[發明專利]PbO、PbSO4、PbO2混合物的分離方法

有效

• 申請號: 201510731341.0
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN105197987A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 許文林;聶文;王雅瓊;張濤;呂佳樂;張小興
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C01G21/20
• 分類號: C01G21/20;C01G21/06;C01G21/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明涉及一種廢鉛蓄電池鉛回收利用的工藝方法，具體是以廢鉛蓄電池的含鉛物料經過物理分離方法處理得到的含PbO、PbSO₄、PbO₂混合物的鉛膏為原料，采用酸浸溶解、浸取溶解、分離精制、固-液分離耦合技術，實現PbO、PbSO₄、PbO₂混合物的分離。

屬于三廢處理及資源化利用技術領域，尤其是廢鉛蓄電池綜合利用技術領域；也屬于化工分離技術領域；也屬于無機材料的制備技術領域。

背景技術

1.廢鉛蓄電池的鉛資源化回收利用

1.1鉛蓄電池

鉛蓄電池的主要部件是正極板、負極板、電解液、隔膜或隔板、電池槽，此外，還有一些零件如端子、連接條、排氣栓等。鉛蓄電池具有結構簡單、使用方便、性能可靠、價格低等優點，一直是化學電源中產量大、應用范圍廣的產品。隨著新材料和新技術的研發和應用，鉛蓄電池的各項性能有了大幅度提高，鉛蓄電池在一些特殊應用領域的優勢更加顯現，作為電動助力車、特種電動車、新型汽車電源，近階段仍是主流電源。

1.2廢鉛蓄電池

鉛蓄電池在使用過程中，經過長期的充放電過程，容量下降到很低或板柵腐蝕嚴重難以修復時，鉛蓄電池將無法正常進行充放電工作，從而產生廢鉛蓄電池。由于鉛蓄電池使用不當導致損壞，也會產生廢鉛蓄電池。

鉛蓄電池常見的報廢原因有極板的硫酸鹽化、板柵腐蝕、極板上活性物質軟化脫落等。其中極板的硫酸鹽化是在極板上生成白色堅硬的硫酸鉛晶體斑點，充電時又非常難以轉化為活性物質，達不到正常充電的目的，鉛蓄電池的硫酸鹽化是最常見的報廢原因。

1.3廢鉛蓄電池鉛資源化回收利用的重要性

廢鉛蓄電池的結構與組成與鉛蓄電池基本相同。作為構成鉛蓄電池的主要構成材料—鉛，是常用的金屬之一，其產量在鐵、銅、鋁、鋅金屬后，位居第5位。目前，約70％的鉛用于制備鉛蓄電池，而鉛膏實際上是蓄電池中的涂膏經化成和使用后形成的PbO、PbSO₄、PbO₂等成分的混合物，其組成和含量取決于廢鉛蓄電池的循環次數和壽命長短。

因此，從廢鉛蓄電池中回收利用鉛是極其重要的鉛來源。充分合理地利用廢鉛蓄電池的鉛資源，不僅可以緩解鉛資源日益銳減的局面，同時也可以降低制備成本，減少環境污染。所以，實現廢鉛蓄電池的鉛的回收利用，不但具有可持續發展的戰略意義，而且具有重要的經濟和社會價值。

2.現有鉛資源化回收利用的工藝與技術

廢鉛蓄電池經過分選和預處理后得到的鉛膏是最重要的含鉛化合物，鉛膏中主要成分大致為：45％-65％PbSO₄，10％-30％PbO，10％-20％PbO₂和2％-3％金屬鉛的混合物，其中鉛膏中PbSO₄含量達到50％以上。

從廢鉛蓄電池回收鉛的工藝和技術主要是鉛膏的處理和利用問題，即鉛膏中含鉛化合物的處理方法，目前主要有：火法、濕法、火法-濕法耦合處理方法等。現有鉛資源化回收利用的工藝與技術分別論述如下：

2.1火法熔煉鉛回收技術

2.1.1直接火法熔煉鉛回收技術

直接火法鉛熔煉回收技術主要工藝路線是：直接以廢鉛蓄電池經過分選和預處理后得到的PbO、PbSO₄、PbO₂混合物為原料，經過熱處理得到金屬鉛和鉛氧化物。因為PbSO₄熔點高，達到完全分解的溫度要在1000℃以上，通常以燃氣、燃油、煙煤等為燃料，在高溫熔煉爐中，在1260℃-1316℃的煉爐溫度下，熔煉得到金屬鉛。

直接火法鉛熔煉回收工藝的優點是操作單元少。缺點是因熔煉溫度高，離爐煙氣溫度達1300℃左右，過程能耗大；高溫下造成大量的鉛揮發損失并形成污染性的鉛塵；熔煉過程中產生的SO₂濃度高，污染嚴重；SO₂尾氣污染環境。同時金屬回收率一般只有80％-85％，渣的含鉛量達10％以上。廢鉛蓄電池再生過程中的不合理處置也會產生對環境的二次污染，以及造成綜合利用水平的低下等資源浪費現象。

2.1.2改良的火法鉛回收技術