[發明專利]一種廢鉛膏兩段機械強化脫硫的方法和裝置

在審

• 申請號: 202111521506.3
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114317947A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 潘德安;趙麗娟;譚哲;張曉光;王維
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22B1/11
• 分類號: C22B1/11;C22B7/00;C22B13/00;C01G21/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明涉及一種廢鉛膏兩段機械強化脫硫的方法和裝置，方法主要包括非硫鉛組分脫除、一級脫硫、蒸發結晶、二級脫硫、洗滌等步驟。本發明還公開了專用于本方法的裝置，該裝置核心組成部分為一級脫硫反應器、二級脫硫反應器、漿液循環部分、產物高效收集部分。與現有技術相比，減少了鉛膏脫硫過程中存在的產物層包覆、反應不徹底的問題，解決鉛膏脫硫過程中脫硫反應時間長、固液比低等問題。同時，本發明集成了鉛膏漿液的分級研磨脫硫、產物的高效收集和脫硫液的循環再使用等模塊，進一步提高了脫硫效率，降低了脫硫成本。本發明具有清潔高效、節能減排顯著等特點。

技術領域

本發明屬于廢鉛蓄電池鉛膏處置技術領域，特別涉及廢鉛膏機械強化脫硫的裝置和方法。

背景技術

鉛蓄電池具有工作電壓平穩、使用電流范圍寬、安全性高等特點，被廣泛應用于汽車、電動自行車和儲能行業。鉛膏是廢鉛蓄電池中含鉛量最高的部分之一，鉛膏的成分大致為:PbSO₄ 46％～55％，PbO₂ 28％～35％，PbO 9％～12％，Pb 3％～4％，其他成分2％～3％，蘊含鉛資源豐富，因此將鉛膏進行資源化回收處理具有重要意義。

脫硫預處理-低溫熔煉是目前國內鉛膏回收的主流工藝，該方法主要是將鉛膏中的硫酸鉛在碳酸鹽等脫硫劑的作用下轉化為低熔點的碳酸鉛，然后再將碳酸鉛進行低溫冶煉，該工藝避免了直接火法熔煉工藝所帶來的二氧化硫等污染氣體排放問題，同時也能夠降低能耗。但使用碳酸鹽脫硫劑對廢鉛膏進行脫硫時，脫硫反應過程中產生的碳酸鉛會包覆在硫酸鉛顆粒表面，阻礙脫硫劑與硫酸鉛的進一步接觸與反應。專利CN105420489A公開了一種基于節流自碰撞的鉛膏脫硫方法，能夠有效促進鉛膏脫硫產物從鉛膏顆粒表面脫落，從而促進鉛膏脫硫，但該方法固液比較小，因此不利于脫硫副產物的回收，回收過程能耗高；專利CN 211999850 U公開了一種用于廢舊鉛酸蓄電池鉛膏強制脫硫的裝置，能夠有效提高鉛膏的脫硫率，但由于鉛膏漿液只在單一脫硫器內循環脫硫，因此對鉛膏脫硫的強化作用有待進一步提高；專利CN 206607282 U公開了一種鉛膏強制脫硫的設備，能夠較大程度地加強鉛膏顆粒的碰撞，促進鉛膏表面產物層的剝落，能夠有效促進脫硫反應的進行，但該設備未設置鉛膏漿液的循環系統，因此缺少脫硫后漿液的回用，造成一定的資源浪費，不夠綠色；專利CN111172402A公開了一種線路板冶煉煙灰機械強化浸出的脫溴方法和裝置，該方法利用磨浸一體化裝置的機械強化作用，實現在高固液比下進行煙灰的高效脫溴，具有用時短、轉化率高的特點。

本發明提出了一種廢鉛膏兩段機械強化脫硫的方法和裝置，利用機械強化作用促進鉛膏脫硫反應過程中產物殼層的研磨剝離，暴露出硫酸鉛新鮮表面，促進脫硫劑與硫酸鉛的接觸與反應，在實現鉛膏快速高效脫硫的同時，既能提高固液比，又能分段回收脫硫產物硫酸銨與碳酸鉛，并且該方法能夠得到硫酸銨近飽和溶液，從而能夠降低硫酸銨蒸發結晶成本，具有良好的環境效益和經濟效益。

發明內容

本發明的目的主要是解決廢舊鉛蓄電池鉛膏的高固液比高效脫硫問題，并對脫硫產物進行分段回收，降低回收能耗，同時脫硫過程中產生的漿液循環使用，具有清潔高效、節能減排的特點。

所述的一種廢鉛膏兩段機械強化脫硫的方法，包括如下步驟：

(1)非硫鉛組分脫除：將廢鉛膏加入到甲基磺酸溶液或者氟硅酸溶液中，進行鉛、氧化鉛和二氧化鉛等非硫鉛組分的脫除，得到脫除渣和含鉛液，含鉛液送回收金屬鉛工序；

(2)一級脫硫：將步驟(1)得到的脫除渣與一次碳酸銨溶液混合，進行一級脫硫，脫硫完成后進行固液分離得到一級脫硫液和一次脫硫渣；

(3)二級脫硫：將步驟(2)得到的一次脫硫渣與二次碳酸銨溶液混合，進行二級脫硫，脫硫完成后進行固液分離得到二級脫硫液和二次脫硫渣，二級脫硫液返回步驟(2)進行一次脫硫；

(4)洗滌：將步驟(3)得到的二次脫硫渣進行洗滌，固液分離后得到碳酸鉛和洗水，洗水返回步驟(3)進行二次脫硫；