廢舊鉛蓄電池的回收利用方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種廢舊鉛蓄電池的回收利用方法：廢舊鉛蓄電池經(jīng)切割、破碎分選，分出廢電解液、塑料、鉛釘鉛塊和鉛膏；廢電解液經(jīng)沉淀過濾制得濃硫酸；鉛釘鉛塊低溫熔化再根據(jù)需要向熔液中補(bǔ)加銻、錫以及硒制得鉛基合金；鉛膏直接在低溫下制備黃丹或紅丹，塑料則制成塑料粒。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種。
技術(shù)介紹
我國再生鉛行業(yè)，是在重視環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用政策要求的條件下逐步發(fā)展起來的。隨著我國汽車、通訊和化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)鉛的要求不斷提高，再生鉛行業(yè)已成為實(shí)現(xiàn)鉛金屬工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不可缺少的重要組成部分。同時(shí)鉛又是有害于環(huán)境和人體健康的金屬，各種鉛廢料若不加以回收，都會(huì)成為環(huán)境的污染源。尤其是廢蓄電池，只有充分回收利用，才能避免其中的鉛膏和硫酸污染環(huán)境。可見，為保護(hù)環(huán)境，保證鉛行工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，必須發(fā)展再生鉛行業(yè)，使鉛金屬進(jìn)入生產(chǎn)——消費(fèi)——再生的良性消費(fèi)，這是一個(gè)長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略問題。再生鉛原料主要來自廢舊鉛酸蓄電池。鉛蓄電池短期內(nèi)不可能被其他電池大規(guī)模代替。隨著先進(jìn)鉛酸蓄電池和超級(jí)電池等技術(shù)進(jìn)步，鉛酸混合動(dòng)力等新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用更具有明顯的成本優(yōu)勢。據(jù)統(tǒng)計(jì)(公安部信息中心公布的數(shù)據(jù))截止到2010年底，目前我國機(jī)動(dòng)車保有量已達(dá)1. 99億輛，其中汽車8500多萬輛，每年新增機(jī)動(dòng)車2000多萬輛，其中汽車每年以800 萬輛的速度在增長。我國目前電動(dòng)自行車保有量1.2億輛.而且每年以2000萬輛的規(guī)模在增長。汽車用鉛酸蓄電池正常使用壽命為兩到三年，電動(dòng)自行車鉛蓄電池的使用壽命更短。粗略計(jì)算下來，我國每年大約產(chǎn)生67萬噸的汽車用廢舊蓄電池和90萬噸的電動(dòng)車用廢舊鉛蓄電池。如果考慮摩托車、農(nóng)用車、通訊、船舶、UPS電源等行業(yè)的報(bào)廢數(shù)量，年報(bào)廢的蓄電池中總量會(huì)更多。相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前，我國年報(bào)廢的鉛酸蓄電池的總鉛量超過 150萬噸。2010年，我國的再生鉛產(chǎn)量130萬噸，占鉛總產(chǎn)量的32%。汽車業(yè)和電動(dòng)車業(yè)的繁榮或?qū)⒃斐勺?012年起鉛酸蓄電池的大批更換，中國電池工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長曹國慶預(yù)計(jì)到2015年，鉛酸蓄電池將達(dá)24000萬kVAh.，平均增長16. 7%，用鉛量將達(dá)到420萬一470萬噸。目前國內(nèi)國際上回收鉛的工藝為先將鉛蓄電池破碎分選，分離出塑料、鉛膏、鉛釘和鉛塊，鉛膏的主要成分為PbS04、PbO、PbO2,通過鉛膏的轉(zhuǎn)化工藝，使鉛膏中的PbSO4轉(zhuǎn)化為PbC03。