一种原子经济法铅膏循环利用方法与流程

文档序号:12275903阅读:558来源:国知局

本发明涉及再生铅的技术领域,特别是一种原子经济法铅膏循环利用方法的技术领域。



背景技术:

铅酸蓄电池对比于Ni-Cd电池、锂离子电池和其他电化学电池,在制造中有低成本、设计简单、性能安全可靠等优点。鉴于这些优势,预计未来几年铅酸电池在车辆引擎的发动、照明、点火等方面的市场巨大,而且会稳步增长,直达到自行车和电动汽车真正进入市场。所以可以预计到,当高容量的铅酸电池投入到工业应用时,未来铅酸电池的产量将持续甚至急速的增长。在2010年,精铅的消耗量达到了421万吨,在中国精铅的80%是用于制造铅酸电池中。巨大的产量同时也引发了一系列使用和丢弃电池的巨大污染。据估计废旧铅酸电池的总量将以每2-3年的时间呈倍数增长。据报道,仅仅在中国,超过95%使用过的和废弃铅酸电池被收集再生回收生成为铅,从而进一步用来制造铅酸电池产品。

自从超过八十个国家采用《巴塞尔公约》以来,铅行业面临着一个值得注意的未来潜在市场的紧缩。为了解决这个问题,监管机构和社区要求铅类产品以最高安全性被处理。铅行业开始走绿色环保路线,强调在铅酸电池行业要遵循可持续发展。铅酸电池需求的增长归因于汽车数量的增多以及越来越严格的环保法规,创建了在铅酸电池产品和铅之间可搬迁的、现代化的、可转变的的循环工艺,从而使它们对环境的危害降到最低。当前,从废弃铅酸电池中进行铅回收采用火法冶炼工艺,由于铅颗粒和二氧化硫气体的排放引起了一系列环境问题。由于出现了对这些物质排放越来越严格的法规,于是出现了大批对铅酸电池回收湿法冶金工艺的研究,以取代之前的铅冶炼回收工艺。

废弃铅酸电池主要由四部分构成,电解质11-30%电解质、20-30%铅和铅合金、30-40%铅膏、22-30%有机物和塑料。在这其中,铅膏的成分是尤其复杂的,主要包含60%的PbSO4、28%PbO2、9%PbO、一小部分铅合金(约为3%)。铅膏的复杂性导致了随后脱硫过程的困难。通常,铅膏回收为铅是一个能源密集型的分解过程,例如:传统的冶炼过程。分解硫酸铅需要相当高的温度至少要大于1000℃,在冶炼过程中使用煤或焦炭作为燃料容易引起SO2气体和铅颗粒的排放。因此,废旧铅酸电池的绿色环保回收过程被越来越被引起重视。目前工厂所采用的铅膏脱硫工艺都普遍存在脱硫转化率低,效率慢,反应时间长,脱硫剂添加过多,成本过高,不易大量生产等问题。因此开发工艺简单、低成本、高效率、能耗低、易于大规模生产的铅膏脱硫新工艺是再生铅工业面临的一个重大现实问题。



技术实现要素:

本发明的目的就是解决现有技术中的问题,提出一种原子经济法铅膏循环利用方法,能够工艺简单、低成本、高效率、能耗低、易于大规模生产。

为实现上述目的,本发明提出了一种原子经济法铅膏循环利用方法,包括以下步骤:

a)原材料检查:检查废铅膏、氢氧化钠是否由质检员出具的合格标示,废铅膏标准为:Fe≤0.005%,PbSO4≤40%,合格后方可使用;

b)隔板纸去除:破碎后的铅酸蓄电池铅膏进行AGM去除,直到AGM含量为0.85~1%;

c)原子经济转化:将b)步骤中所得废铅膏转入到马弗炉中,进行原子经济转化,设定温度在650~700℃下进行转化,进料到出料的整个时间为100~120min,转化阶段,反应原理为二氧化铅和单质铅在达到一定温度后,进行内部的自热反应,转化前原料主要成分为PbO、Pb、PbO2、PbSO4,转化完全后,主要成分为PbO、PbSO4,判断铅膏是否转化完全,判断标准为:无红丹和二氧化铅生成;

d)脱硫:配制8±0.5%的氢氧化钠溶液,在取废铅膏10.0±0.1kg,加入配好浓度的氢氧化钠20.0±0.1kg,加入研磨球后启动球磨机研磨反应,研磨14~15min,将反应好的浆料转移到恒温搅拌桶中,反应完全后浆料的Fe≤0.005%,PbSO4≤1.0%;

e)第一次压滤:脱硫工艺处理22批次后,进行压滤阶段,将恒温搅拌桶中的浆料经气动泵打入压滤机中,压滤机的工作压力为2.3~2.8Mpa,处理固量在215~225kg;

