[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于研磨機(jī)制的鉛膏脫硫方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410513101.9
• 申請(qǐng)日: 2014-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104263944A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳光輝;王振云;范偉;彭德其;張俊豐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南江冶機(jī)電科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22B7/00
• 分類(lèi)號(hào): C22B7/00;C22B13/00;H01M10/54
• 代理公司: 湘潭市匯智專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢舊鉛酸蓄電池再生領(lǐng)域，具體涉及一種基于研磨機(jī)制的鉛膏脫硫方法。

背景技術(shù)

鉛酸蓄電池內(nèi)部主要組成成分包括：陽(yáng)極板(過(guò)氧化鉛PbO₂)、陰極板(海綿狀鉛Pb)、電解液(稀硫酸)。它是目前世界上廣泛使用的一種化學(xué)電源，具有電壓平穩(wěn)、安全可靠、價(jià)格低廉、適用范圍廣、原材料豐富等優(yōu)點(diǎn)，是世界上各類(lèi)電池中產(chǎn)量最大、用途最廣的一種電池。達(dá)到使用壽命后的鉛酸蓄電池中主要成分會(huì)轉(zhuǎn)化為：PbSO₄(50-60％)、PbO₂(30-35％)、PbO(10-15％)和Sb(0.2-0.7％)。其中含硫酸化合物的鉛膏(或硫酸)及鉛、銻、砷、鋅等重金屬物質(zhì)會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成不利的影響。所以開(kāi)展廢鉛酸電池的再生利用意義重大。

傳統(tǒng)火法廢鉛酸電池回收鉛工藝是將電池極板破碎與焦炭混合，然后直接在1350℃以上的高溫下焙燒，將硫酸鉛還原為金屬鉛。但是在整個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的SO₂、鉛塵等有毒有害煙氣，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破環(huán)。韓召等在專(zhuān)利“一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫方法”中提出將廢鉛酸蓄電池鉛膏和脫硫劑、助溶劑按一定比例混合，然后在100-1000℃的高溫中焙燒5-240min進(jìn)行脫硫。該方法的不足之處在于反應(yīng)需要較高的溫度，并且反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，后續(xù)處理也較為復(fù)雜。

我國(guó)廢鉛酸蓄電池鉛回收業(yè)的清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)(HJ510-2009)推薦采用清潔的生產(chǎn)工藝，該工藝的核心內(nèi)容為：在碳酸鈉作用下將鉛膏中硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛和硫酸鈉，反應(yīng)得到的混合物過(guò)濾后，固體進(jìn)入冶煉環(huán)節(jié)回收鉛，硫酸鈉溶液進(jìn)入凈化、結(jié)晶后得到硫酸鈉產(chǎn)品，該過(guò)程將含硫固體在進(jìn)入熱分解前即將硫從固體中轉(zhuǎn)移到液體中去，所以也稱(chēng)為鉛膏預(yù)脫硫。該法得到的碳酸鉛分解溫度很低，可以大大節(jié)省后續(xù)分解爐的能耗，同時(shí)，進(jìn)入熔煉爐的固體物料不含硫，產(chǎn)出的煙氣中也不含或含有很少的二氧化硫，該工藝有很好的節(jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益。脫硫反應(yīng)如下：

PbSO₄+Na₂CO₃→PbCO₃+Na₂SO₄

該反應(yīng)中K_spPbSO₄＝1.6*10^-8、K_spPbCO₃＝7.4*10^-14，兩者相差6個(gè)數(shù)量級(jí)，熱力學(xué)上很容易進(jìn)行。

在上述預(yù)脫硫過(guò)程中PbSO₄顆粒和Na₂CO₃溶液的反應(yīng)，生成的PbCO₃包裹在PbSO₄顆粒表面，必須及時(shí)將包裹PbSO₄外表面的PbCO₃外殼剝除，才能使PbSO₄暴露在Na₂CO₃溶液中，才能發(fā)生預(yù)脫硫反應(yīng)，為提高該反應(yīng)的效率。國(guó)內(nèi)外目前采用的均是帶攪拌功能的釜式反應(yīng)器，該設(shè)備通過(guò)攪拌產(chǎn)生的水力剪切作用實(shí)現(xiàn)硫酸鉛顆粒表面的更新，能力有限，反應(yīng)慢，脫硫效果不穩(wěn)定。高金菊在專(zhuān)利“一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫轉(zhuǎn)化方法”中提到將電池破碎后產(chǎn)生的鉛膏漿液烘干，然后在研磨機(jī)內(nèi)研磨10-30min，將鉛膏顆粒研磨至50-300μm后再進(jìn)行后續(xù)脫硫，該方法是對(duì)脫硫反應(yīng)前的鉛膏原料進(jìn)行研磨以減小鉛膏內(nèi)固體物質(zhì)的粒徑，其本質(zhì)是增大接觸面積，實(shí)際上，預(yù)脫硫反應(yīng)過(guò)程中的表現(xiàn)更新才是過(guò)程的關(guān)鍵，減小鉛膏原始物料的粒徑對(duì)脫硫反應(yīng)進(jìn)程促進(jìn)有限。楊正群等在專(zhuān)利“一種廢鉛酸蓄電池鉛膏脫硫方法”中提出用氨水或含氨基物質(zhì)的溶液在連續(xù)攪拌作用下，經(jīng)固液分離進(jìn)行鉛膏脫硫。該方法并未對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行有效的強(qiáng)化，同時(shí)采用了容易揮發(fā)的氨水，在使用過(guò)程中會(huì)對(duì)生產(chǎn)和環(huán)境造成一定二次污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有鉛膏脫硫技術(shù)中存在的各種問(wèn)題而提供一種高效節(jié)能、環(huán)境友好的廢鉛酸蓄電池脫硫方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于研磨機(jī)制的鉛膏脫硫方法，具體步驟如下：

(1)制備鉛膏漿液：鉛酸廢電池經(jīng)破碎之后分離出其中的鉛柵和塑料片，將產(chǎn)生的鉛泥引入攪拌罐中，將鉛膏漿液的濃度調(diào)配至鉛膏的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-90％；