廢鉛膏制備四堿式硫酸鉛的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鉛酸電池技術領域，具體涉及一種廢鉛膏制備四堿式硫酸鉛的方法。
【背景技術】
[0002]鉛酸蓄電池正極的固化是電池制造的一個關鍵工藝。在固化過程中活性物質的化學和物理的結構基礎得以建立，極板獲得了機械強度，以使后面的工藝操作可以進行。根據(jù)A0S理論:隨著電池循環(huán)的進行，正極活性物質反復進行膨脹收縮，顆粒之間的頸區(qū)變小，使得活性物質顆粒之間的接觸變得越來越不良，導電性能變差，最終導致活性物質軟化脫落，電池容量明顯衰減，電池失效。因此提高活性物質充電接受能力及改善正極活性物質顆粒結構是實現(xiàn)電池長循環(huán)壽命的關鍵。
[0003]在鉛酸蓄電池生產(chǎn)中，為了延長電池循環(huán)壽命，通常最有效的措施之一是采用高含量四堿式硫酸鉛的鉛膏，可用高溫和膏或高溫固化的方法得到。用傳統(tǒng)方法制備的和膏中有三堿式硫酸鉛(簡稱3BS ；3Pb0.PbS04.H20)、沒有反應完的氧化鉛及游離鉛。在固化過程中，3BS在一定溫度濕度條件下可以與PbO進一步反應生成四堿式硫酸鉛(簡稱4BS ;4Pb0.PbS04)，游離鉛進一步氧化成氧化鉛。
[0004]現(xiàn)有技術中，一般采用高溫和膏的技術制備4BS，將鉛粉、水、硫酸溶液和添加劑進行混合攪拌，經(jīng)物理化學變化制成具有可塑性膏狀混合物。和膏后鉛膏的物相組成與所加的硫酸量以及和膏時的溫度密切相關。由于此反應的嚴重依賴于溫度和濕度，在一般工業(yè)生產(chǎn)條件下，和膏溫度在60°C以下時，鉛膏主要生成3BS;溫度在70°C左右時，鉛膏中4BS大量生成；溫度在80°C以上時，鉛膏中主要生成4BS，但其晶體尺寸約為5?100 μ m，且粒度分布及其不均勻，造成極板化成困難、一致性較差，電池初期容量低，而且和膏溫度越高，4BS的晶體顆粒越粗大。因此，現(xiàn)有技術中，基本上采用和膏溫度在80?90°C，但是粒度分布及其不均勻，造成極板化成困難、一致性較差，電池初期容量低的情況嚴重，仍然難以令人滿意。
[0005]因此在和膏加酸之前加入專門制造的1?2%的細顆粒4BS作為4BS晶種，在和膏和隨后的固化過程中可以大大加速4BS形成，即使在稍低溫度時4BS也可以較快形成。另夕卜，細顆粒4BS的加入可以加速鉛膏中游離鉛的氧化。4BS的應用可以節(jié)約時間，節(jié)省能源和可以加快設備周轉而節(jié)省設備的投資。
[0006]已有對比試驗研究證實，作為晶核的4BS的加入可以控制形成的4BS的數(shù)量和晶粒大小，克服了高含量大晶粒4BS極板化成的問題，電池的放電性能優(yōu)良。應用4BS晶種的正負極板，由于其活性物質組織構造牢固，電池循環(huán)壽命可以增加。
[0007]目前，國內外已有一些4BS添加劑產(chǎn)品，如固力邦.CuringBon(TM)山東金科力電源科技有限公司，又如 Hammond 公司的 SureCure (R)、Penox 公司的 TBLS+ (R)、AddiBatt (TM)美國Addenda公司。但關于4BS的制備方法仍未見有公開的文獻資料，本領域中傳統(tǒng)的四堿式硫酸鉛(4BS)極板制造技術瓶頸的突破仍然受到很大限制。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種方法較為簡單，成本低，利用廢鉛膏制備四堿式硫酸鉛的方法。
[0009]本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn):
[0010]一種廢鉛膏制備四堿式硫酸鉛的方法，具體方法步驟如下:
[0011]1)收集鉛酸電池生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢鉛膏，將廢鉛膏送入沉淀池，加入清水進行攪拌清洗，然后自然靜置沉淀；
[0012]2)取步驟1)中的沉淀物，在該沉淀物中加入適量鉛粉(氧化鉛)攪拌均勻，使沉淀物呈糊狀(乳狀)鉛膏；鉛粉的加入量使沉淀物能夠成糊狀即可；
