[發明專利]一種廢鉛膏中二氧化鉛的還原方法在審
| 申請號： | 201610002746.5 | 申請日： | 2016-01-06 |
| 公開（公告）號： | CN105441686A | 公開（公告）日： | 2016-03-30 |
| 發明（設計）人： | 張俊豐;周文芳;曹靖;黃妍 | 申請（專利權）人： | 湘潭大學 |
| 主分類號： | C22B7/00 | 分類號： | C22B7/00;C22B13/00 |
| 代理公司： | 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108 | 代理人： | 冷玉萍 |
| 地址： | 411105 湖*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 廢鉛膏中 二氧化鉛 還原 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種廢鉛膏中二氧化鉛的還原方法，屬于對廢舊鉛蓄電池中的二氧化鉛進行回收利用的資源循環領域。
背景技術
從1859年至今，鉛蓄電池的使用已經有150多年的歷史，技術十分成熟，是全球使用最廣泛的化學電源。全球汽車數量的大幅度增長，帶動鉛蓄電池產業迅猛發展，由于腐蝕、鈍化等原因，鉛蓄電池在使用一定年限后就不能再用，所以每年廢棄的鉛蓄電池的量也隨著鉛蓄電池用量的增加而增加。如果不能及時有效地處理好這些廢棄鉛蓄電池，里面的含鉛物質，會對環境造成嚴重的污染。因此，國內外對于廢舊鉛蓄電池的回收利用問題都十分重視。廢舊鉛蓄電池的有效回收利用，也成為各國學者的研究熱點。
鉛蓄廢電池主要由鉛膏、有機物、鉛或鉛合金板珊和廢電解液組成。其中，鉛膏中含有Pb、PbSO4、PbO2、PbO和少量雜質組成，成分復雜，造成回收利用困難。其中PbO2約含30%，對鉛膏處理時需要將PbO2轉化為二價的鉛（氧化鉛或者硫酸鉛）再進行資源化利用。
目前，二氧化鉛的還原方法主要分為火法和濕法兩個方面。火法包括煅燒分解還原、PbO2還原焙燒和炭粉焙燒還原三種典型工藝。均對溫度和反應條件要求較高，否則容易造成環境污染。濕法還原主要有：氯鹽法、雙氧水法、亞硫酸鹽還原法、Fe2+還原法、硫代硫酸鈉還原法等。氯鹽法在反應的過程中產生氯氣，造成對環境的二次污染；雙氧水和硫代硫酸鈉的性質不穩定，反應過程中易分解，耗量大；亞硫酸鹽的還原效果不好，還原率不夠高，影響鉛的回收率；Fe2+還原法還原劑的價格較貴，增加了還原成本。
目前鉛膏中PbO2還原的主要研究方向是濕法處理，各方法的差異主要體現在還原劑種類的選擇和還原后溶液的后續處理上，這些方法各有優劣，但成本都居高不下，在一定程度上制約了工業應用。本發明提出了一種只消耗石灰或者石灰石和硫酸的鉛膏PbO2的還原方法，還原效果好，運行成本低廉。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足和缺陷，提供一種廢鉛膏中二氧化鉛的還原方法。
本發明實現上述目的的技術方案為：
一種廢鉛膏中二氧化鉛的還原方法，包括如下步驟：
（1）PbO2的還原反應
在廢舊鉛膏中加入亞硫酸氫鈉和硫酸進行還原反應，將廢舊鉛膏中的PbO2轉化為硫酸鉛，亞硫酸氫鈉轉化為硫酸鈉，得到還原后的混合液，所涉及的反應如下：
PbO2+NaHSO3=PbSO4+NaOH
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
（2）亞硫酸鈉再生反應
對還原后的混合液進行固液分離，濾渣進行后續的鉛資源回收，濾液中加入亞硫酸氫鈣懸浮液，實現亞硫酸氫鈉的再生，所涉及的反應如下：
Ca(HSO3)2+Na2SO4=CaSO4+2NaHSO3
進一步地，所述的廢舊鉛膏通過對廢舊鉛酸蓄電池進行分離、破碎、篩選得到。
進一步地，所述的還原反應，反應溫度為20℃~30℃，攪拌速度為500~700rpm，反應時間為60~90min。
進一步地，步驟（1）中，亞硫酸鈉與廢舊鉛膏中的PbO2物質的量之比為1.5~2：1；硫酸與廢舊鉛膏中的PbO2物質的量之比為1~1.2：1。
進一步地，步驟（2）中，亞硫酸氫鈣與步驟（1）中所加硫酸物質的量之比為1~1.5：1。
進一步地，所述硫酸的質量分數為10%~15%。
進一步地，所述的亞硫酸氫鈣懸浮液是通過在氫氧化鈣或碳酸鈣懸浮液中通入二氧化硫制備得到，所述的二氧化硫與氫氧化鈣或者碳酸鈣的物質的量之比為2~4：1；所涉及的反應為：
Ca(OH)2+2SO2=Ca(HSO3)2
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