一种铅回收的方法技术

本发明专利技术公开了一种铅回收的方法，包括从废铅电池中回收铅的方法。所述方法将包含PbSO4、PbO2、PbO和Pb的铅废弃物与柠檬酸发酵液混合反应，以产生柠檬酸铅；从水溶液中分离柠檬酸铅，再将柠檬酸铅转化为铅或氧化铅。本发明专利技术方法解决了铅膏火法冶炼工艺中SO2排放以及高温下铅的挥发问题；直接采用柠檬酸发酵液处理铅废弃物，降低成本，减少污染，特别是可以从废旧电池中更有效、更节能地回收铅。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种废弃物的回收方法，尤其是涉及一种从含铅废弃物中回收铅的方法。
技术介绍
全世界超过50%的铅产量是源自回收铅。据信，铅电池中接近90%的铅被回收。铅电池的回收涉及处理铅电池糊料以便从其它电池成分中分离铅。铅回收会涉及物理分离技术以及化学技术，例如湿法冶金法、电解冶金法和火法冶金法等。回收再生铅是铅工业可持续发展战略的重要组成部分。回收再生铅可使铅金属进入生产一消费一再生的良性循环，充分利用再生资源(铅废料)，减少原生资源(铅矿石)的开采量，延长其开采期限。回收再生铅资源可保护环境，各种铅废料若不加以回收，都有可能成为环境的污染源，只有充分回收利用，才能避免铅对环境和人体的危害。目前，世界上75%的精铅应用于铅酸蓄电池。随着电动汽车、电动车、通讯行业的迅猛发展，铅酸蓄电池的需求量不断增加，更替报废量必然也随之增长，再生铅市场潜力巨大。正是基于上述原因，近年来再生铅工业发展很快，再生铅产量已超过原生铅产量， 2000年，再生铅已占世界精铅总产量的M%。铅的再生方法有火法和湿法两种，湿法炼铅尚处于试验研究阶段，目前铅的再生方法仍以火法为主。火法冶炼速度较快，目前从废铅蓄电池中回收铅大都采用火法冶炼，极板粉末先混以焦碳，放在高温中加热，极板粉末被碳还原，变成金属铅。碳还原过程中，二氧化铅较易还原，在1200°C左右即还原成金属铅，但硫酸铅较难还原，需要在1350°C左右才能还原成金属铅，导致冶炼炉中耐火材料被氧化铅腐蚀。在此冶炼过程中，硫酸根变成二氧化硫排放到空气中，造成严重的空气污染。湿法冶炼废铅电池的特点为先脱硫、再电解得铅，没有二氧化硫环境污染问题。典型的湿式冶炼法是把废铅电池极板上的粉末放在氢氧化钠溶液中反应，使二氧化铅及硫酸铅都转化成氢氧化铅，然后把所得氢氧化铅粉末放在氢氧化钠溶液中电解，得金属铅。另一方法是使用钢板酸洗废液中的硫酸亚铁把二氧化铅还原成硫酸铅，再转化成氢氧化铅电解得铅。极板粉末用氢氧化钠转成氢氧化铅后，也可放在硅氟酸/硅氟酸铅溶液中电解得铅。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种从铅废弃物中回收铅的方法，能够克服现有技术中铅回收方法所存在的困难，特别是可以从废旧电池中更有效、更节能地回收铅。本专利技术采用如下技术方案 ，包括下列步骤(1)用微生物发酵法获得柠檬酸发酵液；(2)用柠檬酸发酵液处理铅废弃物，制得柠檬酸铅；(3)从水溶液中分离柠檬酸铅；(4)将分离的柠檬酸铅转化为铅或氧化铅。优选地，所述的铅废弃物中包含I^bSO4 ,PbO2、PbO和1 中的一种或几种。更优选地，所述的铅废弃物为废铅电池铅膏。因此，本专利技术更具体地涉及一种废铅电池中铅回收的方法，包括下列步骤(1)从废铅电池中获得铅膏；(2)用微生物发酵法获得柠檬酸发酵液；(3)用柠檬酸发酵液处理废铅电池铅膏，制得柠檬酸铅；(4)从水溶液中分离柠檬酸铅；(5)将分离的柠檬酸铅转化为铅或氧化铅。所述的柠檬酸发酵液中，典型地，柠檬酸含量为80 140 g/L，还包括苹果酸、乳酸、富马酸、顺乌头酸等杂质酸，杂质酸总量的重量百分含量为3. 5 8.7%。杂质酸的存在对反应具有催化作用。所述的柠檬酸发酵液采用微生物发酵法制备，采用黑曲霉为菌种，液态深层发酵获得柠檬酸发酵液，其反应方程式如下C12H22O11 +H20+302 — 2C6H807+4H20 (蔗糖)(柠檬酸)。