本发明涉及一种超声波强化碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，属于废旧铅酸蓄电池资源再生领域，用于废旧铅酸蓄电池再生过程中的铅膏脱硫。
背景技术：
我国是世界上第一大铅的产销国，铅消费量的80%在铅酸蓄电池中，我国每年报废的铅酸蓄电池有3亿多只，含铅近400万吨。铅酸蓄电池中含有铅、硫酸，属于危险废物，必须安全处置。废旧铅酸蓄电池汇集到再生铅企业后，先进行破碎分选，得到塑料、废酸、铅头、铅膏等主要的物料，其中铅膏是最主要的组成，铅膏的主要成分包括：PbSO4（50-60%）、PbO2（30-35%）、PbO（10-15%）和其他物质（0.2-0.7%）。现行的铅循环产业政策要求对铅膏进行预脱硫处理，将硫酸铅转变为碳酸盐等不含硫的物质，再进入熔炼环节，这样熔炼时不仅可以进行低温熔炼，大大降低能耗的同时减少铅的挥发损失，而且熔炼过程不产生或者很少产生二氧化硫，使熔炼过程变得更清洁，更环保。目前行业采用的铅膏预脱硫工艺几乎都是碳酸钠脱硫工艺，脱硫效果很好，运行也很稳定，但预脱硫的产物为硫酸钠，我国硫酸钠产能很非常充足，且硫酸钠价格不高，因而碳酸钠预脱硫系统尽管实现了铅膏再生的清洁生产，但经济效益不佳。探索更经济高效的铅膏预脱硫技术工艺和装备，对铅膏清洁再生产业进步有很重要的推动意义。
碳酸铵和碳酸氢铵是另外两种可以用做铅膏预脱硫剂的物质，脱硫后得到的硫酸铵净化后可以用于农业生产，但目前碳酸铵的价格过高，将其用于铅膏预脱硫，最终的经济性能比采用碳酸钠更低。碳酸氢铵的价格较碳酸铵低很多，用作铅膏预脱硫将会比碳酸钠工艺效益有可能大大提升。碳酸氢铵与硫酸铅的反应如下：
PbSO4（S）+2NH4HCO3= PbCO3（S）+(NH4)2SO4+CO2↑
可见，反应过程有两个问题需要重视，一是硫酸铅PbSO4固体与可溶的NH4HCO3反应，生成了固体PbCO3和可溶的(NH4)2SO4，生成的PbCO3将包裹在PbSO4表面，形成产物层，将阻碍PbSO4 与NH4HCO3的进一步反应，要使脱硫反应进行的彻底，必须采取强化措施及时将包裹在PbSO4表面的PbCO3产物壳层粉碎并及时剥离；二是脱硫反应过程生成大量的CO2，这将造成反应罐产生大量的泡沫，必须采取措施及时将泡沫消除。
技术实现要素：
为了解决碳酸氢铵铅膏脱硫反应过程产物覆盖反应物表面阻碍反应进行和产生大量泡沫的问题，提升碳酸氢铵在铅膏脱硫反应过程中的效果，本发明提供一种超声波强化碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，利用超声波对于固体的粉碎作用即时破碎包裹在反应物表面的产物层，产物层破碎后随即在搅拌的作用下分散到浆液中去；同时利用超声波的空化作用即时打碎泡沫中的气泡，释放出气泡中夹带的浆液，防止泡沫层膨胀。
本发明的技术方案为：
一种超声波强化碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫方法，包括如下步骤：铅膏称重后在脱硫罐中加水或者硫酸铵溶液配制成固含量30~70%（质量百分数或质量浓度）的浆液，脱硫剂碳酸氢铵总量为铅膏中硫酸铅物质的量的2.02~2.10倍，脱硫剂碳酸氢铵分批加入脱硫罐，控制脱硫罐中碳酸氢铵的质量浓度全过程不大于5%；脱硫罐配置转速可调的搅拌器，搅拌器转速70~120转/分钟，使脱硫罐中的浆液混合良好；脱硫罐同时配置超声波发生器，开始加入脱硫剂时启动超声波发生器开始脱硫反应，固体物料含硫率低于设定的标准时，停止超声波发生器，启动排浆泵将反应后的物料输送到后续工序，物料输送完毕后停止输送泵和搅拌器。
