利用废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺制造技术

本发明专利技术涉及废旧铅酸蓄电池回收技术领域，用于解决现有的废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺中得到的合金铅的中的杂质铜含量高，且采用硫化除铜法会造成环境污染，且降低铅回收率，除铜效果仍然不佳的问题，具体涉及利用废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺；该工艺中通过将板栅粉碎，之后进行球磨细化，使得板栅更易熔化，之后更易于铅用除铜剂反应，板栅中的铜元素在铅用除铜剂的作用下充分脱除，从而制备一种低杂质的合金铅能够进行再利用，实现节约资源、保护环境的目的。保护环境的目的。

【技术实现步骤摘要】
利用废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺


[0001]本专利技术涉及废旧铅酸蓄电池回收
，具体涉及利用废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺。

技术介绍

[0002]制造铅酸蓄电池的基本原料是金属铅和硫酸，随着铅酸蓄电池的报废，电池中大量的含铅废物需要处理。铅是有害于环境和人体健康的金属，各种铅废料若不加以合理回收，都将会对环境和人体造成较大的危害。
[0003]目前传统方法是将铅酸蓄电池拆解后得到废铅膏、废铅栅、废塑料、废酸等，铅板栅主要由金属铅组成，人们在铅板栅回收方面通常采用高温熔融得到粗铅，粗铅中含有大量的铜元素，因此首先需要除掉其中的杂质元素铜，传统的除铜方法有熔析除铜和硫化除铜；熔析除铜是利用铜在铅中的溶解度随温度降低而降低，除掉部分铜，熔析除铜的极限值为0.06％，只能用于初步除铜；硫化除铜是通过加入硫磺和铜反应生成Cu2S，Cu2S密度小于铅液，上浮至铅液上层渣相，从而和铅液分离，除铜效果好。
[0004]但是，在硫化除铜过程中，由于硫磺易燃，加入铅液中会迅速燃烧，产生大量SO2烟气，污染环境，降低利用率；并且，硫磺和铅反应产生硫化铅，进入渣层，导致除铜渣中含铅量高，降低铅液中铅金属的收率。
[0005]如何改善现有的废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺中得到的合金铅的中的杂质铜含量高，且采用硫化除铜法会造成环境污染，且降低铅回收率，除铜效果仍然不佳是本专利技术的关键，因此，亟需一种废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺来解决以上问题。

