废铅酸蓄电池回收及生产三碱式硫酸铅的方法技术

本发明专利技术提供一种废铅酸蓄电池回收及生产三碱式硫酸铅的方法，包括废电池拆解、阳极回收、阴极回收和生成产品的步骤。本发明专利技术的特点是以最廉价的原料产出最有价值的副产品，以及近乎100%的利用率回收废铅酸蓄电池，使废铅酸蓄电池最大比例的达到循环再生利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种废铅酸蓄电池的处理方法，特别是涉及一种从废铅酸蓄电池中回收及生产三碱式硫酸铅的方法
技术介绍
随着铅酸蓄电池的普遍应用，对废铅酸蓄电池的回收也成为社会关注的问题。目前的废铅酸蓄电池回收方法多为湿法回收铅。具体处理方法为铅泥分离——还原——脱硫——回收铅产物及副产物。在专利CN101514395A《废铅酸蓄电池回收氧化铅的方法》中提到还原铅泥的方法采用草酸还原法，脱硫采用碳酸铵法，此法的不足之处是原料草酸和碳酸铵价格高，导致生产成本高。三碱式硫酸铅的生产方法是在水中使硫酸铅和烧碱反应，生成三碱式硫酸铅和十水硫酸钠，由于十水硫酸钠脱水耗费能源同时无水硫酸钠(元明粉)价格低廉，致使副产品十水硫酸钠处理存在困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成本低廉，环境友好，且副产物价值较高，适宜工业化生产的。本专利技术提供的包括废电池拆解一阳极回收——阴极回收——生成产品四个部分。具体采用如下技术方案I.废电池拆解首先将废弃的铅酸蓄电池中的残余酸液倒出，将废电池盒盖切割出来并破碎成颗粒物回用；取出废电池的盒内电极并分离出阴阳电极栅板。电极栅板上附着一些附属物，阳极电极栅板附属物主要为Pb02、PbO和少量PbSO4,阴极电极栅板附属物主要为PbS04。2.阳极回收⑴将带有附属物的阳极电极栅板放入HNO3溶液中进行酸洗，发生如下反应Pb0+2HN03 — Pb (NO3) 2+H20反应条件优选HNO3溶液质量浓度为10% 50%，反应温度40 80°C，反应时间30 60分钟；反应完成后取出电极栅板,将反应液过滤,滤液为Pb (NO3)2溶液；滤洛为附属物中的PbO2及PbSO4转变成的泥状物；⑵将步骤⑴的滤渣放入(NH4)2SO3溶液中，发生如下反应PbO2+(NH4) 2S03 — PbO I +(NH4)2SO4反应条件优选(NH4) 2S03溶液浓度为50 200g/L，反应温度40 90°C，反应时间30 60分钟；反应完成后将反应液过滤，滤液为(NH4)2SO4溶液，滤渣为PbO和PbSO4 ；(3)将步骤⑵的滤渣(PbO和PbSO4)继续与HNO3溶液反应，PbO转化成Pb (NO3)2 ;反应条件优选HNO3溶液的质量浓度10% 50%，反应温度40 80°C，反应时间30 60分钟；反应完成后将反应液过滤，滤液为Pb (NO3) 2溶液，滤洛为PbS04。3.阴极回收⑷将带有附属物的阴极电极栅板与步骤⑶中的PbSO4滤渣一同放入NH4HCO3溶液中，发生如下反应PbS04+NH4HC03 — PbCO3 丨 +NH4HSO4反应条件优选NH4HCO3溶液的浓度为50 200g/L，反应温度40 90°C，反应时间30 60分钟；反应完成后将反应液过滤,滤洛为电极栅板和PbCO3 ；(5)将步骤⑷的滤渣放入HNO3溶液中，发生如下反应 PbC03+2HN03 — Pb (NO3) 2+C02+H20反应条件优选HNO3溶液的质量浓度10% 50%，反应温度40 80°C，反应时间30 60分钟；反应完成后将反应液中的电极栅板分离取出，剩余溶液是Pb (NO3) 2溶液。4.电极熔炼将上述步骤⑴和步骤(5)分离出的电极栅板加热到350 400°C，熔化成铅液并直接浇注成铅锭。5.生成产品将步骤⑴、⑶和(5)获得硝酸铅溶液收集混合，先与硫酸反应，再与氨水反应，最终生成三碱式硫酸铅。具体工艺步骤如下(6)向收集的硝酸铅溶液中加入质量浓度20% 98%的H2SO4溶液，室温搅拌反应30 60分钟，反应式如下Pb (NO3) 2+H2S04 — PbSO4 I +2HN03反应完成后将反应液过滤,滤洛为PbSO4,滤液为HNO3溶液；(7)步骤(6)获得的滤渣加水调成糊状，搅拌加入质量浓度10% 30%的氨水，温度40 80°C，反应30 60分钟，反应式如下 4PbS04+6NH40H — (PbO) 3PbS04 · H2O I +3 (NH4) 2S04+2H20反应完成后将反应液过滤，滤渣干燥、粉碎后，即为三碱式硫酸铅；滤液为硫酸铵溶液。本专利技术废铅酸蓄电池回收方法中，步骤(6)得到含有硝酸的滤液回用到步骤⑴、⑶、和(5冲。进一步的，在上述回收方法中，步骤⑵得到的滤液降温，使硫酸铵结晶析出，过滤后向滤液中加入亚硫酸铵配制浓度为50 200g/L的溶液，回用到还原步骤⑵中。