f)硫酸钠析出:将e)步骤中压滤出来的滤液转到夹套反应釜,在加入氢氧化钠,并调到氢氧化钠百分含量为8.0±0.1%,开启恒温冷却装置,温度为:5~10℃,时间为:6~8h,保证硫酸钠全部析出,将硫酸钠结晶液经三足式离心机,分离固体硫酸钠,液体打入调液桶,进行脱硫剂浓度的调节,以备循环利用;并将析出硫酸钠晶体收集,抽样检测,合格后统一储存;

j)洗涤:e)步骤中压滤出来的废铅膏则使用去离子水进行洗涤,当洗涤水PH在7~9时,停止洗涤,

h)第二次压滤:将j)步骤中洗涤后的废铅膏进行压滤,制得成品铅膏,压滤机的工作压力为2.3~2.8Mpa,处理固量在215~225kg,铅膏中硫酸钠≤0.5%,铅膏含水率≤16%,压滤出来的滤液转到调液桶进行脱硫剂浓度的调节,以备循环利用。

作为优选,所述b)隔板纸去除步骤中AGM含量为1%。

作为优选,所述c)原子经济转化步骤中设定温度在680℃下进行转化,进料到出料的整个时间为110min。

作为优选,所述d)脱硫步骤中配制8.0%的氢氧化钠溶液,在取废铅膏10.0kg,加入配好浓度的氢氧化钠20.0kg,加入研磨球后启动球磨机研磨反应,研磨14.5min。

作为优选,所述e)第一次压滤步骤中压滤机为板框式压滤机,工作压力为2.5Mpa,处理固量在220kg。

作为优选,所述f)硫酸钠析出步骤中调到氢氧化钠百分含量为8.0%,温度为:8℃,时间为:7h。

作为优选,所述j)洗涤步骤中洗涤水PH在8时,停止洗涤。

作为优选,所述h)第二次压滤步骤中压滤机的工作压力为2.6Mpa,处理固量在215kg。

本发明的有益效果:本发明通过把原子经济转化应用到废铅膏处理上,具体分为:原材料检查、隔板纸去除、原子经济转化、脱硫、第一次压滤、硫酸钠析出、洗涤、第二次压滤等步骤,与现有技术相比,能够工艺简单、低成本、高效率、能耗低、易于大规模生产。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明一种原子经济法铅膏循环利用方法的流程图。

【具体实施方式】

实施例1

参阅图1,本发明一种原子经济法铅膏循环利用方法,包括以下步骤:

a)原材料检查:检查废铅膏、氢氧化钠是否由质检员出具的合格标示,废铅膏标准为:Fe≤0.005%,PbSO4≤40%,合格后方可使用;

b)隔板纸去除:破碎后的铅酸蓄电池铅膏进行AGM去除,直到AGM含量为1%;

c)原子经济转化:将b)步骤中所得废铅膏转入到马弗炉中,进行原子经济转化,设定温度在680℃下进行转化,进料到出料的整个时间为110min,转化阶段,反应原理为二氧化铅和单质铅在达到一定温度后,进行内部的自热反应,转化前原料主要成分为PbO、Pb、PbO2、PbSO4,转化完全后,主要成分为PbO、PbSO4,判断铅膏是否转化完全,判断标准为:无红丹和二氧化铅生成;

d)脱硫:配制8.0%的氢氧化钠溶液,在取废铅膏10.0kg,加入配好浓度的氢氧化钠20.0kg,加入研磨球后启动球磨机研磨反应,研磨14.5min,将反应好的浆料转移到恒温搅拌桶中,反应完全后浆料的Fe≤0.005%,PbSO4≤1.0%;

e)第一次压滤:脱硫工艺处理22批次后,进行压滤阶段,将恒温搅拌桶中的浆料经气动泵打入压滤机中,压滤机的工作压力为2.5Mpa,处理固量在220kg;

f)硫酸钠析出:将e)步骤中压滤出来的滤液转到夹套反应釜,在加入氢氧化钠,并调到氢氧化钠百分含量为8.0%,开启恒温冷却装置,温度为:8℃,时间为:7h,保证硫酸钠全部析出,将硫酸钠结晶液经三足式离心机,分离固体硫酸钠,液体打入调液桶,进行脱硫剂浓度的调节,以备循环利用;并将析出硫酸钠晶体收集,抽样检测,合格后统一储存;

j)洗涤:e)步骤中压滤出来的废铅膏则使用去离子水进行洗涤,当洗涤水PH在8时,停止洗涤,

h)第二次压滤:将j)步骤中洗涤后的废铅膏进行压滤,制得成品铅膏,压滤机的工作压力为2.6Mpa,处理固量在215kg,铅膏中硫酸钠≤0.5%,铅膏含水率≤16%,压滤出来的滤液转到调液桶进行脱硫剂浓度的调节,以备循环利用。

