一种内部消泡的铅膏碳酸氢铵脱硫方法和装置与流程

本发明涉及一种内部消泡的铅膏碳酸氢铵脱硫方法和装置，属于铅资源循环领域，用于废旧铅酸蓄电池再生过程中的铅膏脱硫。

背景技术：

我国是全球最大的铅蓄电池产销国，铅总消费量的80％都用于了蓄电池行业。铅酸蓄电池(也称铅蓄电池、铅酸电池)在通讯基站、国防装备、汽车、电动车、摩托车等领域应用广泛。2016年1～10月我国铅酸蓄电池产量达到17746万kvah，同比增长6.7％，每年报废的铅酸蓄电池有1.1亿多只，含铅量高达380多万吨。废铅酸蓄电池的再生对铅资源循环意义重大。

《铅蓄电池生产及再生污染防治技术政策》(环境保护部，2016年12月)明确要求我国废旧铅蓄电池再生需对分选出的铅膏应进行预脱硫处理。铅膏是铅资源回收的主要来源，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％)。

目前，我国已经初步建立了废铅蓄电池资源绿色循环的产业政策和技术装备体系，普遍推行“机械破碎分选-预脱硫-低温熔炼”的清洁工艺。其中，“机械破碎分选”和“低温熔炼”两个环节已经有了充分先进、高效的技术装备支撑。“铅膏预脱硫”环节普遍采用的工艺是钠法脱硫，副产物为硫酸钠，已经实现了高效、彻底脱硫，环境效益突出，但是经济效益不佳，这是由于硫酸钠产能很充足，硫酸钠价格不高，从而制约了废铅蓄电池再生行业的进一步发展。探索出更经济高效的绿色铅膏预脱硫技术工艺和装备，对铅膏清洁再生产具有很重要的推动意义。

选用碳酸氢铵作铅膏脱硫剂，可以得到副产物硫酸铵，净化后可以用于农业生产，经济价值远高于硫酸钠，但碳酸氢铵脱硫过程会产生大量的二氧化碳，气体在上升过程中，会由小气泡慢慢积聚形成大气泡，在脱硫罐中形成很厚的泡沫层，造成反应液面抬升，从而影响反应速率，大大制掣了铅膏脱硫行业碳酸氢铵法的推广应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种内部消泡的铅膏碳酸氢铵脱硫方法和装置，以碳酸氢铵为原料，副产物由硫酸钠转化为硫酸铵，经济价值提高，高效脱硫的同时，基本解决了大量发泡造成体积膨胀影响反应速率的问题，打破了铅膏脱硫行业碳酸氢铵法推广应用受泡沫层制掣的瓶颈，为废铅蓄电池再生过程铅膏脱硫提供了一个新的好方法。

本发明采用的技术方案为：

一种内部消泡的铅膏碳酸氢铵脱硫方法，包括如下步骤：

铅膏在脱硫罐中配制成固含量为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，分批投加至脱硫罐，脱硫罐的搅拌器转速保持在70～120转/min，控制脱硫罐中碳酸氢铵的质量浓度全过程不大于5％；脱硫罐中上部配置消泡桶，消泡桶内置消泡搅拌器，当反应液面没过消泡桶底部，开启消泡搅拌器，反应至罐内铅膏含硫率低于0.5％，关闭消泡搅拌器，脱硫后铅膏浆液输送至后续工序继续处理。

进一步地，消泡桶的数量为2～4个，消泡桶上下连通，上下口直径大于桶身直径，内置消泡搅拌器，利用消泡搅拌器的作用把大气泡分散成小气泡，有效降低液面的抬升，这是因为，碳酸氢铵法脱硫过程中产生的气体在上升过程中，会由小气泡慢慢积聚形成大气泡，在脱硫罐中形成泡沫层，并且泡沫层很厚，造成反应液面抬升，从而严重影响反应速率。