步骤⑷得到的滤液降温，使硫酸氢铵结晶析出，过滤后向滤液中加入碳酸氢铵配制浓度为50 200g/L的溶液，回用到脱硫步骤⑷中。步骤(7)得到的滤液降温，使硫酸铵结晶析出，过滤后滤液直接回用到步骤(7)代替水与硫酸铅混合。本专利技术对于废铅酸蓄电池的阴阳电极栅板及其附属物的回收接近100% :经过酸洗的电极栅板熔炼回收为铅锭；电极栅板附属物中的主要成分Pb02、Pb0和PbSO4经过本专利技术工艺的处理后最终转化为Pb(NO3)2用于副产物三碱式硫酸铅的生产；而阴阳极铅回收及 生产三碱式硫酸铅过程中产生的硫酸铵溶液最终结晶得到硫酸铵产品；结晶硫酸铵后的滤液可用于配制原料溶液回用到相应的反应步骤中。与现有技术相比，本专利技术的特点是以最廉价的原料产出最有价值的副产品，以及近乎100%的利用率回收废铅酸蓄电池，使废铅酸蓄电池最大比例的达到循环再生利用。具体实施例方式下面的实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例II.废电池拆解将废弃的铅酸蓄电池中的残余酸液倒出，将废电池盒盖切割出来并破碎成颗粒物回用；取出废电池的盒内电极并分离出阴阳电极栅板。 2.阳极回收⑴取阳极电极栅板及附属物放入质量浓度10%的HNO3溶液中，40°C反应60分钟后取出电极栅板；将反应液过滤，滤液为Pb (NO3) 2溶液,备用；⑵将步骤⑴的滤渣放入50g/L的(NH4) 2S03溶液中，40°C反应60分钟；将反应液过滤，滤液为(NH4) 2S04溶液，滤渣为PbO和PbSO4 ；⑶将步骤⑵的滤渣与质量浓度10%的HNO3溶液反应，400C反应60分钟；将反应液过滤，滤液为Pb (NO3) 2溶液，滤渣为PbSO4。3.阴极回收⑷将阴极电极栅板及附属物与步骤⑶的滤渣一起放入50g/L的NH4HCO3溶液中，40°C反应60分钟；将反应液过滤，滤液为NH4HSO4溶液，滤渣为电极栅板和PbCO3 ；(5)将步骤⑷的滤渣放入质量浓度10%的HNO3中，50°C反应30分钟，取出电极栅板，剩余溶液是Pb (NO3)2溶液。4.电极熔炼将上述步骤⑴和步骤(5)分离出的电极栅板加热到350°C，使铅颗粒熔化成铅液并直接浇注成铅锭。5.生产三碱式硫酸铅将步骤⑴、⑶和(5)获得硝酸铅溶液收集混合，按如下过程生产三碱式硫酸铅(6)向硝酸铅溶液中加入质量浓度20%的H2SO4,室温反应60分钟；将反应液过滤，滤洛为PbSO4 ；(7)将步骤(6)的滤渣加水调成糊状，搅拌放入质量浓度10%的氨水中，温度40°C，保持60分钟；将反应液过滤，滤渣烘干、粉碎即得三碱式硫酸铅。6.收集副产物(NH4)2SO4将步骤⑵得到的滤液降温，使硫酸铵结晶析出，过滤后向滤液中加入亚硫酸铵配制浓度为50g/L的溶液，回用到还原步骤⑵中。将步骤⑷得到的滤液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.废铅酸蓄电池回收及生产三碱式硫酸铅的方法，其特征在于包括废电池拆解、阳极铅回收、阴极铅回收和生成产品的步骤；具体采用如下方法 I. I废电池拆解 拆解塑料壳部分，阳极部分包括阳极电极栅板和附属物阳极泥，阴极部分包括阴极电极栅板和附属物阴极泥；所述阳极部分与阴极部分分开处理； I. 2阳极回收 ⑴将阳极电极栅板及附属物放入HNO3溶液中进行酸洗，附属物中的PbO与HNO3反应生 成Pb(NO3)2 ;取出电极栅板，将反应液过滤，滤液为Pb(NO3)2溶液；滤渣为附属物中的PbO2及PbSO4转变成的泥状物； ⑵还原将步骤⑴的滤渣放入(NH4)2SO3溶液中进行反应，PbO2转化成PbO;将反应液过滤，滤液为(NH4) 2S04溶液，滤渣为PbO和PbSO4 ； ⑶将步骤⑵的滤渣继续与HNO3溶液反应，PbO转化成Pb (NO3)2 ;将反应液过滤，滤液为Pb (NO3)2溶液，滤渣为PbSO4; I. 3阴极回收 ⑷脱硫将阴极电极栅板及附属物与步骤⑶中的PbSO4滤渣一同放入NH4HCO3溶液中进行反应，PbSO4转化成PbCO3 ;将反应液过滤，滤渣为PbCO3 ； (5)将步骤⑷的滤渣放入HNO3溶液中反应，PbCO3转化成Pb(NO3) 2 ;将反应液中的电极栅板分离取出，剩余溶液是Pb (NO3) 2溶液； I. 4电极熔炼 将步骤⑴和步骤(5)分离出的电极栅板加热到350 400°C，熔化成铅液并直接浇注成铅锭； 1.5生成产品 (6)向收集的硝酸铅溶液中加入质量浓度20% 98%的H2SO4溶液，室温搅拌反应30 60分钟，硝酸铅与硫酸反应生成硫酸铅；将反应液过滤，滤渣为硫酸铅，滤液...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹恩义，刘宏文，李静静，林军，连志荣，张金鹤，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：