实施例2

参阅图1,本发明一种原子经济法铅膏循环利用方法,包括以下步骤:

a)原材料检查:检查废铅膏、氢氧化钠是否由质检员出具的合格标示,废铅膏标准为:Fe≤0.005%,PbSO4≤40%,合格后方可使用;

b)隔板纸去除:破碎后的铅酸蓄电池铅膏进行AGM去除,直到AGM含量为0.85%;

c)原子经济转化:将b)步骤中所得废铅膏转入到马弗炉中,进行原子经济转化,设定温度在650℃下进行转化,进料到出料的整个时间为100min,转化阶段,反应原理为二氧化铅和单质铅在达到一定温度后,进行内部的自热反应,转化前原料主要成分为PbO、Pb、PbO2、PbSO4,转化完全后,主要成分为PbO、PbSO4,判断铅膏是否转化完全,判断标准为:无红丹和二氧化铅生成;

d)脱硫:配制7.5%的氢氧化钠溶液,在取废铅膏9.9kg,加入配好浓度的氢氧化钠19.9kg,加入研磨球后启动球磨机研磨反应,研磨14min,将反应好的浆料转移到恒温搅拌桶中,反应完全后浆料的Fe≤0.005%,PbSO4≤1.0%;

e)第一次压滤:脱硫工艺处理22批次后,进行压滤阶段,将恒温搅拌桶中的浆料经气动泵打入压滤机中,压滤机的工作压力为2.3Mpa,处理固量在215kg;

f)硫酸钠析出:将e)步骤中压滤出来的滤液转到夹套反应釜,在加入氢氧化钠,并调到氢氧化钠百分含量为7.9%,开启恒温冷却装置,温度为:5℃,时间为:6h,保证硫酸钠全部析出,将硫酸钠结晶液经三足式离心机,分离固体硫酸钠,液体打入调液桶,进行脱硫剂浓度的调节,以备循环利用;并将析出硫酸钠晶体收集,抽样检测,合格后统一储存;

j)洗涤:e)步骤中压滤出来的废铅膏则使用去离子水进行洗涤,当洗涤水PH在7时,停止洗涤,

h)第二次压滤:将j)步骤中洗涤后的废铅膏进行压滤,制得成品铅膏,压滤机的工作压力为2.3Mpa,处理固量在215kg,铅膏中硫酸钠≤0.5%,铅膏含水率≤16%,压滤出来的滤液转到调液桶进行脱硫剂浓度的调节,以备循环利用。

实施例3

参阅图1,本发明一种原子经济法铅膏循环利用方法,包括以下步骤:

a)原材料检查:检查废铅膏、氢氧化钠是否由质检员出具的合格标示,废铅膏标准为:Fe≤0.005%,PbSO4≤40%,合格后方可使用;

b)隔板纸去除:破碎后的铅酸蓄电池铅膏进行AGM去除,直到AGM含量为0.85~1%;

c)原子经济转化:将b)步骤中所得废铅膏转入到马弗炉中,进行原子经济转化,设定温度在700℃下进行转化,进料到出料的整个时间为120min,转化阶段,反应原理为二氧化铅和单质铅在达到一定温度后,进行内部的自热反应,转化前原料主要成分为PbO、Pb、PbO2、PbSO4,转化完全后,主要成分为PbO、PbSO4,判断铅膏是否转化完全,判断标准为:无红丹和二氧化铅生成;

d)脱硫:配制8.5%的氢氧化钠溶液,在取废铅膏10.1kg,加入配好浓度的氢氧化钠20.1kg,加入研磨球后启动球磨机研磨反应,研磨15min,将反应好的浆料转移到恒温搅拌桶中,反应完全后浆料的Fe≤0.005%,PbSO4≤1.0%;

e)第一次压滤:脱硫工艺处理22批次后,进行压滤阶段,将恒温搅拌桶中的浆料经气动泵打入压滤机中,压滤机的工作压力为2.8Mpa,处理固量在225kg;

f)硫酸钠析出:将e)步骤中压滤出来的滤液转到夹套反应釜,在加入氢氧化钠,并调到氢氧化钠百分含量为8.1%,开启恒温冷却装置,温度为:10℃,时间为:8h,保证硫酸钠全部析出,将硫酸钠结晶液经三足式离心机,分离固体硫酸钠,液体打入调液桶,进行脱硫剂浓度的调节,以备循环利用;并将析出硫酸钠晶体收集,抽样检测,合格后统一储存;

j)洗涤:e)步骤中压滤出来的废铅膏则使用去离子水进行洗涤,当洗涤水PH在9时,停止洗涤,

h)第二次压滤:将j)步骤中洗涤后的废铅膏进行压滤,制得成品铅膏,压滤机的工作压力为2.8Mpa,处理固量在225kg,铅膏中硫酸钠≤0.5%,铅膏含水率≤16%,压滤出来的滤液转到调液桶进行脱硫剂浓度的调节,以备循环利用。

上述实施例是对本发明的说明,不是对本发明的限定,任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1