一种基于研磨机制的铅膏脱硫方法技术

本发明专利技术公开了一种基于研磨机制的铅膏脱硫方法，属于废旧铅酸蓄电池再生领域。该方法为将铅膏浆液与脱硫剂在具备研磨功能的反应器中将硫酸铅转化为碳酸铅等不含硫的铅沉淀物的过程，使铅膏固体中含硫量下降。本方法不但对铅膏浆液与脱硫剂进行搅拌，同时在研磨脱硫装置作用下进行脱硫反应，搅拌作用可以使二者充分接触，研磨作用能够使得硫酸铅表面及时得到更新，使铅膏中的硫酸铅及时与脱硫剂作用，反应迅速、终点物料含硫率低，明显提高了脱硫效率，脱硫率达到90％以上，同时也提高了系统的生产能力；本方法脱硫反应快、脱硫效果好，运行稳定。

【技术实现步骤摘要】
—种基于研磨机制的铅膏脱硫方法
本专利技术属于废旧铅酸蓄电池再生领域，具体涉及。
技术介绍
铅酸蓄电池内部主要组成成分包括:阳极板(过氧化铅PbO2)、阴极板(海绵状铅Pb)、电解液(稀硫酸)。它是目前世界上广泛使用的一种化学电源，具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富等优点，是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池。达到使用寿命后的铅酸蓄电池中主要成分会转化为=PbSO4(50-60% )、PbO2 (30-35% )、PbO (10-15% )和Sb (0.2-0.7% )0其中含硫酸化合物的铅膏(或硫酸)及铅、锑、砷、锌等重金属物质会对环境和人体健康造成不利的影响。所以开展废铅酸电池的再生利用意义重大。 传统火法废铅酸电池回收铅工艺是将电池极板破碎与焦炭混合，然后直接在1350°C以上的高温下焙烧，将硫酸铅还原为金属铅。但是在整个过程中会产生的SO2、铅尘等有毒有害烟气，对生态环境造成严重的破环。韩召等在专利“一种废铅酸蓄电池铅膏脱硫方法”中提出将废铅酸蓄电池铅膏和脱硫剂、助溶剂按一定比例混合，然后在100-1000°C的高温中焙烧5-240min进行脱硫。该方法的不足之处在于反应需要较高的温度，并且反应时间较长，后续处理也较为复杂。 我国废铅酸蓄电池铅回收业的清洁生产标准(HJ510-2009)推荐采用清洁的生产工艺，该工艺的核心内容为:在碳酸钠作用下将铅膏中硫酸铅转化为碳酸铅和硫酸钠，反应得到的混合物过滤后，固体进入冶炼环节回收铅，硫酸钠溶液进入净化、结晶后得到硫酸钠产品，该过程将含硫固体在进入热分解前即将硫从固体中转移到液体中去，所以也称为铅膏预脱硫。该法得到的碳酸铅分解温度很低，可以大大节省后续分解炉的能耗，同时，进入熔炼炉的固体物料不含硫，产出的烟气中也不含或含有很少的二氧化硫，该工艺有很好的节能效益和经济效益。脱硫反应如下: PbS04+Na2C03 — PbC03+Na2S04 该反应中KspPbSO4 = 1.6* I O—8、KspPbCO3 = 7.4*10_14，两者相差6个数量级，热力学上很容易进行。 在上述预脱硫过程中PbSO4颗粒和Na2CO3溶液的反应，生成的PbCO3包裹在PbSO4颗粒表面，必须及时将包裹PbSO4外表面的PbCO3外壳剥除，才能使PbSO4暴露在Na2CO3溶液中，才能发生预脱硫反应，为提高该反应的效率。国内外目前采用的均是带搅拌功能的釜式反应器，该设备通过搅拌产生的水力剪切作用实现硫酸铅颗粒表面的更新，能力有限，反应慢，脱硫效果不稳定。高金菊在专利“一种废铅酸蓄电池铅膏脱硫转化方法”中提到将电池破碎后产生的铅膏浆液烘干，然后在研磨机内研磨10-30min，将铅膏颗粒研磨至50-300 μ m后再进行后续脱硫，该方法是对脱硫反应前的铅膏原料进行研磨以减小铅膏内固体物质的粒径，其本质是增大接触面积，实际上，预脱硫反应过程中的表现更新才是过程的关键，减小铅膏原始物料的粒径对脱硫反应进程促进有限。杨正群等在专利“一种废铅酸蓄电池铅膏脱硫方法”中提出用氨水或含氨基物质的溶液在连续搅拌作用下，经固液分离进行铅膏脱硫。该方法并未对反应过程进行有效的强化，同时采用了容易挥发的氨水，在使用过程中会对生产和环境造成一定二次污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有铅膏脱硫技术中存在的各种问题而提供一种高效节能、环境友好的废铅酸蓄电池脱硫方法。 本专利技术的技术方案为: ，具体步骤如下: (I)制备铅膏浆液:铅酸废电池经破碎之后分离出其中的铅栅和塑料片，将产生的铅泥引入搅拌罐中，将铅膏浆液的浓度调配至铅膏的质量分数为10-90% ； (2)加入脱硫剂:将纯碱、烧碱、草酸钠、碳酸铵或碳酸氢铵中的一种或几种脱硫剂以粉末或者溶液形式加入搅拌罐，脱硫剂与铅膏浆液中的PbSO4的物质的量之比为1-1.5:1 ； (3)研磨脱硫:将铅膏浆液与脱硫剂在搅拌罐中充分搅拌，同时将搅拌罐内的浆液泵出流经研磨脱硫装置进行脱硫反应，浆液在搅拌罐与研磨脱硫装置之间循环，脱硫反应10-60min，温度控制在20_80°C ； (4)后续处理:脱硫后的浆液经压滤机压滤得到的滤饼进入熔炼环节，得到的硫Ife纳、硫Ife按溶液净化后结晶得到硫Ife纳、硫Ife按广品。 