專利名稱：一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢舊電池處理領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著鉛礦資源的日益枯竭和鉛酸蓄電池耗鉛量的不斷增加，從廢鉛酸蓄電池中回收再生鉛成為實(shí)現(xiàn)鉛資源可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。然而在我國，由于技術(shù)的不成熟，鉛再生的過程中有大量重金屬或SO2被排放到環(huán)境中 ，造成污染。目前我國鉛酸蓄電池的耗鉛量占據(jù)總額的70%左右，但是廢鉛蓄電池回收率不足90%，而發(fā)達(dá)國家一般保證100%;此外，在我國再生鉛冶煉過程中的鉛回收率一般為80%左右，而國外先進(jìn)水平可達(dá)98%以上。因此每年我國約有3萬噸左右的廢鉛蓄電池未能得到回收利用，同時(shí)由于回收率低導(dǎo)致我國每年約有4. 5萬噸左右的鉛及鉛化合物流入到空氣、土壤和水體中，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染(李金惠等，中國廢鉛蓄電池回收利用現(xiàn)狀及管理對(duì)策，環(huán)境保護(hù)，(2000)No. 4:40-42)。于此同時(shí)，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，依據(jù)目前已探明鉛礦資源的儲(chǔ)采比，鉛礦只足夠開采25-30年。隨著鉛礦資源的口益枯竭，鉛金屬的回收及再生利用已成為實(shí)現(xiàn)鉛工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。開展無污染或輕污染鉛再生過程的研究也直接關(guān)系著我國鉛工業(yè)的發(fā)展。目前鉛金屬主要消耗在蓄電池的生產(chǎn)上，因此鉛的再生過程主要是對(duì)廢鉛酸蓄電池中的鉛膏渣泥進(jìn)行還原轉(zhuǎn)化以獲得鉛及鉛合金的過程。該過程的難點(diǎn)在于鉛膏的冶煉，其方法目前可分為火法、濕法和干濕聯(lián)合法(肖永清.車用廢舊鉛酸電池回收再生產(chǎn)市場商機(jī)無限[J].金屬世界，2004(2) :11-13;胡濤，韓虹，朱斌，等廢舊鉛酸電池中鉛的回收[J].電池，2007，37 (6) :472-473;周正華.從廢舊蓄電池中無污染火法冶煉再生鉛及合金[J].上海有色金屬，2002，23 (4) : 156-163)?；鸱ㄒ睙挻嬖谥饘倩厥章实汀⒛芎母吆臀廴緡?yán)重三大問題。干濕聯(lián)合法一般采取濕法脫硫、火法熔煉，即對(duì)廢鉛蓄電池進(jìn)行破碎分選、綜合回收、鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化之后，再用回轉(zhuǎn)短窯或反射爐進(jìn)行熔煉。這種方法相比于純火法冶煉，大幅降低了 SO2的排放量，但是后期熔煉仍采用了高溫設(shè)備，因此無法避免地會(huì)造成鉛塵污染。廢鉛蓄電池的濕法處理可分為三類(1)鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化一浸出一電積法；(2)鉛膏直接浸出一電積法；(3)鉛膏直接電積法。從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，濕法鉛再生技術(shù)是消除SO2和鉛塵污染的重要方法，但是由于濕法冶煉對(duì)于廢蓄電池中的固體物不加分選地進(jìn)行混冶混煉，導(dǎo)致每年約有I萬噸鉛白白地流失。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的廢鉛酸蓄電池回收利用率低、污染嚴(yán)重且鉛膏火法熔煉成本高的問題，本發(fā)明提供了一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，它確定了廢鉛酸蓄電池中鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化的工藝參數(shù)，有效地將PbSO4轉(zhuǎn)化為了易于分解的PbCO3,脫硫后鉛膏的火法熔煉溫度要比其脫硫前熔煉溫度低150 °C以上，降低了能耗，減輕了環(huán)境污染。技術(shù)方案
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其步驟為
(1)鉛膏原樣制備
將廢鉛酸蓄電池分解處理取出板柵合金，從板柵上取下鉛膏，剔除雜物，于8(T90°C的環(huán)境中烘干，在研磨機(jī)內(nèi)研磨10 IOmin得顆粒度SOlOOiim的鉛膏原樣；
(2)配置脫硫轉(zhuǎn)化劑 將脫硫轉(zhuǎn)化劑配制成轉(zhuǎn)化液，用恒溫水浴床將脫硫轉(zhuǎn)化液加熱到2(T90°C ；
(3)充分反應(yīng)
將稱量好的鉛膏加入步驟(2)制得的轉(zhuǎn)化液中，并攪拌使其充分反應(yīng)；
