一种含铅固废处理方法、二氧化铅粉末的制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种含铅固废处理方法、二氧化铅粉末的制备方法及应用，该含铅固废处理方法，包括以下步骤：将硫酸溶液与过氧化氢溶液混合得到混合溶液；将含铅固废加入至混合溶液中，反应后分离得到第一固相；将第一固相加入至碳酸盐溶液中，反应后分离得到第二固相；将第二固相加入至甲基磺酸溶液中，反应后得到甲基磺酸铅溶液；以甲基磺酸铅溶液为电解液进行电沉积反应，在阳极得到二氧化铅粉末对其热处理得到四氧化三铅。本发明专利技术的含铅固废处理方法，利用硫酸、过氧化氢、碳酸盐、甲基磺酸的浸出组合，这一组合中每一种成分在浸出后均可通过较为简单的后续工艺进行再生或转化为有价值的副产物，同时几乎不产生污染，同时产生高附加值。

【技术实现步骤摘要】
一种含铅固废处理方法、二氧化铅粉末的制备方法及应用
本专利技术涉及含铅固废回收
，尤其涉及一种含铅固废处理方法、二氧化铅粉末的制备方法及应用。
技术介绍
含铅固废(废铅酸电池、含铅炉渣、含铅玻璃、含铅污泥、含铅垃圾焚烧飞灰等)通常由于其含有的铅元素被视为危险废物。随着我国生态文明建设的持续推进，对于这类含铅固废(危废)妥善回收与资源化利用的需求日渐迫切，更多更先进的回收技术的研发也迫在眉睫。现有含铅固废的回收技术大体可以分为火法与湿法两大类。相较传统的火法冶炼回收铅技术而言，湿法铅回收由于其反应条件温和、排放污染物少、铅回收率高等特点被视为一种环境友好型的铅回收技术，然而其在实际应用过程中依然存在诸如高成本低收益、副产物造成二次污染等关键问题，成为了其大量应用于铅回收产业的掣肘。与此同时，除废铅酸电池外，其余种类的含铅固废由于回收难度大、回收产物价值低等因素更难以建立有效的回收产业链。因此，提高回收产物价值成为研发含铅固废处理技术中被需要考虑到的重要因素。基于目前的含铅固废回收存在的缺陷，有必要对此进行改进。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种含铅固废处理方法、二氧化铅粉末的制备方法及应用，以解决或部分解决现有技术中存在的技术问题。第一方面，本专利技术提供了一种含铅固废处理方法，包括以下步骤：将硫酸溶液与过氧化氢溶液混合得到混合溶液；将含铅固废加入至所述混合溶液中，反应后分离得到第一固相；将所述第一固相加入至碳酸盐溶液中，反应后分离得到第二固相；将所述第二固相加入至甲基磺酸溶液中，反应后得到甲基磺酸铅溶液；以所述甲基磺酸铅溶液为电解液进行电沉积反应，在阳极得到二氧化铅粉末，对得到的二氧化铅粉末进行热处理得到四氧化三铅。优选的是，所述的含铅固废处理方法，热处理的温度为380～460℃、时间为0.5～3h。优选的是，所述的含铅固废处理方法，电沉积的具体条件为：阳极电流密度为10～100mA/cm2，电沉积温度为10～40℃，电沉积时间为20～60min，阳极与阴极的间距为1.5～2cm，电解液的浓度为0.8～1.2mol/L，阳极所用的材料包括石墨片、铜片、铂片、不锈钢片、钛片和表面涂覆锡锑氧化物的钛片中的一种，阴极所用的材料包括石墨片、铜片、钛片、不锈钢片和铂片中的一种。优选的是，所述的含铅固废处理方法，将所述第二固相加入至甲基磺酸溶液中，于10～70℃下反应得到甲基磺酸铅溶液；其中，含铅固废中铅与甲基磺酸溶液中甲基磺酸的摩尔比为1:(2.5～4.5)。优选的是，所述的含铅固废处理方法，硫酸溶液中硫酸与含铅固废中铅的摩尔比为(1.5～3):1，过氧化氢溶液中过氧化氢与含铅固废中铅的摩尔比为(0.4～0.8):1。优选的是，所述的含铅固废处理方法，碳酸盐包括碳酸铵和/或碳酸钠，碳酸盐溶液中碳酸盐与含铅固废中铅的摩尔比为(1.5～2.5):1。第二方面，本专利技术还提供了一种二氧化铅粉末的制备方法，包括以下步骤：将所述的处理方法制备得到的四氧化三铅加入至乙酸和/或乙酸酐中，反应后得到含有四乙酸铅的溶液；将得到的含有四乙酸铅的溶液加入至水中，水解后固液分离即得二氧化铅粉末。优选的是，所述的二氧化铅粉末的制备方法，将所述的处理方法制备得到的四氧化三铅加入至乙酸和/或乙酸酐中，于55～65℃下反应得到含有四乙酸铅的溶液，所述四氧化三铅与乙酸和/或乙酸酐的质量体积比为(1～40)g:100ml。优选的是，所述的二氧化铅粉末的制备方法，将得到的含有四乙酸铅的溶液加入至水中，于5～80℃下水解后固液分离即得二氧化铅粉末；其中，含有四乙酸铅的溶液与水的体积比为1:(10～100)。第三方面，本专利技术还提供了一种所述的制备方法制备得到的二氧化铅粉末在电化学臭氧发生、电化学COD监测、电解污泥脱水或电化学储能过程中作为阳极的用途。本专利技术的一种含铅固废处理方法、二氧化铅粉末的制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：(1)本专利技术的含铅固废处理方法，利用硫酸、过氧化氢、碳酸盐、甲基磺酸的浸出组合，这一组合中每一种成分在浸出后均可通过较为简单的后续工艺进行再生或转化为有价值的副产物，同时几乎不产生污染，同时产生高附加值，该浸出体系组合还可实现较高的铅回收率；相对其他的湿法铅回收技术而言，本专利技术同时解决了产生污染、部分产物附加值不高、收益低这三个主要问题；同时本专利技术的处理方法最终得到四氧化三铅，可以创造大量的附加值，这就能从一定程度解决湿法回收铅的高成本问题，从而使湿法回收铅这一类相对而言更加环保的回收技术能够得到更加广泛的应用；(2)本专利技术的二氧化铅粉末的制备方法，通过利用含铅固废回收得到四氧化三铅，然后将四氧化三铅使用酸和/或乙酸酐浸取，然后再水解得到，合成材料廉价并且易于回收循环使用；同时制备得到的二氧化铅粉末在相当大的操作条件窗口下均为纯β相，较α相而言更适用于臭氧发生、高级氧化去除污染物等用途，同时制备得到的二氧化铅纳米颗粒粒径最小可达15～20nm，粒径小于大多数现有技术中制备的纳米二氧化铅。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中制备得到的四氧化三铅的XRD图谱；图2为本专利技术实施例1中制备得到的四氧化三铅的XPS图谱；图3为本专利技术实施例1中制备得到的二氧化铅的XRD图谱；图4为本专利技术实施例1中制备得到的二氧化铅的XPS图谱；图5为本专利技术实施例1中制备得到的二氧化铅的SEM图；图6为本专利技术实施例1中制备得到的二氧化铅的TEM图；图7为本专利技术实施例1中制备得到的二氧化铅以及商业PbO2用作电化学臭氧发生器阳极活性材料电流密度与槽电压的关系曲线图；图8为本专利技术实施例1中制备得到的二氧化铅以及商业PbO2用作电化学臭氧发生器阳极活性材料电流密度与电流效率的关系曲线图；图9为本专利技术实施例1中制备得到的二氧化铅以及商业PbO2用作电化学臭氧发生器阳极活性材料电流密度与能耗的关系曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。本申请实施例提供了一种含铅固废处理方法，包括以下步骤：S1、将硫酸溶液与过氧化氢溶液混合得到混合溶液；S2、将含铅固废加入至混合溶液中，反应后分离得到第一固相；S3、将第一固相加入至碳酸盐溶液中，反应后分离得到第二固相；S4、将所述第二固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铅固废处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将硫酸溶液与过氧化氢溶液混合得到混合溶液；/n将含铅固废加入至所述混合溶液中，反应后分离得到第一固相；/n将所述第一固相加入至碳酸盐溶液中，反应后分离得到第二固相；/n将所述第二固相加入至甲基磺酸溶液中，反应后得到甲基磺酸铅溶液；/n以所述甲基磺酸铅溶液为电解液进行电沉积反应，在阳极得到二氧化铅粉末，对得到的二氧化铅粉末进行热处理得到四氧化三铅。/n