PbCOJS論分解溫度為315°C，分解產(chǎn)物PbO。將轉(zhuǎn)化后的鉛膏和鉛釘鉛塊混合后在熔煉爐中加碳還原成金屬Pb，再用還原得到的鉛來生產(chǎn)其他產(chǎn)品。鉛膏中硫酸鉛的質(zhì)量含量達(dá)到40%-80%。目前將鉛膏中的PbSO4轉(zhuǎn)化為碳酸鉛的工藝為，碳酸鹽或酸式碳酸鹽將 PbS04轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，在轉(zhuǎn)化時(shí)，在碳酸鹽或酸式碳酸鹽中加入各種添加劑，但是其轉(zhuǎn)化率仍然只有85%-90%，這就導(dǎo)致在還原的時(shí)候，由于轉(zhuǎn)化后鉛膏中仍有少量PbSO4存在，所以一般的爐內(nèi)溫度仍然不能低于1000°C，一方面，還原生產(chǎn)過程中仍然需要加入大量金屬鐵屑才能還原PbSO4熱分解后生成的PbS ；另一方面，由于轉(zhuǎn)化后鉛膏中的大部分物料是PbC03、 PbO、PbO2,這部分物料在800°C時(shí)，已經(jīng)是熔融狀態(tài)，而塔內(nèi)溫度卻為1000°C以上，這必然造成熔煉能耗大、鉛揮發(fā)量大的局面，這部分揮發(fā)量不少于總金屬量的5%，在熔煉、加料、攪拌、及放料的過程中揮發(fā)的鉛以氣態(tài)形式全部散落在再生鉛企業(yè)周圍的空氣中，現(xiàn)有的罩式布袋集塵裝置很難收集，從而引起嚴(yán)重的鉛污染。給環(huán)境及工人的身體健康造成嚴(yán)重的傷害。因此這種工藝可以說是工序復(fù)雜，能耗高，且污染重。目前國內(nèi)再生鉛企業(yè)中通行的對(duì)電解液的回收方法是中和處理，廢硫酸進(jìn)入破碎機(jī)連同分選水一同中和、壓濾經(jīng)廢水凈化后再次進(jìn)入破碎分選系統(tǒng)。再生鉛企業(yè)在中和廢酸水時(shí)由于成本的制約，一般采取雙堿法，即石灰混合氫氧化鈉進(jìn)行處理，廢水中的硫酸鹽既含有硫酸鈣、硫酸鈉，同時(shí)還有硫酸鉛。這就導(dǎo)致硫酸鹽的成份復(fù)雜最終在廢水處理難度大，成本高。基于現(xiàn)有工藝的以上缺陷，尋找一種無鉛蒸汽污染、能耗低的，成了目前行業(yè)內(nèi)研究的新課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就在于提供一種環(huán)保、能耗低的。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案為一種其特征在于按照如下步驟來完成(1)、廢舊鉛蓄電池經(jīng)機(jī)械切割、破碎分選，分出廢電解液、塑料、鉛釘鉛塊和鉛膏；(2)、廢電解液經(jīng)沉淀過濾，濾渣與鉛膏混合，濾液采用汽液分離型非揮發(fā)性溶液濃縮法進(jìn)行處理得到濃硫酸；(3)、鉛釘鉛塊在300-400°C融化后，去除熔液上漂浮的雜質(zhì)，然后檢測熔液中銻以及錫的含量，再根據(jù)需要向熔液中補(bǔ)加銻、錫和硒制得鉛基合金；(4)、將分離出來的鉛膏粉碎至粒徑為160-200目；將粉碎后的鉛膏加入飽和NH4HC03溶液中，攪拌反應(yīng)l_2h，使得鉛膏中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，停止反應(yīng)；抽濾，濾餅用蒸餾水清洗至中性，得到濕品，然后將濕品放入烘箱中，在150°C條件下烘干，得到樣品；濾液中加入NH4HCO3至飽和后用于下一批鉛膏的處理；將樣品加熱至250-320°C，保溫1_1. 5h，使得二氧化鉛完全分解為氧化鉛，然后再將樣品加熱至320-450°C，保溫3-4h，將其中的碳酸鉛完全分解為氧化鉛，即得到黃丹；采用上述技術(shù)方案，首先，本專利技術(shù)不需要在碳酸鹽或酸式碳酸鹽中加任何的添加劑，通過對(duì)鉛膏粒徑的控制，碳酸氫銨溶液濃度以及反應(yīng)時(shí)間的控制使得轉(zhuǎn)化率能達(dá)到 99. 49%-99. 6%，鉛膏中的硫酸鉛完全轉(zhuǎn)化為碳酸鉛。