所述的柠檬酸发酵液的一种制备方法如实施例中所描述，是将黑曲霉孢子接种到种子罐，培养2(T40h，然后转入发酵罐，发酵7(Tl20h，将发酵液过滤后得到柠檬酸发酵粗液；将柠檬酸发酵粗液高压蒸汽灭菌，离心分离。本申请所用的术语“铅”是指元素铅或含有一个或多个铅原子的化合物。当本申请中提及元素铅时，使用此。类似地当意欲提及含有铅的具体化合物时，则列举分子式，如 PbO和1 分别指一氧化铅和二氧化铅。为了简便，使用术语“柠檬酸铅”来指I^b3(C6H5O7) 2及其水合物，也可以用来指柠檬酸发酵液处理I^bSO4的产物。铅废弃物是含铅废弃物，其可从铅作为副产物的工业过程中获得，或者可从用过的含铅物中获得。铅废弃物通常是指含有I^bSO4 ,PbO2、PbO和1 中一种或多种的产物。 根据废弃物的来源，铅废弃物可含有其它物质。大部分铅废弃物可作为铅电池糊料从用过的废旧铅电池获得。铅电池糊料(也称铅膏)中的铅通常是I^bSO4、PbO2、PbO和1 的形式。来自干铅电池的电池废弃物中，这些成分分别为55-65wt%、15-40 wt%、5_25 wt%禾口 1-5 wt%。电池糊料中的其它成分可包括，但不限于，炭黑、塑料、纤维和含硫酸盐化合物，电池糊料也可能包含硫酸。电池糊料的确切组成取决于具体电池组成，以及用于获得电池糊料的具体方法。从废旧铅电池中提取电池糊料的方法是铅电池回收领域技术人员公知的。一种方法在美国专利US4118219中有详细说明。根据本专利技术的方法，将铅废弃物用柠檬酸发酵液进行处理，其中的I^bS04、Pb02、Pb0 和1 等组分与柠檬酸发酵液反应，生成柠檬酸铅。柠檬酸是相对便宜、易得的有机酸。柠檬酸被广泛用于食品工业，并且全世界每年以150万吨的量由生物来源制得。作为柠檬酸生产的中间产物，本专利技术将柠檬酸发酵液直接用于铅回收过程。废铅电池铅膏中铅和柠檬酸的摩尔比在1 :1 1 :7范围内，优选1:1 1:4。废铅电池铅膏和柠檬酸发酵液的重量比的范围是1 :1 1:50，优选1: 30 1:40。处理废铅电池铅膏过程中，柠檬酸发酵液的温度通常可控制在0°C 45°C范围内，优选10°C ;35°C。优选地，所述的柠檬酸发酵液还包括过氧化氢，过氧化氢与废铅电池铅膏中二氧化铅的摩尔比在1:1 1:4的范围内。所述的柠檬酸发酵液还可选地添加柠檬酸钠，柠檬酸钠有助于废铅电池铅膏中PbSO4W处理。根据i^erracin et al Hydrometallurgy 2002， 65,137中所述的方法，可以仅使用柠檬酸水溶液从1 制备柠檬酸铅。然而，通过向水溶液中加入过氧化氢可显著增加反应速率。柠檬酸铅沉淀可通过过滤、倾析或离心从水溶液中分离。回收的柠檬酸铅可以重新结晶，以进一步净化，并与不溶性铅废料成分分离。分离后的柠檬酸铅可转化为铅和/或氧化铅，它们可能用于铅电池的制造。柠檬酸铅可通过焙烧转换为铅和/或氧化铅，电解技术也可用于生成铅和/或氧化铅。优选地， 分离的柠檬酸铅通过灼烧转化为铅或氧化铅。氧分压对燃烧产物组成具有影响。在低氧气分压下，铅是主要的铅产品。在高氧气分压下，氧化铅是主要的铅产品。焙烧方法已为本领域技术人员所知，如从柠檬酸铅获得铅的方法可参见美国专利US3297590。通常灼烧温度为 250到1100°C，氧分压在0. 01至5 atm范围内。本专利技术方法采用柠檬酸发酵液代替纯的一水合柠檬酸进行废旧电池中铅回收，显著降低成本，工业上要获得纯的柠檬酸需要经过好多的后续处理步骤；同时发酵液中含有草酸、苹果酸等杂酸，对反应具有一定的催化作用。本专利技术方法的有益效果采用湿法冶金回收工艺，解决了铅膏火法冶炼工艺中SO2 排放以及高温下铅的挥发问题；同时，用柠檬酸发酵液处理铅废弃物，避免了工艺上从柠檬酸发酵液中，提取出纯的柠檬酸需要经过中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑涛，陈怡露，蒋娟华，冯迟，朱孟峰，
申请(专利权)人：南京领域生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：