专利名称：铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及腐植酸深加工技术，尤其涉及铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺。
背景技术：
铅蓄电池是一种常用的能量转條置，它进行化学能和电育^t间的转化，可以 储存电能，因此使用范围很广。铅蓄电池的阴极在反复的充电放电过程中，尤其是 在低温下，会形成海绵状金属铅颗粒。由于硫酸铅层的钝化作用和颗粒之间的相互 黏结收縮，活性就降低，导致蓄电池容量下降。为了防止这一倾向，通常在阴极物 质中添加膨胀剂，以前常用的是硫酸钡加炭黑，现在一般使用，腐植酸(代号HA)、 木质素磺,、合成鞣剂、烤胶等物质。煤炭HA用作铅蓄电池的阴极膨化剂，能提高电容量和过电压，改善低温、常鹏动性能，防止阴极物质在循环中结±央，提升阴极保m冻能力，节约f微，延长蓄电池使用寿命。如果将HA与木质素磺酸' 盐复配使用，还能大大提高充电接受能力和放电容量，因此，麟HA是铅蓄电池 生产中不可缺少的添加剂。铅蓄电池HA是从风化煤或褐煤中提取的，风化煤或者 褐煤是一种露头煤，由于受到外界因素的影响，它失去了原煤的很多特性，如硬度 差、着火点低、热值小、不能燃烧等等，所以很长时间都被认为是一种废弃物，未 加利用。我国风化煤或者褐煤资源丰富，储量大，开发煤炭HA变废为宝，M合 理利用国家资源，提高资源附加值，保护生态环境，建设和谐社会是非常有意义的。 铅蓄电池用HA，其纯度要求很高，HA含量要高，灰分和铁含量要尽量低。但长 期以来，国内外是沿用传统的碱溶一酸析一过滤一反复水^"反复干燥的生产工 艺，不仅脱炭除铁水平低，而且HA胶,液过滤洗涤困难，能耗大，产量低，环 境污染严重。近年也有资料报道，采用氢氟酸脱炭法、丙lh"水""盐酸法、离子交 换法、电渗析法、极性有机溶剂萃取法、铅沉淀法等等。用这^f寺殊方法所制得的 样品，质量极高，HA含駄95。/。以上，铁含量《0.05%，灰分大部分能降到1%以 下。但由于这些方法设备要求高，操作运行费用昂贵，所以均不适用于工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于，克s艮现有技术的不足之处，提供一种铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺。本发明解决了目前HA生产中存在的两大难题 一是铁含量超标问题，二是HA胶体溶液的固液分离问题。常用蓄电池极板所需HA要求铁含量《0.in/。，高效密封电池则要求更严。而作 为原料的风化煤中铁含量大多在0.5%以上，有的高达1.7%，总铁中黄铁矿(Fe^ ) 铁能在鹏时用NaOH去除掉(生成Fe^3 1)，但这部分铁只占2—8%，其余为不 明形态的铁。这些未知的铁可能是与煤或HA以强键形式结合的，既不溶于酸，更 不溶于碱。总铁中的70^90%^^价铁和二价铁形式，它们除少数以无机盐形式存 在外，大部分是与煤和HA官能团形成络合或螯合结构。由于络合物结构和络合稳 定性的差异，在酸、碱溶液中的溶解性和反应性也不同，这就给HA的脱铁造成了 困难。对于HA胶体的固液分离问题，由于HA溶液在极低浓度下为真溶液，而随 着浓度的增加，HA分子之间可通过氢键、金属离子桥、电荷转移络合甚至自由基 的可逆偶合而缔结鹏分子结构，从而形赚体。酸析后的HA胶体悬浮液中，HA 大部分为<2微米的胶体颗粒，既难沉降3^隹过滤，洗涤脱盐很困难。本发明所述的铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺，生产工艺分为六个部分1、 碱提制备腐植M (HA—Na):风化煤NaOH-l : 0.08~0.1,固液比=1 : 10，催化剂1.5—2% (以风化煤重量计)80~90°。下反应1小时；2、 静止沉降24小时，去渣(主要是去除灰分)；3、 用硫酸酸化，制备HA: HA—Na溶液8%硫酸溶液=1 : 1—1.2， 90。C以上 反应1小时，然后加入絮凝剂0.8—1% (以风化煤重量计)，继续反应l小时；4、 抽滤；5、 用软化水反复多次抽滤HA:抽滤后的母液和第1次与第2次的抽滤液用石 灰水中和后排放，部分稀抽滤液可回用，配制8%硫酸溶液；6、 热风干燥鰣11H30。C。本发明所述铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺， 一是优选了催化剂，这种催化 剂在碱提阶段能，HA—Fe络合物分解，从而在制备工艺的第一步就基本脱除了 铁；二是筛选出复合絮凝剂，这种絮凝剂不仅含有能鹏HA胶体粒子团聚的组分， 又含有可与二价铁、三价铁生成可溶络合物的络合剂。它可优先与HA中残留的二 价铁、三价铁络合，以尽量减少与HA再次络合或被吸附的机会，又促进HA胶体团聚，使过滤和洗涤速度大大加快。所以，本发明所述制备工艺，在制备铅蓄电池 用高纯度腐植酸方面具有明显的技术优势，在开发和充分利用我国现有风化煤资源 方面将发挥非常重要的作用。 附图