[0013]3)將步驟2)中糊狀鉛膏放入容器中，用2.5-3公斤的蒸汽壓力保溫3-3.5小時，然后放去壓力使糊狀鉛膏恢復至常態(tài)，保持2-5小時，如此連續(xù)2-3次，制得加壓鉛膏；
[0014]4)將步驟3)中得到的加壓鉛膏在100-105°C的烘干設備中進行烘干處理，得到干鉛霄待用；
[0015]5)將步驟4)中的干鉛膏放入尼龍球磨罐中，以瑪瑙球為磨球，球料質量比為7:1，在轉速為150轉/分的條件下，連續(xù)球磨3-4小時；4BS的粒度達到20 μπι以下，且分布均勻，一致性也很好，晶體排列的一致性佳，而且結構達到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0016]6)將球磨完畢的粉料連同瑪瑙磨球一起倒入粉料盤中，在80°C下烘干，把烘干的粉料過篩，取出瑪瑙磨球，然后將粉料研磨，直至無較大團聚為止，至此，得到四堿式硫酸鉛Ο
[0017]由于4BS是鉛膏活性物質的主要成分之一，當采用4BS為主要物相的生極板時，化成后能形成具有良好骨架結構的活性物質，在充放電循環(huán)過程中活性物質不易從板柵上脫落，具有能克服早期容量損失現(xiàn)象及大幅度改善電池循環(huán)壽命等諸多優(yōu)點，因此，需要制得以4BS作為活性物質主要物相的生極板，抑制3BS的生成或促進3BS向4BS的轉化，高選擇性地獲得4BS主物相。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用生產(chǎn)中廢鉛膏制備4BS，成本低，經(jīng)濟效益高，制得的4BS晶體排列的一致性佳，而且結構達到穩(wěn)定狀態(tài)，實現(xiàn)真正意義上節(jié)能、低碳、環(huán)保。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
[0020]實施例1
[0021]—種廢鉛膏制備四堿式硫酸鉛的方法，具體方法步驟如下:
[0022]1)收集鉛酸電池生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢鉛膏，將廢鉛膏送入沉淀池，加入清水進行攪拌清洗，然后自然靜置沉淀；
[0023]2)取步驟1)中的沉淀物，在該沉淀物中加入適量鉛粉攪拌均勻，使沉淀物呈糊狀鉛膏；鉛粉的加入量使沉淀物能夠成糊狀即可；
[0024]3)將步驟2)中糊狀鉛膏放入容器中，用0.3mpa的蒸汽壓力保溫3小時，然后放去壓力使糊狀鉛膏恢復至常態(tài)，保持3小時，如此連續(xù)2次，制得加壓鉛膏；
[0025]4)將步驟3)中得到的加壓鉛膏在100°C的烘干設備中進行烘干處理，得到干鉛膏待用；
[0026]5)將步驟4)中的干鉛膏放入尼龍球磨罐中，以瑪瑙球為磨球，球料質量比為7:1，在轉速為150轉/分的條件下，連續(xù)球磨3小時；4BS的粒度達到20 μπι以下，且分布均勻，一致性也很好，晶體排列的一致性佳，而且結構達到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0027]6)將球磨完畢的粉料連同瑪瑙磨球一起倒入粉料盤中，在80°C下烘干，把烘干的粉料過篩，取出瑪瑙磨球，然后將粉料研磨，直至無較大團聚為止，至此，得到四堿式硫酸鉛Ο
[0028]實施例2
[0029]—種廢鉛膏制備四堿式硫酸鉛的方法，具體方法步驟如下:
[0030]1)收集鉛酸電池生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢鉛膏，將廢鉛膏送入沉淀池，加入清水進行攪拌清洗，然后自然靜置沉淀；
[0031]2)取步驟1)中的沉淀物，在該沉淀物中加入適量氧化鉛粉攪拌均勻，使沉淀物呈乳狀鉛膏；鉛粉的加入量使沉淀物能夠成乳狀物即可；
[0032]3)將步驟2)中糊狀鉛膏放入容器中，用2.5公斤的蒸汽壓力保溫3.5小時，然后放去壓力使糊狀鉛膏恢復至常態(tài)，保持5小時，如此連續(xù)3次，制得加壓鉛膏；
[0033]4)將步驟3)中得到的加壓鉛膏在105°C的烘干設備中進行烘干處理，得到干鉛膏待用；
