[發明專利]一種廢鉛蓄電池鉛膏回收工藝

在審

• 申請號: 201810536699.1
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108539315A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 丘克強;劉甜甜
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B7/00;C22B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種廢鉛蓄電池鉛膏回收的新工藝。在廢鉛蓄電池的回收處理工藝中，鉛膏的處理是重點和難點。為了克服現有工藝普遍存在原料消耗多、流程長、成本高和污染嚴重等問題，創建以原子經濟反應為核心的新工藝，本發明首創了鉛膏真空再生耦合Pb?Sb粗合金分離銻技術，不但實現鉛膏的回收，也同時實現Pb?Sb粗合金分離。以分析純PbCO₃模擬脫硫鉛膏的實驗表明，當反應溫度為810℃、反應時間為50min、PbCO₃與鉛銻粗合金質量之比為1.50以及體系壓力為30Pa時，鉛?銻粗合金的銻含量從46％降到0.42％，同時鉛的直收率為99.45％。本工藝具有能耗低、成本低、收率高和環保等優點。

技術領域

本發明屬于廢電池回收領域，特別涉及一種廢鉛蓄電池資源循環回收的新工藝。

背景技術

再生鉛生產是實現鉛工業可持續發展中不可缺少的重要組成部分，其原料90％來自廢鉛蓄電池。目前，鉛蓄電池是世界上各類電池中產量最大、用途最廣的電池。隨著交通、通訊和能源等行業的蓬勃發展，其需求市場將不斷壯大。鉛蓄電池的產量越多，報廢的數量也就越多。因此，研發環保的廢鉛蓄電池回收技術具有重要的意義。

鉛膏實質是氧化物(如PbO、PbO₂)和硫酸鹽(PbSO₄)，是廢鉛蓄電池資源再生的重點和難點。

根據廢鉛蓄電池鉛膏的特點，火法生產可用反射爐、鼓風爐、電爐和短回轉窯等傳統冶金設備處理，也可用基夫賽特法、奧斯麥特法、艾薩法和QSL法等直接煉鉛的方法處理。由于廢鉛蓄電池的化學組成和賦存狀態都較簡單，且金屬品位高，因而還可用濕法或濕法-火法的聯合流程處理。

反射爐熔煉為周期性間斷作業，在1200℃以上的高溫下進行熔煉。該法對爐料的適應性強，結構簡單，投資小，但操作條件差，勞動強度大，污染嚴重，爐子使用壽命短，生產率和熱效率低。

美國RSR公司采用反射爐-鼓風爐聯合流程處理廢鉛蓄電池。此工藝主要包括兩次反射爐熔煉造渣及鼓風爐煉渣兩部分，整個過程中產生了尾氣和棄渣。這種方法雖然金屬的總回收率高，但流程長，渣量大，并且有大量廢氣排放，對環境造成污染。

電爐熔煉同反射爐、鼓風爐一樣，主要進行還原、造锍與造渣反應。電爐所需要的熱量主要是通過輸入的電能轉化而來，故其耗電嚴重，只適用于電能充足，電費低的地區使用。

德國Hard、Harz和Braubach等廠采用短回轉窯處理經廢鉛蓄電池破碎后的板柵和鉛膏，包括一段熔煉和二段熔煉兩個過程，實際上是一種半連續操作。短窯熔煉對原料的適應性強，傳熱傳質效率較高，但產生的渣量大，生產率不高，爐襯的壽命短。

奧斯麥特法處理廢鉛蓄電池可分段熔煉出軟鉛和鉛銻合金，渣含鉛量低，生產率高，但噴槍易磨碎，壽命較短。

為消除火法產生鉛煙危害，國內外研究者還進行了全濕法工藝研究。

例如，美國RSR公司開發了一種電解沉積工藝：鉛膏用(NH₄)₂CO₃或堿金屬碳酸鹽作脫硫劑，并通入SO₂在溶液中進行脫硫還原轉化。經轉化處理的鉛膏在H₂SiF₆或HBF₄溶液中浸出，制成電解液。用PbO₂-Ti作陽極，不銹鋼作陰極進行電解，金屬鉛在陰極析出。該法流程過長，處理量少，同時產生廢液造成環境污染。

英國劍橋大學KUMAR等提出了一種利用檸檬酸濕法處理廢鉛酸蓄電池鉛膏的新工藝，以檸檬酸三鈉作為脫硫劑，實現鉛膏中含鉛化合物的脫硫轉化。脫硫轉化得到的檸檬酸鉛，經過低溫焙燒(300～500℃))，即可得到主要成分為 PbO及Pb的粉體。該方法的缺點在于鉛回收率因轉化過程多而略低，焙燒所得 PbO夾雜有BaSO₄，不能滿足正極鉛膏的需要，加上處理過程中檸檬酸和過氧化氫等原料消耗較多，使得回收鉛成本較高。