[發明專利]一種在低溫熔鹽中淀粉還原氧化鉛的方法

在審

• 申請號: 201810770645.1
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108796241A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 劉偉鋒;唐攢浪;劉亮強;謝博毅;陳霖;張杜超;楊天足
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B13/02
• 分類號: C22B13/02;C22B5/02;C22B7/00
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一種在低溫熔鹽中淀粉還原氧化鉛的方法，氧化鉛與淀粉混合制粒并烘干后在低溫熔鹽中還原熔煉產出金屬鉛，本發明的實質是在低溫熔鹽中用淀粉還原氧化鉛，大幅度降低了還原熔煉的能耗，還原熔煉溫度降低至600～750℃；同時將氧化鉛與淀粉混合制粒并烘干后加入低溫熔鹽，有效防止了淀粉的燃燒損失，大幅度提高了淀粉的利用效率。

技術領域

本發明涉及有色冶金領域中鉛冶金過程，特別是在低溫熔鹽中還原氧化鉛的火法冶金方法。

背景技術

鉛是銀白色重有色金屬，基于特殊的物理化學性質，鉛主要被用于制造合金，其中鉛酸蓄電池是最主要的消費領域，其占全球總鉛消耗量的80.0%以上。我國是世界上最大的鉛酸蓄電池制造國、消費國和出口國，鉛酸蓄電池的大量使用勢必會產生相當數量的廢鉛酸蓄電池，使得廢舊鉛酸蓄電池已經變成最重要的鉛再生資源（代少振等.廢鉛酸蓄電池回收技術現狀[J].世界有色金屬, 2015, 9, 15-17.）。根據國家統計局和中國有色金屬工業協會數據，2014年中國精煉鉛產量達到421.8萬噸，其中再生鉛產量為160.0萬噸，占全年鉛產量的37.9%，并有進一步增加的趨勢。

廢鉛酸蓄電池的回收利用過程通常是先拆解后再分別回收（高倩等. 廢舊鉛酸蓄電池破碎分選系統研究與探討[J].蓄電池, 2013, 50(1), 3-7），拆解產物有四種，一是廢電解液，成分為硫酸溶液，通常送廢水處理；二是板柵，主要成分為鉛銻合金，通常重新熔鑄成合金；三是塑料，通常返回塑料廠家重新利用；四是廢鉛膏，主要成分為硫酸鉛和鉛氧化物，通常用于煉鉛原料，這四種產物的重量分別占蓄電池總重量的10-20%、20-30%、10-15%和35-50%。廢鉛膏的成分由于電池生產廠家不同和報廢程度差異，各組分含量有所波動，分別為PbSO₄(40-60%)、PbO₂(25-35%)、PbO(5-10%)和Pb(1-5%)及少量Sb(0.5%)。由于廢鉛膏中含有大量的硫酸鉛和鉛多種價態氧化物，處理難度大，使其成為廢鉛酸蓄電池回收利用的瓶頸。

廢鉛膏處理分為火法工藝和濕法工藝，這兩種工藝通常都是以陰極鉛為目標產物，各有利弊，其中火法工藝獲得了廣泛應用。而近些年材料冶金思路被提出，即繞開廢鉛膏制備陰極鉛的過程，直接用廢鉛膏制備鉛酸蓄電池用的鉛粉，研究仍處于研究階段。

火法工藝是廢鉛膏經過還原熔煉得到粗鉛，然后電解精煉產出陰極鉛，有單獨熔煉和混合熔煉兩類。（李衛鋒等.廢鉛酸蓄電池前再生技術現狀及進展[J].中國有色冶金,2011, (6): 53-57.），單獨熔煉法是指廢鉛膏直接在反射爐、鼓風爐、短窯、底吹爐和側吹爐等熔煉爐中還原熔煉，熔煉煙氣經過淋洗后排放，具有流程短的優點并獲得廣泛應用，但存在熔煉能耗高、高溫鉛粉塵危害和煙氣污染治理難度大等缺點，普遍認為這是由于廢鉛膏中硫酸鉛的存在引起的。為了消除硫酸鉛的不良影響，研究人員提出間接單獨熔煉方法，即廢鉛膏首先經過預處理以脫除硫酸根，然后脫硫產物再用焦炭或粉煤還原熔煉產出粗鉛，預處理過程雖然有效地改善了后續熔煉過程，但是存在的脫硫不徹底和生產成本高等缺點往往限制了間接單獨熔煉方法的推廣。混合熔煉方法是將廢鉛膏與鉛精礦搭配后熔煉，利用鉛精礦的化學反應熱，使兩者同步熔煉產出粗鉛。該方法在原生鉛冶煉廠獲得了廣泛應用，表面上解決了廢鉛膏熔煉過程對溫度和尾氣治理的要求，但是將雜質含量低的高品位鉛膏與鉛精礦混合熔煉，產出的粗鉛質量差，增加了提純的難度。故混合熔煉過工藝只是巧妙地將問題隱藏了起來。