(4)待轉(zhuǎn)化完畢后冷卻，過濾，并用蒸餾水反復(fù)沖洗濾渣多次。優(yōu)選地，所述步驟(2 )中的脫硫轉(zhuǎn)化劑為Na2CO3、NH4HCO3和K2CO3的混合物，且Na2CO3 NH4HCO3 K2CO3=1:2 6:1 (質(zhì)量比)。優(yōu)選地，所述步驟(2)中，轉(zhuǎn)化液的溫度為6(T70°C。優(yōu)選地，所述步驟(2)中，轉(zhuǎn)化液的PH值為6 9. 5。進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，轉(zhuǎn)化液的PH值為7。優(yōu)選地，所述步驟(2)中，轉(zhuǎn)化液中的C032_的濃度為0. 5^1. 5mol/L。優(yōu)選地，所述步驟(3)中，轉(zhuǎn)化液的攪拌速率為70(Tl300r/min。優(yōu)選地，所述步驟(I)中鉛膏原樣的顆粒度為10(Tl25iim。有益效果
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)在本發(fā)明的方法中，控制顆粒度大小以及一定的溫度、時(shí)間及攪拌速度等條件，使得鉛膏在攪拌裝置中與脫硫轉(zhuǎn)化劑充分反應(yīng)，生成硫酸鹽、PbCO3或PbO等。對(duì)于火法冶煉來說，鉛膏經(jīng)脫硫預(yù)處理后，鉛的品位得到提升，減少了進(jìn)爐的物料量，鉛金屬回收率得到有效提高。由于PbCO3在約340 1下就可以分解為PbO，因此鉛膏經(jīng)脫硫處理后可以在較低的溫度下進(jìn)行火法熔煉，而脫硫后鉛膏的火法熔煉溫度要比其脫硫前熔煉溫度低150 V以上，因而降低了能耗，減輕了環(huán)境污染。實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)表明，采用該技術(shù)可使?fàn)t料的含硫量降低90%以上，大大減少了冶煉所需熔劑量與SO2排放量；與脫硫前相比，鉛膏冶煉能力提高了 30%，金屬鉛回收率達(dá)到90%以上，能耗降低超10%，冶煉廢棄物減少75% ；
(2)由于PH值影響轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的最終形態(tài)，因此反應(yīng)過程中需保持PH值在6 9.5的范圍內(nèi)，在這樣的情況下，PbSO4的轉(zhuǎn)化率可達(dá)80%以上。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。本發(fā)明的一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其步驟為
(I)鉛膏原樣制備
將廢鉛酸蓄電池分解處理取出板柵合金，從板柵上取下鉛膏，剔除雜物，于8(T90°C的環(huán)境中烘干，在研磨機(jī)內(nèi)研磨10 IOmin得顆粒度SOlOOiim的鉛膏原樣；(2)配置脫硫轉(zhuǎn)化劑
將脫硫轉(zhuǎn)化劑配制成轉(zhuǎn)化液，用恒溫水浴床將脫硫轉(zhuǎn)化液加熱到2(T90°C ；
(3)充分反應(yīng)
將稱量好的鉛膏加入步驟(2)制得的轉(zhuǎn)化液中，并攪拌使其充分反應(yīng)；
(4)待轉(zhuǎn)化完畢后冷卻，過濾，并用蒸餾水反復(fù)沖洗濾渣多次。實(shí)施例1
本實(shí)施例1的一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其步驟為
(1)鉛膏原樣制備·
將廢鉛酸蓄電池分解處理取出板柵合金，從板柵上取下鉛膏，剔除雜物，于80°C的環(huán)境中烘干，在研磨機(jī)內(nèi)研磨IOmin得顆粒度50 ii m的鉛膏原樣；
(2)配置脫硫轉(zhuǎn)化劑
將脫硫轉(zhuǎn)化劑配制成轉(zhuǎn)化液，脫硫轉(zhuǎn)化劑為Na2CO3、NH4HCO3和K2CO3的混合物，且Na2CO3 =NH4HCO3 =K2CO3=1: 2 3:1 (質(zhì)量比)。轉(zhuǎn)化液的PH值為6。轉(zhuǎn)化液中的C032—的濃度為
0.5mol/L，用恒溫水浴床將脫硫轉(zhuǎn)化液加熱到20°C ；
(3)充分反應(yīng)
將稱量好的鉛膏加入步驟(2)制得的轉(zhuǎn)化液中，并攪拌使其充分反應(yīng)；轉(zhuǎn)化液的攪拌速率為700r/min。(4)待轉(zhuǎn)化完畢后冷卻，過濾，并用蒸餾水反復(fù)沖洗濾渣多次。實(shí)施例2
本實(shí)施例2的一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其步驟為
(1)鉛膏原樣制備
將廢鉛酸蓄電池分解處理取出板柵合金，從板柵上取下鉛膏，剔除雜物，于85°C的環(huán)境中烘干，在研磨機(jī)內(nèi)研磨20min得顆粒度100 u m的鉛膏原樣；
(2)配置脫硫轉(zhuǎn)化劑
將脫硫轉(zhuǎn)化劑配制成轉(zhuǎn)化液，脫硫轉(zhuǎn)化劑為Na2CO3、NH4HCO3和K2CO3的混合物，且Na2CO3 =NH4HCO3 =K2CO3=1: 3^4:1 (質(zhì)量比)。轉(zhuǎn)化液中的C032_的濃度為1. Omol/L，轉(zhuǎn)化液的PH值為7。用恒溫水浴床將脫硫轉(zhuǎn)化液加熱到70°C ；