【技术特征摘要】
1.一种含铅固废处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硫酸溶液与过氧化氢溶液混合得到混合溶液；
将含铅固废加入至所述混合溶液中，反应后分离得到第一固相；
将所述第一固相加入至碳酸盐溶液中，反应后分离得到第二固相；
将所述第二固相加入至甲基磺酸溶液中，反应后得到甲基磺酸铅溶液；
以所述甲基磺酸铅溶液为电解液进行电沉积反应，在阳极得到二氧化铅粉末，对得到的二氧化铅粉末进行热处理得到四氧化三铅。


2.如权利要求1所述的含铅固废处理方法，其特征在于，热处理的温度为380～460℃、时间为0.5～3h。


3.如权利要求1所述的含铅固废处理方法，其特征在于，电沉积的具体条件为：阳极电流密度为10～100mA/cm2，电沉积温度为10～40℃，电沉积时间为20～60min，阳极与阴极的间距为1.5～2cm，电解液的浓度为0.8～1.2mol/L，阳极所用的材料包括石墨片、铜片、铂片、不锈钢片、钛片和表面涂覆锡锑氧化物的钛片中的一种，阴极所用的材料包括石墨片、铜片、钛片、不锈钢片和铂片中的一种。


4.如权利要求1所述的含铅固废处理方法，其特征在于，将所述第二固相加入至甲基磺酸溶液中，于10～70℃下反应得到甲基磺酸铅溶液；其中，含铅固废中铅与甲基磺酸溶液中甲基磺酸的摩尔比为1:(2.5～4.5)。


5.如权利要求1所述的含铅固废处理方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旭，袁笃，吴怀德，刘号，
申请(专利权)人：湖北华德莱节能减排科技有限公司，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42