进一步地，脱硫罐的搅拌器转速保持在70～120转/min，消泡搅拌器转速保持在100～200转/min。

本发明所采用的装置，包括脱硫罐，脱硫罐内设备脱硫搅拌器，脱硫罐中上部配置消泡桶，消泡桶内置消泡搅拌器。

进一步地，所述的消泡桶为2～4个。

本发明的有益效果在于：

本发明以碳酸氢铵为原料，副产物由硫酸钠转化为硫酸铵，经济价值提高，高效脱硫的同时，基本解决了大量发泡造成体积膨胀影响反应速率的问题，打破了铅膏脱硫行业碳酸氢铵法推广应用受泡沫层制掣的瓶颈，为废铅蓄电池再生过程铅膏脱硫提供了一个新的好方法。

附图说明

图1是本发明所采用的设备主视图。

图2是本发明所采用的设备俯视图。

具体实施方式

本发明所采用的装置，包括脱硫罐1，脱硫罐1内设置脱硫搅拌器2，脱硫罐1中上部配置消泡桶3，消泡桶3内置消泡搅拌器4，所述的消泡桶为2～4个。

下面结合实施例对本发明做进一步说明，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％)。

实施例1

将废铅酸电池破碎后分选出的铅膏6t输入脱硫罐，加水13.8t配成质量百分数为30.3％的浆液15m³，启动搅拌器，调整搅拌转速到120r/min，搅拌5min后，称取总量1.6t的脱硫剂nh4hco3，分4次加入至脱硫罐内，间隔10min，依次加入量为0.4t、0.4t、0.4t、0.4t，全程控制脱硫罐中碳酸氢铵的质量浓度不大于5％。当反应液面没过消泡桶底部，开启消泡搅拌器进行泡沫层的消除，调整合适的消泡搅拌器转速，150r/min最佳。原始铅膏含硫率为5.7％，经此脱硫工艺脱硫60min，脱硫后铅膏含硫率为0.33％。

实施例2

将废铅酸电池破碎后分选出的铅膏10t输入脱硫罐，加水13t配成质量百分数43.48％的浆液15m³，启动搅拌器，调整搅拌转速到110转/分，搅拌5min后，称取总量2.67t的脱硫剂nh4hco3，分4次加入至脱硫罐内，间隔10min，依次加入量为0.67t、0.67t、0.67t、0.67t，全程控制脱硫罐中碳酸氢铵的质量浓度不大于5％。当反应液面没过消泡桶底部，开启消泡搅拌器进行泡沫层的消除，调整合适的消泡搅拌器转速，160r/min最佳。原始铅膏含硫率为5.6％，经此脱硫工艺脱硫60min，脱硫后铅膏含硫率为0.35％。

实施例3

将废铅酸电池破碎后分选出的铅膏14t输入脱硫罐，加水12.2t配成质量百分数53.44％的浆液15m³，启动搅拌器，调整搅拌转速到100转/分，搅拌5min后，称取总量2.67t的脱硫剂nh4hco3，分4次加入至脱硫罐内，间隔10min，依次加入量为0.93t、0.93t、0.93t、0.94t，全程控制脱硫罐中碳酸氢铵的质量浓度不大于5％。当反应液面没过消泡桶底部，开启消泡搅拌器进行泡沫层的消除，调整合适的消泡搅拌器转速，170r/min最佳。原始铅膏含硫率为5.6％，经此脱硫工艺脱硫60min，脱硫后铅膏含硫率为0.38％。

以上实施例，反应过程中罐内均无大量泡层出现，消泡桶有效地抑制了反应液面的抬升，脱硫反应可持续进行，大大提升了铅膏脱硫反应速率。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种内部消泡的铅膏碳酸氢铵脱硫方法和装置，脱硫罐中上部消泡区内，配置2～4个消泡桶，利用消泡搅拌器的剪切作用，将上升汇聚长大的气泡重新分散成小气泡，从而有效地减少液面的抬升。铅膏在脱硫罐中配制成固含量为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，分批投加至脱硫罐，脱硫罐的搅拌器转速保持在70～120r/min，泡层到达消泡区开启消泡搅拌器，转速保持在100～200r/min，控制脱硫罐中碳酸氢铵的质量浓度全过程不大于5％，很大程度降低脱硫罐内液面的抬升，解决大量发泡造成体积膨胀的问题，大幅提升了脱硫速率；运行稳定、操作简单，环境效益好。

技术研发人员：张俊丰;麻洋;黄妍;曹靖
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：2018.10.22
技术公布日：2019.01.29