上述的基于研磨机制的铅膏脱硫方法，所述的脱硫剂还可为其它能够与PbSO4发生沉淀置换反应的化学物质。 本专利技术的有益效果在于: (I)本专利技术不但对铅膏浆液与脱硫剂进行搅拌，同时在研磨脱硫装置作用下进行脱硫反应，搅拌作用可以使二者充分接触，研磨作用能够使得硫酸铅表面及时得到更新，使铅膏中的硫酸铅及时与脱硫剂作用，反应迅速、终点物料含硫率低，明显提高了脱硫效率，脱硫率达到90%以上，同时也提闻了系统的生广能力； (2)本专利技术的操作简单，工艺稳定，能耗和成本都较低，不需要高温，不会产生二次污染，属于环保型工艺，有广阔的应用前景。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术并不限于此。 实施例1 首先将铅酸蓄电池破碎分离后所得的铅膏浆液泵入脱硫搅拌罐，铅膏初始含硫量为5.6%，控制浆液比重1.8t/m3，泵入量为15m3，然后按Na2CO3与PbSO4的摩尔比为1.1:1添加Na2CO3粉末，控制搅拌罐中浆液温度为50°C，在搅拌的同时，将脱硫搅拌罐内的浆液泵出流经研磨脱硫装置，浆液在搅拌罐与研磨脱硫装置之间循环。 经此脱硫工艺脱硫40min，脱硫后铅骨含硫率为0.23 %,脱硫率为95.9%。 实施例2 首先将铅酸蓄电池破碎分离后所得的铅膏浆液泵入脱硫搅拌罐，铅膏初始含硫量为5.2%，控制浆液比重1.6t/m3，泵入量为15m3，然后按Na2CO3与PbSO4的摩尔比为1.1:1添加Na2CO3粉末，控制搅拌罐中浆液温度为60°C，在搅拌的同时，将脱硫搅拌罐内的浆液泵出流经研磨脱硫装置，浆液在搅拌罐与研磨脱硫装置之间循环。 经此脱硫工艺脱硫40min，脱硫后铅骨含硫率为0.28 %,脱硫率为94.6%。 实施例3 首先将铅酸蓄电池破碎分离后所得的铅膏浆液泵入脱硫搅拌罐，铅膏初始含硫量为5.4%，控制浆液比重1.8t/m3，泵入量为15m3，然后按Na2CO3与PbSO4的摩尔比为1.2:1添加Na2CO3溶液，控制搅拌罐中浆液温度为70°C，在搅拌的同时，将脱硫搅拌罐内的浆液泵出流经研磨脱硫装置，浆液在搅拌罐与研磨脱硫装置之间循环。 经此脱硫工艺脱硫40min，脱硫后铅骨含硫率为0.12 %,脱硫率为97.8%。 实施例4 首先将铅酸蓄电池破碎分离后所得的铅膏浆液泵入脱硫搅拌罐，铅膏初始含硫量为5.1%，控制浆液比重1.6t/m3，泵入量为15m3，然后按Na2CO3与PbSO4的摩尔比为1:1添加Na2CO3溶液，控制搅拌罐中浆液温度为70°C，在搅拌的同时，将脱硫搅拌罐内的浆液泵出流经研磨脱硫装置，浆液在搅拌罐与研磨脱硫装置之间循环。 经此脱硫工艺脱硫40min，脱硫后铅骨含硫率为0.32 %,脱硫率为93.7%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于研磨机制的铅膏脱硫方法，包括如下步骤：(1)制备铅膏浆液：铅酸废电池经破碎之后分离出其中的铅栅和塑料片，将产生的铅泥引入搅拌罐中，制成铅膏浆液；(2)加入脱硫剂：将脱硫剂加入步骤(1)制得的铅膏浆液中；(3)研磨脱硫：将铅膏浆液与脱硫剂在搅拌罐中充分搅拌，同时将搅拌罐内的浆液泵出流经研磨脱硫装置进行脱硫反应，浆液在搅拌罐与研磨脱硫装置之间循环；(4)后续处理：脱硫后的浆液经压滤机压滤得到的滤饼进入熔炼环节，得到的硫酸钠、硫酸铵溶液净化后结晶得到硫酸钠、硫酸铵产品。

【技术特征摘要】
1.一种基于研磨机制的铅膏脱硫方法，包括如下步骤: (1)制备铅膏浆液:铅酸废电池经破碎之后分离出其中的铅栅和塑料片，将产生的铅泥引入揽祥te中，制成铅骨衆液； (2)加入脱硫剂:将脱硫剂加入步骤(I)制得的铅膏浆液中； (3)研磨脱硫:将铅膏浆液与脱硫剂在搅拌罐中充分搅拌，同时将搅拌罐内的浆液泵出流经研磨脱硫装置进行脱硫反应，浆液在搅拌罐与研磨脱硫装置之间循环； (4)后续处理:脱硫后的浆液经压滤机压滤得到的滤饼进入熔炼环节，得到的硫酸钠、硫Ife按溶液净化后结晶得到硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光辉，王振云，范伟，彭德其，张俊丰，
申请(专利权)人：湖南江冶机电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43