[0034]5)將步驟4)中的干鉛膏放入尼龍球磨罐中，以瑪瑙球為磨球，球料質量比為7:1，在轉速為150轉/分的條件下，連續(xù)球磨4小時；4BS的粒度達到20 μπι以下，且分布均勻，一致性也很好，晶體排列的一致性佳，而且結構達到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0035]6)將球磨完畢的粉料連同瑪瑙磨球一起倒入粉料盤中，在80°C下烘干，把烘干的粉料過篩，取出瑪瑙磨球，然后將粉料研磨，直至無較大團聚為止，至此，得到四堿式硫酸鉛Ο
[0036]實施例3
[0037]—種廢鉛膏制備四堿式硫酸鉛的方法，具體方法步驟如下:
[0038]1)收集鉛酸電池生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢鉛膏，將廢鉛膏送入沉淀池，加入清水進行攪拌清洗，然后自然靜置沉淀；
[0039]2)取步驟1)中的沉淀物，在該沉淀物中加入適量鉛粉攪拌均勻，使沉淀物呈糊狀(乳狀)鉛膏；鉛粉的加入量使沉淀物能夠成糊狀即可；
[0040]3)將步驟2)中糊狀鉛膏放入容器中，用2.8mpa的蒸汽壓力保溫3.3小時，然后放去壓力使糊狀鉛膏恢復至常態(tài)，保持3.5小時，如此連續(xù)2次，制得加壓鉛膏；
[0041]4)將步驟3)中得到的加壓鉛膏在102°C的烘干設備中進行烘干處理，得到干鉛膏待用；
[0042]5)將步驟4)中的干鉛膏放入尼龍球磨罐中，以瑪瑙球為磨球，球料質量比為7:1，在轉速為150轉/分的條件下，連續(xù)球磨3.5小時；4BS的粒度達到20 μπι以下，且分布均勻，一致性也很好，晶體排列的一致性佳，而且結構達到穩(wěn)定狀態(tài)；
[0043]6)將球磨完畢的粉料連同瑪瑙磨球一起倒入粉料盤中，在80°C下烘干，把烘干的粉料過篩，取出瑪瑙磨球，然后將粉料研磨，直至無較大團聚為止，至此，得到四堿式硫酸鉛Ο
[0044]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種廢鉛膏制備四堿式硫酸鉛的方法，其特征在于，具體方法步驟如下: 1)收集鉛酸電池生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢鉛膏，將廢鉛膏送入沉淀池，加入清水進行攪拌清洗，然后自然靜置沉淀； 2)取步驟1)中的沉淀物，在該沉淀物中加入適量鉛粉攪拌均勻，使沉淀物呈糊狀鉛膏；鉛粉的加入量使沉淀物能夠成糊狀即可； 3)將步驟2)中糊狀鉛膏放入容器中，用2.5-3公斤的蒸汽壓力保溫3-3.5小時，然后放去壓力使糊狀鉛膏恢復至常態(tài)，保持2-5小時，如此連續(xù)2-3次，制得加壓鉛膏； 4)將步驟3)中得到的加壓鉛膏在100-105Γ的烘干設備中進行烘干處理，得到干鉛膏待用； 5)將步驟4)中的干鉛膏放入尼龍球磨罐中，以瑪瑙球為磨球，球料質量比為7:1，在轉速為150轉/分的條件下，連續(xù)球磨3-4小時； 6)將球磨完畢的粉料連同瑪瑙磨球一起倒入粉料盤中，在80°C下烘干，把烘干的粉料過篩，取出瑪瑙磨球，然后將粉料研磨，直至無較大團聚為止，至此，得到四堿式硫酸鉛。
【專利摘要】一種廢鉛膏制備四堿式硫酸鉛的方法，步驟如下：1)收集鉛酸電池生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢鉛膏，將廢鉛膏送入沉淀池，加入清水進行攪拌清洗，然后自然靜置沉淀；2)在該沉淀物中加入適量鉛粉攪拌均勻，使沉淀物呈糊狀鉛膏；3)將步驟2)中糊狀鉛膏放入容器中，用2.5-3公斤的蒸汽壓力保溫3-3.5小時，然后放去壓力使糊狀鉛膏恢復至常態(tài)，保持2-5小時，制得加壓鉛膏；4)將步驟3)中得到的加壓鉛膏在100-105℃的烘干設備中進行烘干處理；5)將步驟4)中的干鉛膏放入尼龍球磨罐中，連續(xù)球磨3-4小時；6)將球磨完畢的粉料連同瑪瑙磨球一起倒入粉料盤中，在80℃下烘干，把烘干的粉料過篩，然后將粉料研磨，直至無較大團聚為止，至此，得到四堿式硫酸鉛。
【IPC分類】H01M10/54, C01G21/20
【公開號】CN105390763
【申請?zhí)枴緾N201510751250
【發(fā)明人】楊新明, 李超雄
【申請人】天能電池集團（安徽）有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月6日