一种废铅膏回收处理方法技术

本发明专利技术公开了一种废铅膏回收处理方法，所述方法包括以下步骤：1)预处理：将废铅膏与转化剂混合，得到溶液A和物料B；(2)微波处理：将所述物料B与碳材料混合并进行微波加热处理，得到物料C；(3)制备浆体：将所述物料C与辅助物料进行调浆，得到浆体；(4)回收金属铅：将得到的浆体均匀的涂覆在阴极片上，在惰性气氛中以所述溶液A为电解液进行电解反应，得到金属铅和溶液D，所述溶液D含有可用于步骤(1)中所需的转化剂。本发明专利技术旨在提高废铅膏的回收利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种废铅膏回收处理方法


[0001]本专利技术涉及废铅膏回收
，尤其涉及一种废铅膏回收处理方法。

技术介绍

[0002]目前铅酸电池广泛应用于汽车、电动汽车、摩托车以及航海、通讯、电力等领域。中国是世界上最大的铅酸电池生产国，也是最大的铅酸电池消费国。铅酸电池的大量使用，必然会导致大量铅酸电池的报废。铅酸电池中含铅量超过60％，另外还含有Sb、Ba等重金属元素。如果铅酸电池不经过处理，直接丢弃，不仅会对自然环境造成污染，也会对人类的身体健康产生危害。全球86％的铅用于生产铅酸电池，因此，从废旧铅酸电池中回收金属铅是铅资源可持续发展的重点，也是对资源的有效利用和减少环境污染的重要措施。
[0003]铅酸电池主要有铅膏、电解液、铅合金板栅以及其他部分组成。其中，废铅膏中含有大量的PbSO4，还有一部分PbO2、PbO和少量的Pb。因此，从废铅膏中回收金属铅一直以来都是研究的重点。到目前为止，从废铅膏中回收铅的方法主要有两种，火法冶金工艺和湿法冶金工艺。其中火法冶金工艺的成本较高，而湿法工艺则是通过将废铅膏与碳酸盐预处理使得其中的难溶硫酸铅转化成碳酸铅，处理后的铅膏重新用酸溶解成为铅离子溶液再电解沉积制备出精铅。此方法中消耗了碳酸盐的资源和排放了大量的温室气体CO2。此反应原理如下：
[0004]PbSO4+MCO3＝MSO4+PbCO3；
[0005]PbCO3+H
+
＝Pb
2+
+H2O+CO2↑
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提出一种废铅膏回收处理方法，旨在解决现有废铅膏回收处理性价比不高的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种废铅膏回收处理方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)预处理：将废铅膏与转化剂混合，得到溶液A和物料B；
[0009](2)微波处理：将所述物料B与碳材料混合并进行微波加热处理，得到物料C；
[0010](3)制备浆体：将所述物料C与辅助物料进行调浆，得到浆体；
[0011](4)回收金属铅：将得到的浆体均匀的涂覆在阴极片上，在惰性气氛中以所述溶液A为电解液进行电解反应，得到金属铅和溶液D，所述溶液D含有可用于步骤(1)中所需的转化剂。
[0012]可选地，所述步骤(1)具体包括：将一定量的碳酸氢铵或碳酸铵溶液与所述废铅膏进行混合，得到PbCO3沉淀和(NH4)2SO4溶液。
[0013]可选地，所述废铅膏中硫酸根与碳酸氢铵或碳酸铵的物质的量之比分别为1:2.0～2.4和1：1.0～1.2。
[0014]可选地，所述碳材料包括活性炭、乙炔黑、炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种。
[0015]可选地，所述辅助物料为NMP
‑
氮甲基吡咯中分散均匀的PVDF
‑
聚偏二氟乙烯。
[0016]可选地，所述碳材料为乙炔黑，所述PbCO3、PVDF、乙炔黑的质量比为1：0.001～0.003：0.1～0.5。
[0017]可选地，所述步骤(2)中的微波加热处理的微波功率为500～1000W，加热时间为0.5～3min。
[0018]可选地，所述步骤(4)中的惰性气氛为CO2、氮气和氦气，且压力范围为100kPa～110kPa。
[0019]可选地，所述步骤(4)中电解反应的pH值范围为8.5～10.5，电解液中(NH4)2SO4浓度为100～400g/L，电解温度为0～60℃。
[0020]可选地，将所述溶液D进行再循环预处理，以使溶液中碳酸根与待处理的废铅膏中硫酸根的物质的量之比为1.0～2.2：1。
[0021]本专利技术提出的一种废铅膏回收处理方法，通过将废铅膏进行脱硫、微波加热、调浆处理后均匀涂覆在阴极片上，并在惰性气氛中进行电解反应，进而得到金属铅和可用于脱硫处理的转化剂，其中电解反应的电解液可直接采用脱硫处理得到的溶液，进而在回收金属铅的同时也实现了废铅膏回收处理中溶液的循环使用。以及在所述转化剂采用碳酸氢铵或碳酸铵溶液时，实现了碳酸根的闭路循环，避免了碳酸盐的资源的浪费和温室气体的排放，有利于提高经济效应和保护环境。