i兌明附图是本发明所述铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺的工艺流程图。H提 制备腐植酸钠2—静止沉降24小时去渣处理3—用硫酸酸化并制备HA 4—抽 滤5—用软化水反复多次抽滤HA 6"^冉风千燥
具体实施例方式现参照附图，结合实施例，对本发明所述铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺详 细说明如下常用蓄电池极板所需HA要求铁含量《O.P/。，高效密封电池则要求更 严。而作为原料的风化煤中铁賴大多在0.5%以上，有的高达1.7%，总铁中黄铁 矿(Fe^ )铁能在碱提时用NaOH去除掉(生成Fe2 03 0，但这部分铁只占2—8%， 其余为不明形态的铁。这些未知的铁可能是与煤或HA以强键形式结合的，既不溶 于酸，更不溶于碱。总铁中的7O^90。/。^H价铁和二价铁形式，它们除少数以无机 盐形式存在外，大部分是与煤和HA官能团形成络合或螯合结构。由于络合物结构 和络合稳定性的差异，在酸、碱溶液中的溶解性和反应性也不同，逸就给HA的脱 铁造成了困难。对于HA胶体的固液分离问题，由于HA溶液在极低浓度下为真溶 液，而随着浓度的增加，HA分子之间可通过氢键、金属离子桥、电荷转移络合甚 至自由基的可逆偶合而缔结鹏分子结构，从而形赚体。酸析后的HA胶体悬浮 液中，HA大部分为〈2微米的胶体颗粒，既难沉降30i过滤，洗涤脱盐很困难。本发明所述的铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺，生产工艺分为六个部分根据碱提制备腐植,1，也可以称为鹏制备腐植酸钠(HA—Na)，具体是 风化煤NaOH= 1 : 0.08~0.1，固液比=1 : 10，催化剂1.5—2% (以风化煤重量计) 80^90'C条件下反应1小时；根据静止沉降24小时去渣处理2，进纟，止沉降24小时处理，去渣(主要是去除灰分)；根据用硫酸酸化并制备HA3，用硫酸酸化，制备HA: HA—Na溶液8°/。硫酸 溶液=1 : 1一1.2， 9(TC以上反应1小时，然后加入絮凝剂0.8—1% (以风化煤重 量计)，继续反应l小时；按抽滤4进行抽滤处理；根据用软化水反复多次抽滤HA5，用软化水反复多次抽滤HA，抽滤后的母液 和第1次与第2次的抽滤液用石灰水中和后排放，部分稀抽滤液可回用，配制8% 硫酸溶液；根据热风千燥6进行热风佛驢11H30。C 。本发明所述铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺， 一是优选了催化剂，这种催化 剂在碱提阶段能，HA""Fe络合物分解，从而在制备工艺的第一步就基本脱除了 铁；二是鹏出复合絮凝剂，这种絮凝剂不仅含有能鹏HA胶体粒子团聚的组分, 又含有可与二价铁、三价铁生成可溶络合物的络合剂。它可优先与HA中残留的二 价铁、三价铁络合，以尽量减少与HA再次络合或被吸附的机会，又,HA胶体 团聚，使过滤和洗涤速度大大加快。所以，本发明所述制备工艺，在制备铅蓄电池 用高纯度腐植酸方面具有明显的技术优势，在开发和充分利用我国现有风化煤资源 方面将发挥非常重要的作用。
权利要求
1、铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺，其特征在于生产工艺分为六个部分根据碱提制备腐植酸钠(1)，具体是风化煤∶NaOH＝1∶0.08-0.1，固液比＝1∶10，催化剂1.5-2％(以风化煤重量计)80-90℃条件下反应1小时；根据静止沉降24小时去渣处理(2)，静止沉降24小时，去渣(主要是去除灰分)；根据用硫酸酸化并制备HA(3)，用硫酸酸化，制备HA∶HA-Na溶液∶8％硫酸溶液＝1∶1-1.2，90℃以上反应1小时，然后加入絮凝剂0.8-1％(以风化煤重量计)，继续反应1小时；按抽滤(4)进行抽滤处理；根据用软化水反复多次抽滤HA(5)，用软化水反复多次抽滤HA，抽滤后的母液和第1次与第2次的抽滤液用石灰水中和后排放，部分稀抽滤液可回用，配制8％硫酸溶液；根据热风干燥(6)进行热风干燥温度110-130℃。
全文摘要
铅蓄电池用高纯度腐植酸制备工艺，生产工艺分为六个部分碱提制备腐植酸钠(HA-Na)，具体是风化煤∶NaOH＝1∶0.08-0.1，固液比＝1∶10，催化剂1.5-2％(以风化煤重量计)80-90℃条件下反应1小时；静止沉降24小时，去渣(主要是去除灰分)；用硫酸酸化，制备HAHA-Na溶液∶8％硫酸溶液＝1∶1-1.2，90℃以上反应1小时，然后加入絮凝剂0.8-1％(以风化煤重量计)，继续反应1小时；抽滤处理；用软化水反复多次抽滤HA，抽滤后的母液和第1次与第2次的抽滤液用石灰水中和后排放，部分稀抽滤液可回用，配制8％硫酸溶液；热风干燥温度110-130℃。本发明优选了催化剂，筛选出复合絮凝剂，所以，本发明在制备铅蓄电池用高纯度腐植酸方面具有明显的技术优势。
文档编号C08H99/00GK101333296SQ20081013874
公开日2008年12月31日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者邱永利 申请人:邱永利