其次，本專利技術(shù)將鉛釘鉛塊分開處理，不采用冶煉還原的方法回收鉛，而是直接在低溫條件下將鉛膏制備成黃丹，黃丹的分子式為 PbO，可用作顏料、冶金助溶劑、油漆催干劑、橡膠硫化促進(jìn)劑、殺蟲劑及鉛蓄電池等。由于反應(yīng)的溫度低，在反應(yīng)過程中幾乎沒有鉛蒸汽污染，能耗低，在整個(gè)制備過程中也沒有廢渣、 廢水廢氣的排放，對(duì)環(huán)境十分友好。再次，本專利技術(shù)將鉛釘鉛塊在低溫條件下熔化，去除雜質(zhì)， 然后加入銻、錫以及硒制成鉛基合金，直接用于鉛蓄電池的生產(chǎn)，工藝步驟簡單，加工過程用時(shí)短，能耗低，金屬利用率高，且由于是在低溫條件下熔化，因此幾乎也沒有鉛蒸汽的污染。最后，本專利技術(shù)將電解液回收制成濃硫酸利用，回收成本低，提高了資源利用率，并且還使得同分選水中酸含量很少，處理起來也比較容易，對(duì)環(huán)境十分友好。廢鉛蓄電池經(jīng)機(jī)械切割再破碎，還能有效避免雜質(zhì)進(jìn)入鉛膏，最終提高產(chǎn)品純度。上述反應(yīng)各步驟的方程式為 PbS04+2NH4HC03=PbC03+ (NH4) 2S04+C02+H20 2Pb02= 2Pb0 +O2PbCO3= Pb0+C02在上述技術(shù)方案中，將制得的黃丹加熱至450-500°C氧化得到紅丹。紅丹又名鉛丹、鉛紅，分子式Pb3O4，是紅橙色的結(jié)晶粉末，紅丹用作防銹劑，用它配成的漆，附著力很強(qiáng)，在大氣中有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。所以鋼鐵的橋梁、船只、機(jī)器管線都涂紅丹底漆。也用于蓄電池、玻璃、制鏡等。同樣這個(gè)過程中也沒有廢渣、廢水、廢氣的排放，沒有鉛蒸汽的污染。上述反應(yīng)的方程式為 6Pb0+02= 2Pb304在上述技術(shù)方案中，所述廢舊塑料經(jīng)破碎制成塑料粒。在上述技術(shù)方案中，所述步驟(4)中的濾液經(jīng)過4次反復(fù)利用后用于制備(NH4) 2so4，其制備工藝為(a)、向所述濾液中加入活性碳，在100°C下脫色30min，同時(shí)能將濾液中少量的NH4HCO3 除去，過濾；(b)、濾液在100°C、攪拌下進(jìn)行蒸餾，直到得到(NH4)2SO4過飽和溶液，攪拌速度為 300-400rpm ；(C)、停止加熱，調(diào)低攪拌速度，至溶液液面恰不出現(xiàn)薄膜為宜，待溶液中開本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種廢舊鉛蓄電池的回收利用方法，其特征在于，按照如下步驟來完成：（１）、廢舊鉛蓄電池經(jīng)機(jī)械切割、破碎分選，分出廢電解液、塑料、鉛釘鉛塊和鉛膏；（２）、廢電解液經(jīng)沉淀過濾，濾渣與鉛膏混合，濾液采用汽液分離型非揮發(fā)性溶液濃縮法進(jìn)行處理得到濃硫酸；（３）、鉛釘鉛塊在３００－４００℃熔化后，去除熔液上漂浮的雜質(zhì)，然后檢測熔液中銻以及錫的含量，再根據(jù)需要向熔液中補(bǔ)加銻、錫以及硒制得鉛基合金；（４）、將分離出來的鉛膏進(jìn)一步粉碎至粒徑為１６０－２００目；將粉碎后的鉛膏加入飽和ＮＨ４ＨＣＯ３溶液中，攪拌反應(yīng)１－２ｈ，使得鉛膏中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，停止反應(yīng)；抽濾，濾餅用蒸餾水清洗至中性，得到濕品，然后在１５０℃條件下烘干，得到樣品；濾液中加入ＮＨ４ＨＣＯ３至飽和后用于下一批鉛膏的處理；將樣品加熱至２５０－３２０℃，保溫１－１．５ｈ，使得二氧化鉛完全分解為氧化鉛，然后再將樣品加熱至３２０－４５０℃，保溫３－４ｈ，將其中的碳酸鉛完全分解為氧化鉛，即得到黃丹。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉悉承，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：銅梁縣誠信電極板廠，
類型：發(fā)明
國別省市：85