技术实现思路

[0006]为了克服上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供利用废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺：通过将废旧铅酸蓄电池板栅清洗、烘干，之后使用破碎机进行破碎，得到板栅破碎料，将板栅破碎料、分散剂以及水加入至球磨机中球磨，得到板栅球磨料，将板栅球磨料离心，将沉淀物用含有高氯酸和双氧水的溶液进行清洗，得到板栅湿粉料，将板栅湿粉料送入熔炉中熔化，之后加入铅用除铜剂搅拌反应，生成浮渣和铅合金液，捞出浮渣并将铅合金液熔铸为铅合金锭，完成废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的过程，解决了现有的废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺中得到的合金铅的中的杂质铜含量高，且采用硫化除铜法会造成环境污染，且降低铅回收率，除铜效果仍然不佳的问题。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]利用废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺，包括以下步骤：
[0009]步骤一：将废旧铅酸蓄电池板栅清洗、烘干，之后使用破碎机进行破碎，得到板栅破碎料；
[0010]步骤二：将板栅破碎料、分散剂以及水加入至球磨机中，在球磨速率为800
‑
1000r/min的条件下球磨6
‑
8h，得到板栅球磨料；
[0011]步骤三：将板栅球磨料离心，将沉淀物用含有高氯酸和双氧水的溶液进行清洗，得到板栅湿粉料；高氯酸的质量浓度为10
‑
20％，过氧化氢的质量浓度为5
‑
10％；
[0012]步骤四：将板栅湿粉料送入熔炉中熔化，之后加入铅用除铜剂搅拌反应40
‑
60min，生成浮渣和铅合金液；
[0013]反应原理如下：
[0014]铅用除铜剂在反应过程中，FeS2先受热分解为FeS和单质S，因为S和Cu的亲和力大于S和Fe的亲和力，所以FeS和Cu反应生成Cu2S，因为S和Cu的亲和力大于S和Pb的亲和力，所以生成的单质S，先和Pb反应生产PbS，PbS和Cu反应生成Cu2S，由于Cu2S在铅合金液中的密度小，Cu2S会漂浮形成浮渣，漂浮在铅合金液的液面，便于浮渣和铅合金液的分离，具体反应如下：
[0015]FeS2→
F
e
S+S
[0016]FeS+Cu
→
Cu2S+F
e
[0017]S+Pb
→
PbS
[0018]PbS+Cu
→
Cu2S+Pb
[0019]步骤五：捞出浮渣并将铅合金液熔铸为铅合金锭，完成废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的过程。
[0020]作为本专利技术进一步的方案：所述板栅破碎料、分散剂以及水的用量比为100kg：0.5
‑
1.5kg：100
‑
150kg，所述铅用除铜剂的加入质量为板栅湿粉料中铜含量的1.2
‑
1.5倍。
[0021]作为本专利技术进一步的方案：所述铅用除铜剂由以下步骤制备得到：
[0022]A1：将饱和腰果酚、环己烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为50
‑
55℃，搅拌速率为300
‑
400r/min的条件下同时滴加甲醛溶液和盐酸溶液，控制滴加速率为1
‑
2滴/s，滴加完毕后升温至85
‑
90℃的条件下继续搅拌反应5
‑
6h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后旋转蒸发去除溶剂，得到中间体1；
[0023]反应原理如下：
[0024][0025]A2：将中间体1、苄基三乙基氯化铵以及环氧氯丙烷加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为80
‑
85℃，搅拌速率为300
‑
400r/min的条件下搅拌反应4
‑
5h，之后降温至60
‑
65℃的条件下边搅拌边逐滴加入氢氧化钠溶液，控制滴加速率为1
‑
2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应3
‑
4h，反应结束后将反应产物冷却至室温，用蒸馏水洗涤至中性，之后静置分层，将有机相用无水硫酸钠干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除溶剂，得到中间体2；
[0026]反应原理如下：
[0027][0028]A3：将中间体2、氢氧化钠加入至安装有搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为115
‑
125℃，搅拌速率为300
‑
400r/min的条件下边搅拌边逐滴加入环氧乙烷，控制滴加速率为1
‑
2滴/s，滴加完毕后升温至125
‑
135℃的条件下继续搅拌反应3
‑
4h，反应结束后将反应产物冷却至室温，得到稳定剂；
[0029]反应原理如下：
[0030][0031]A4：将稳定剂、去离子水加入至反应釜中，在温度为25
‑
30℃，搅拌速率为1000
‑
1500r/min的条件下搅拌15
‑
20min，之后加入硫酸亚铁、硫代硫酸钠以及硫磺继续搅拌30
‑
40min，之后升温至200
‑
210℃的条件下水热反应20
‑
30h，反应结束后将反应产物依次用硫酸溶液、二硫化碳以及蒸馏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将废旧铅酸蓄电池板栅清洗、烘干，之后使用破碎机进行破碎，得到板栅破碎料；步骤二：将板栅破碎料、分散剂以及水加入至球磨机中，在球磨速率为800
‑
1000r/min的条件下球磨6
‑
8h，得到板栅球磨料；步骤三：将板栅球磨料离心，将沉淀物用含有高氯酸和双氧水的溶液进行清洗，得到板栅湿粉料；步骤四：将板栅湿粉料送入熔炉中熔化，之后加入铅用除铜剂搅拌反应40
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60min，生成浮渣和铅合金液；步骤五：捞出浮渣并将铅合金液熔铸为铅合金锭，完成废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的过程。2.根据权利要求1所述的利用废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺，其特征在于，所述板栅破碎料、分散剂以及水的用量比为100kg：0.5
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1.5kg：100
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150kg，所述铅用除铜剂的加入质量为板栅湿粉料中铜含量的1.2
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1.5倍。3.根据权利要求1所述的利用废旧铅酸蓄电池板栅生产合金铅的工艺，其特征在于，所述铅用除铜剂由以下步骤制备得到：A1：将饱和腰果酚、环己烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为50
‑
55℃，搅拌速率为300
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400r/min的条件下同时滴加甲醛溶液和盐酸溶液，控制滴加速率为1
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2滴/s，滴加完毕后升温至85
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90℃的条件下继续搅拌反应5
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6h，反应结束后将反应产物冷却至室温，之后旋转蒸发去除溶剂，得到中间体1；A2：将中间体1、苄基三乙基氯化铵以及环氧氯丙烷加入至安装有搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为80
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85℃，搅拌速率为300
‑
400r/min的条件下搅拌反应4
‑
5h，之后降温至60
‑
65℃的条件下边搅拌边逐滴加入氢氧化钠溶液，控制滴加速率为1
‑
2滴/s，滴加完毕后继续搅拌反应3
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4h，反应结束后将反应产物冷却至室温，用蒸馏水洗涤至中性，之后静置分层，将有机相用无水硫酸钠干燥，之后真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除溶剂，得到中间体2；A3：将中间体2、氢氧化钠加入至安装有搅拌器、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，通入氮气保护，在温度为115
‑
125℃，搅拌速率为300
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400r/min的条件下边搅拌边逐滴加入环氧乙烷，控制滴加速率为1
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2滴/s，滴加完毕后升温至125
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135℃的条件下继续搅拌反应3
‑
4h，反应结束后将反应产物冷却至室温，得到稳定剂；A4：将稳定剂、去离子水加入至反应釜中，在温度为25
‑
30℃，搅拌速率为1000
‑
1500r/min的条件下搅拌15
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20min，之后加入硫酸亚铁、硫代硫酸钠以及硫磺继续搅拌30
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40min，之后升温至200
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210℃的条件下水热反应20
‑
30h，反应结束后将反应产物依次用硫酸溶液、二硫化碳以及蒸馏水洗涤2
‑
3次，之后...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱成龙，杜文明，陈新军，朱乾龙，刘坤明，韩远远，
申请(专利权)人：太和县大华能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：