg以及水和硫酸。在室溫下，將篩下物加入到反應(yīng)釜中攪拌30min，然后加入氫氧化鈉粉體 14. 13kg(氫氧化鈉與篩下物中鉛的摩爾比為1 1)，在60°C下攪拌80min，靜置，過濾，得 到濾餅和濾液。將濾液循環(huán)用于篩上物的清洗。用水洗滌濾餅三次，利用鼓風(fēng)干燥箱在 100°C干燥濾餅，得到三鹽基硫酸鉛。經(jīng)檢測鉛含量為88%，三氧化硫含量為8%，灼減量為 0.6%。該產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)HG2340-92。實施例4將200kg廢棄鉛酸蓄電池進(jìn)行人工拆解，利用磁分選去掉其中的鐵質(zhì)，然后放入 破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，破碎物平均粒度為30mm以下，使破碎物通過孔徑為25mm的篩，得到篩 上物和篩下物。用IOL水洗滌篩上物，并將洗滌液與篩下物混合。將篩上物放入破碎機(jī)中 進(jìn)行二次破碎，粉碎至平均粒度為10mm，使破碎物通過孔徑為8mm的篩，用IOOL水洗滌篩上
5物，并將洗滌液與篩下物混合。篩上物經(jīng)水分選分別得到鉛板柵、ABS和PVC。將鉛板柵直接投入到450°C的熔煉鍋中，進(jìn)行熔煉，加入0. 3kg硫除雜后得到鉛 液，經(jīng)過鑄錠等到鉛錠。篩下物中含有硫酸鉛86kg、氧化鉛4. 2kg、鉛粉6kg以及水和硫酸。在室溫下，將篩下物加入到反應(yīng)釜中攪拌30min，然后加入氫氧化鈉粉體 17. 25kg(氫氧化鈉與篩下物中鉛的摩爾比為1.3 1)，在45°C下，攪拌30min，靜置，過濾， 得濾餅和濾液。將濾液循環(huán)用于篩上物的清洗。用乙醇洗滌濾餅二次，在室溫下干燥濾餅， 得到三鹽基硫酸鉛。經(jīng)檢測鉛含量為87. 9 %，三氧化硫含量為7. 9 %，灼減量為0. 5 %。該 產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)HG2340-92。實施例5將200kg廢棄鉛酸蓄電池進(jìn)行人工拆解，利用磁分選去掉其中的鐵質(zhì)，然后放入 破碎機(jī)中進(jìn)行破碎，破碎物平均粒度為IOmm以下，使破碎物通過孔徑為8mm的篩，得到篩上 物和篩下物。用100L水洗滌篩上物，并將洗滌液與篩下物混合，將篩上物放入破碎機(jī)中進(jìn) 行二次破碎，粉碎至平均粒度為3mm，使破碎物通過孔徑為2mm的篩，用50L水洗滌篩上物， 將洗滌液與篩下物混合。篩上物經(jīng)水分選分別得到鉛板柵、ABS和PVC。將鉛板柵直接投入到600°C的熔煉鍋中，進(jìn)行熔煉，加入0. 3kg氧化鈣調(diào)質(zhì)，得到 鉛合金鉛液，經(jīng)過鑄錠得到合金鉛錠。篩下物中含有硫酸鉛88kg、氧化鉛4. 5kg、鉛粉7. 5kg以及水和硫酸。在室溫下，將 篩下物加入到反應(yīng)釜中攪拌70min，然后加入氫氧化鈉粉體9. 25kg (氫氧化鈉與篩下物中 鉛的摩爾比為1 1.5)，在45°C下，攪拌30min，靜置，過濾，得濾餅和濾液。將濾液循環(huán)用 于篩上物的清洗。用乙醇洗滌濾餅二次，在室溫下干燥濾餅，得到三鹽基硫酸鉛。經(jīng)檢測鉛 含量為87. 7%，三氧化硫含量為8. 3%，灼減量為0. 6%。該產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn)HG2340-92。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的構(gòu) 思和范圍。如果本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)， 則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
鉛酸蓄電池的處理方法，其特征在于，包括使鉛泥與堿反應(yīng)生成三鹽基硫酸鉛的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述鉛泥是將所述鉛酸蓄電池破碎 后的破碎物過孔徑小于等于30mm的篩而得到的篩下物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理方法，其特征在于，還包括下述步驟對所述破碎物過篩 而得到的篩上物進(jìn)行分選，得鉛板柵，將所述鉛板柵熔煉成鉛液或鉛合金液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的處理方法，其特征在于，所述堿為氫氧化鈉或氫 氧化鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理方法，其特征在于，所述氫氧化鈉或氫氧化鉀的加入量 與所述鉛泥中所含鉛的摩爾比為2 1-1 3。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3或5所述的處理方法，其特征在于，所述破碎物的平均粒度為 30mm以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理方法，其特征在于，采用水分選、振動分選、磁選、風(fēng)選中 的一種以上方式進(jìn)行所述分選。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理方法，其特征在于，在350-800°C的熔煉鍋中對所述鉛 板柵進(jìn)行熔煉和/或除雜，得所述鉛液；或者在350-800°C的熔煉鍋中對所述鉛板柵進(jìn)行熔 煉，經(jīng)調(diào)質(zhì)得到所述鉛合金液。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理方法，其特征在于，將所述鉛泥攪拌10-60min后加入氫 氧化鈉或氫氧化鉀，然后在0-80°C下攪拌10-180min，靜置，過濾，得到三鹽基硫酸鉛。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉛酸蓄電池的處理方法，該方法將鉛酸電池進(jìn)行破碎分選，分選出來的鉛板柵直接在相對低溫的熔煉爐中熔煉，進(jìn)而得到鉛液或鉛合金液；鉛泥與堿反應(yīng)生成三鹽基硫酸鉛化工產(chǎn)品。本發(fā)明處理方法不需要在高溫下進(jìn)行熔煉，減少鉛蒸汽，工藝耗能也少；不會產(chǎn)生二次污染，工藝簡單環(huán)保、易于操作并節(jié)約能源。
文檔編號C22B7/00GK101899573SQ20101023637
公開日2010年12月1日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者丁濤, 廉啟合, 楊敬增, 穆京祥, 陳利, 韓業(yè)斌 申請人:中國電子工程設(shè)計院