进一步地，超声波发生器的配置通过在脱硫罐中部配置反应超声波发生器探头及在脱硫罐中上部配置消泡超声波发生器探头实现；在脱硫罐中部，配置2个或者4个反应超声波发生器探头，释放超声波用于强化脱硫，探头从脱硫罐壁面外部插入，浸没在脱硫浆液中；在脱硫罐上中部，配置2个或者4个消泡超声波发生器探头，探头从脱硫罐壁面外部插入，浸没在脱硫过程的泡沫层中，实现消泡。
进一步地，脱硫罐底部为中心高、周边低的倒V字形，既便于比重较大的铅头富集而不沉淀，也便于排浆泵吸液，且脱硫罐底部配排浆泵。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明采用超声波强化碳酸氢铵为脱硫剂的铅膏脱硫反应，一方面强化了脱硫过程反应物料的表面更新，另一方面有效消除了反应产生的泡沫，取得了非常好的脱硫效果。
（2）本发明的方法工艺简单，设备结构简单，运行能耗低，工业应用性强。
附图说明
图1为本发明工艺的设备流程图，其中，1、脱硫罐，2、搅拌桨，3、消泡超声波探头，4、反应超声波探头，5、排浆泵。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明并不限于此。
铅膏称重后在脱硫罐中加水或者硫酸铵溶液配制成固含量30~70%的浆液，脱硫剂碳酸氢铵总量为铅膏中硫酸铅物质的量的2.02~2.10倍，分批加入脱硫罐1，控制脱硫罐中碳酸氢铵的浓度全过程不大于5%。调整脱硫罐1的搅拌器2转速70~120转/分钟，使脱硫罐1中的浆液混合良好。开始加入碳酸氢铵后启动反应超声波发生器4与消泡超声波发生器3。脱硫反应完成后停止超声波发生器3、4并启动排浆泵5将反应后的浆液输送至后续压滤等工序，物料输送完毕后停止搅拌器2和排浆泵5。
实施例1
将废铅酸电池破碎后所得铅膏400公斤输入脱硫罐，加水900公斤配成质量百分数为30.8%的浆液1 m3，启动搅拌器，调整搅拌转速到80转/分，搅拌5分钟后，称取总量107公斤脱硫剂NH4HCO3，启动超声波发生器，分3次加入NH4HCO3，间隔10min，依次加入量为50公斤、40公斤、27公斤。原始铅膏含硫率为5.3%，经此脱硫工艺脱硫40min，脱硫后铅膏含硫率为0.32%。
实施例2
将废铅酸电池破碎后所得铅膏600公斤输入脱硫罐，加水900公斤配成质量百分数为40%的浆液1.2 m3，启动搅拌器，调整搅拌转速到100转/分，搅拌5分钟后，称取总量162公斤脱硫剂NH4HCO3，启动超声波发生器，分3次加入NH4HCO3，间隔10min，依次加入量为80公斤、60公斤、22公斤。原始铅膏含硫率为5.3%，经此脱硫工艺脱硫40min，脱硫后铅膏含硫率为0.34%。
实施例3
将废铅酸电池破碎后所得铅膏1200公斤输入脱硫罐，加水900公斤配成质量百分数为57%的浆液1.5m3，启动搅拌器，调整搅拌转速到120转/分，搅拌5分钟后，称取总量330公斤脱硫剂NH4HCO3，启动超声波发生器，分4次加入NH4HCO3，间隔10min，依次加入量为400公斤、300公斤、300公斤、200公斤。原始铅膏含硫率为5.3%，经此脱硫工艺脱硫60min，脱硫后铅膏含硫率为0.28%。