[發明專利]一種廢鉛酸蓄電池鉛膏中回收金屬鉛的方法和裝置

有效

• 申請號: 201010601277.1
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102031380A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 潘德安;張深根;李彬;田建軍;章端婷;蔣鈺輝
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C25C1/18
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

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技術領域

本發明屬于廢鉛酸蓄電池鉛膏回收處理，特別是涉及采用焙燒-醋酸體系循環浸出-電解回收金屬鉛的綠色回收廢鉛酸蓄電池鉛膏中鉛的方法和裝置。

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背景技術

我國是一個蓄電池使用大國，全國約有4000萬輛汽車，按每輛車用蓄電池含鉛30公斤，蓄電池使用壽命2年計算，每年需蓄電池鉛60萬噸。絕大多數電動自行車用的是鉛酸蓄電池，據統計，2009年，我國總計生產2300萬輛電動自行車，以每輛電動自行車用10千克鉛來做粗略估計，相當于使用了23萬噸鉛金屬。由于鉛酸電池的壽命平均在1~2年，因此電動車行業每年要報廢數百萬噸的鉛酸電池，同時也提供了源源不斷的鉛廢料。廢舊鉛酸蓄電池，因其具有較高的回收利用價值而成為循環經濟的熱點。然而如果廢舊鉛酸蓄電池處理、處置不當，很容易造成嚴重的環境污染，并威脅到人類健康。因此，對廢鉛酸蓄電池的回收利用，既是一個資源再生利用的節約能源問題，更是一個遏制廢鉛、硫酸污染環境的大事。

廢鉛酸蓄電池通常由以下4?部分組成：廢電解液11%~30%、鉛或鉛合金板柵24%~30%、鉛膏30%~40%、有機物22%~30%。其中板柵主要以鉛及合金為主可以獨立回收利用；有機物如聚丙烯塑料可作為副產品再生利用；鉛膏主要是極板上活性物質經過充放電使用后形成的料漿狀物質：PbSO₄?(約50%)?、PbO₂?(約28%)?、PbO(約9%)?、Pb?(約4%)?等,還可能含有少量Sb?(約0.5%)。由于鉛膏中含有大量硫酸鹽，而且存在不同價態的鉛的氧化物，因此，鉛膏的回收利用通常是廢舊鉛酸蓄電池回用需要著重研究的難點。

發達國家主要采用機械破碎分選和對含硫鉛膏進行脫硫等預處理技術，再分別采用火法、濕法、干濕聯合法工藝回收鉛及其他有價物質。鉛的回收率也由85%提高到了95%，其最先進的全濕法工藝除了保證較高的鉛回收率外，還實現了全過程清潔生產，消除了再生鉛生產過程中的全部污染隱患。而在我國，大部分再生鉛廠的回收生產工藝還基本停留在原始的火法階段，工藝落后、回收率低、二次污染嚴重、能耗大。中國發明專利200910089686（一種廢鉛酸蓄電池鉛膏回收鉛的方法），采用低溫焙燒-氯化浸出工藝回收鉛，工藝方法簡單。但鉛以氯化鉛形式回收，非單質鉛，產品應用范圍小、附加值低。同時需要經過兩次壓濾，壓濾條件要求嚴格，設備要求較高。本發明提出的方法及裝置，實現浸出-電解連續工藝，采用電解方法最終直接得到金屬鉛。

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發明內容

本發明的目的主要解決廢鉛酸蓄電池鉛膏中鉛的回收問題。該方法和裝置不僅能夠保證有效回收廢鉛酸蓄電池鉛膏中的鉛，而且該方法具有處理工藝和設備簡單、操作容易的特點，電解鉛的純度高，質量穩定，無二次污染。

本發明的方法一種廢鉛酸蓄電池鉛膏中回收金屬鉛的方法，包括如下步驟：

（1）將廢鉛酸電池鉛膏與鉛酸電池中廢硫酸混合后進行焙燒，焙燒溫度為150~280℃，焙燒時間2~4h；

（2）將焙燒砂置入攪拌釜中，并加入自來水至裝置的水位線，攪拌焙燒砂；

（3）加入醋酸鈣、醋酸、硝酸，并調節其濃度醋酸鈣濃度為100~200g/L，醋酸濃度為50~100g/L，硝酸濃度為50~100g/L；

（4）開啟溶液循環系統泵，浸出焙燒砂，并維持醋酸鉛濃度飽和；

（5）添加骨膠和β-萘酚，電解浸液，并調節其濃度骨膠濃度為0.1~2.5g/L，β-萘酚濃度為0.01~0.5g/L；電解溫度為20~50℃，陰極電流密度為0.5~5A/dm²，陰極回收金屬鉛，陽極回收二氧化鉛；

（6）殘渣經壓濾機壓濾得到脫鉛渣和濾液，濾液添加碳酸鈣后回收循環利用。

本發明的裝置，包括攪拌釜（1），壓濾機（2），溢流口（3），電解直流電源（4），電解槽（5），陰極鈦籃（6），耐蝕泵（7），加熱體（8），管道（9）；

所述壓濾機（2）置于攪拌釜（1）下方并連通，攪拌釜（1）中反應產生的殘渣進入壓濾機（2）壓濾；

所述攪拌釜（1）和電解槽（5）通過溢流口（3）及管道相連，并另有一管道（9）連通，管道（9）上安裝有耐蝕泵（7）使兩槽內溶液循環；

陰極鈦籃（6）置于電解槽（5）的陰極下方中，其上部鏤空，下部密實。

進一步的，所述技術方案中，所述溢流口（3）處有安裝有過濾裝置。

進一步的，所述加熱體（8）為電輔助加熱。