(3)充分反應(yīng)
將稱量好的鉛膏加入步驟(2)制得的轉(zhuǎn)化液中，并攪拌使其充分反應(yīng)；轉(zhuǎn)化液的攪拌速率為 1000r/min。(4)待轉(zhuǎn)化完畢后冷卻，過濾，并用蒸餾水反復(fù)沖洗濾渣多次。實(shí)施例3
本實(shí)施例3的一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其步驟為
(1)鉛膏原樣制備
將廢鉛酸蓄電池分解處理取出板柵合金，從板柵上取下鉛膏，剔除雜物，于90°C的環(huán)境中烘干，在研磨機(jī)內(nèi)研磨30min得顆粒度300 u m的鉛膏原樣；
(2)配置脫硫轉(zhuǎn)化劑
將脫硫轉(zhuǎn)化劑配制成轉(zhuǎn)化液，脫硫轉(zhuǎn)化劑為Na2CO3、NH4HCO3和K2CO3的混合物，且Na2CO3 =NH4HCO3 =K2CO3=1:5^6:1 (質(zhì)量比)。轉(zhuǎn)化液中的C032_的濃度為1. 5mol/L，轉(zhuǎn)化液的PH值為9. 5，用恒溫水浴床將脫硫轉(zhuǎn)化液加熱到90°C ；
(3)充分反應(yīng)
將稱量好的鉛膏加入步驟(2)制得的轉(zhuǎn)化液中，并攪拌使其充分反應(yīng)；轉(zhuǎn)化液的攪拌速率為 1300r/min。(4)待轉(zhuǎn)化完畢后冷卻，過濾，并用蒸餾水反復(fù)沖洗濾渣多次。
以上示意性地對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的技術(shù)方案及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其步驟為 (1)鉛膏原樣制備 將廢鉛酸蓄電池分解處理取出板柵合金，從板柵上取下鉛膏，剔除雜物，于8(T90°C的環(huán)境中烘干，在研磨機(jī)內(nèi)研磨10 IOmin得顆粒度5(Γ300μπι的鉛膏原樣； (2)配置脫硫轉(zhuǎn)化劑 將脫硫轉(zhuǎn)化劑配制成轉(zhuǎn)化液，用恒溫水浴床將脫硫轉(zhuǎn)化液加熱到2(T90°C ； (3)充分反應(yīng) 將稱量好的鉛膏加入步驟(2)制得的轉(zhuǎn)化液中，并攪拌使其充分反應(yīng)； (4)待轉(zhuǎn)化完畢后冷卻，過濾，并用蒸餾水反復(fù)沖洗濾渣多次。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述步驟(2)中的脫硫轉(zhuǎn)化劑為 Na2CO3、NH4HCO3 和 K2CO3 的混合物，且 Na2CO3 =NH4HCO3 K2CO3= 1:2^6:1 (質(zhì)量比)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述步驟(2)中，轉(zhuǎn)化液的溫度為6(T70°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述步驟(2)中，轉(zhuǎn)化液的PH值為6 9. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述步驟(2)中，轉(zhuǎn)化液的PH值為7。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述步驟(2)中，轉(zhuǎn)化液中的CO32-的濃度為O. 5 1. 5mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述步驟(3)中，轉(zhuǎn)化液的攪拌速率為70(Tl300r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，其特征在于，所述步驟(I)中鉛膏原樣的顆粒度為10(Γ 25μπι。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法，屬于廢舊電池處理領(lǐng)域。其步驟為(1)鉛膏原樣制備將廢鉛酸蓄電池分解處理取出板柵合金，從板柵上取下鉛膏，剔除雜物，于80~90℃的環(huán)境中烘干，在研磨機(jī)內(nèi)研磨10~30min得顆粒度50~300μm的鉛膏原樣；(2)配置脫硫轉(zhuǎn)化劑將脫硫轉(zhuǎn)化劑配制成轉(zhuǎn)化液，用恒溫水浴床將脫硫轉(zhuǎn)化液加熱到20~90℃；(3)充分反應(yīng)將稱量好的鉛膏加入步驟(2)制得的轉(zhuǎn)化液中，并攪拌使其充分反應(yīng)；(4)待轉(zhuǎn)化完畢后冷卻，過濾，并用蒸餾水反復(fù)沖洗濾渣多次。本方法確定了廢鉛酸蓄電池中鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化的工藝參數(shù)，有效地將PbSO4轉(zhuǎn)化為了易于分解的PbCO3，降低了能耗，減輕了環(huán)境污染。
文檔編號(hào)H01M10/54GK103000968SQ20121042430
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者高金菊 申請(qǐng)人:高金菊