附图说明
[0022]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地介绍，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示出的结构获得其他的附图。
[0023]图1所示为本专利技术一种废铅膏回收处理方法的实施例中处理后的铅膏用X射线衍射检测的特征衍射峰图。
具体实施方式
[0024]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]本专利技术提供一种废铅膏回收处理方法，所述方法包括以下步骤：
[0026](1)预处理：将废铅膏与转化剂混合，得到溶液A和物料B；其中废铅膏中的主要成份是含有大量的PbSO4，还有一部分PbO2、PbO和少量的Pb，因此，本专利技术中的废旧铅膏处理主要是对废铅膏进行脱硫处理，进而本专利技术中采用的转化剂为碳酸氢铵或碳酸铵，进而实现了将铅膏中的硫酸铅转化为碳酸铅，同时产生(NH4)2SO4溶液，主要的反应原理如下：
[0027]PbSO4+NH4HCO3/(NH4)2CO3＝(NH4)2SO4+PbCO3；
[0028]其中，所述废铅膏中的硫酸根与碳酸氢铵或碳酸铵的物质的量之比分别为1:2.0～2.4和1：1.0～1.2，并且对废铅膏的加工主要是去除废旧电池中不必要的杂质。
[0029](2)微波处理：将步骤(1)得到的主要成份为PbCO3的物料B与碳材料混合并进行微波加热处理，得到一定量的含有铅核以及PbCO3与碳材料的混合物C，其中所述碳材料包括活性炭、乙炔黑、炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种，微波加热处理的微波功率为500
～1000W，加热时间为0.5～3min。
[0030](3)制备浆体：将步骤(2)中微波处理后的混合产物与辅助物料进行调浆，其中辅助物料为NMP
‑
氮甲基吡咯中分散均匀的PVDF
‑
聚偏二氟乙烯；在所述碳材料为乙炔黑时，所述PbCO3、PVDF、乙炔黑的质量比为1：0.001～0.003：0.1～0.5。
[0031](4)回收金属铅：将步骤(3)中得到的浆体均匀的涂覆在阴极片上，并进行干燥、固化，在惰性气氛中以步骤(1)中得到的(NH4)2SO4溶液为电解液进行电解反应，得到金属铅和碳酸氢铵和/或碳酸铵溶液，进而实现了碳酸氢铵和/或碳酸铵的再生，其中干燥、固化温度为60～140℃。
[0032]进一步地，所述步骤(4)中的惰性气氛为CO2、氮气和氦气，且压力范围为100kPa～110kPa。
[0033]进一步地，所述步骤(4)中电解反应的pH值范围为8.5～10.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废铅膏回收处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)预处理：将废铅膏与转化剂混合，得到溶液A和物料B；(2)微波处理：将所述物料B与碳材料混合并进行微波加热处理，得到混合物C；(3)制备浆体：将所述混合物C与辅助物料进行调浆，得到浆体；(4)回收金属铅：将得到的浆体均匀的涂覆在阴极片上，在惰性气氛中以所述溶液A为电解液进行电解反应，得到金属铅和溶液D，所述溶液D含有可用于步骤(1)中所需的转化剂。2.根据权利要求1所述的一种废铅膏回收处理方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：将一定量的碳酸氢铵或碳酸铵溶液与所述废铅膏进行混合，得到PbCO3沉淀和(NH4)2SO4溶液。3.根据权利要求2所述的一种废铅膏回收处理方法，其特征在于，所述废铅膏中硫酸根与碳酸氢铵或碳酸铵的物质的量之比分别为1:2.0～2.4和1：1.0～1.2。4.根据权利要求2或3所述的一种废铅膏回收处理方法，其特征在于，所述碳材料包括活性炭、乙炔黑、炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种。5.根据权利要求4中所述的一种废铅膏回收处理方法，其特征在于，所述辅助物料...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹靖，于佳佳，李江敏，张俊丰，周圣权，吴磊，黄妍，付辅彬，饶炎钊，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：