本发明涉及铅酸蓄电池生产技术领域,具体涉及一种铅酸蓄电池淋酸铅泥加工再利用的方法。
背景技术:
在蓄电池的生极板制造过程中,涂片是将浇铸的板栅经过涂板机将铅膏涂抹在板栅上,为了保证产品质量,防止极板表面水分过度失水,涂片后的湿极板要求表面进行淋酸处理,形成一种硫酸铅层,以防止极板表面开裂。但是在涂片淋酸工段会产生淋酸铅泥,尤其大部分极板厂商采用两道淋酸,产生的量是很大的,甚至有超过2%的淋酸铅泥产生量。
目前传统的淋酸铅泥处理方式有以下几种:
1、大部分厂商选择直接报废,成本差价约5000元/吨左右,淋酸铅泥为危险固废,铅泥中含有大量的铅粉,这些铅粉若丢弃不仅会引起铅中毒,而且还浪费资源。
2、选择烘干、磨成粉直接添加回用,如申请公开号为cn106129515a的专利文献公开了蓄电池极板固废淋酸铅泥的回收和利用方法,将含铅悬浮酸液进行收集并立即采用压滤方法将含铅悬浮酸液中的铅粉与淋酸液分离,将回收铅粉收集、烘干、粉碎、去杂后,按铅粉成分和数量再利用。又如申请公布号为cn103647116a本发明是一种铅泥回收利用方法,该回收方法包括以下步骤:(1)回收铅泥:将通过压滤机分离的铅泥装入料桶内;(2)干燥:将装入铅泥的料桶放入固化室内进行干燥,使料桶内铅泥的含水量小于3%;(3)打磨、过筛:将上述固化后的铅泥通过研磨机进行打磨,然后过80目的筛子;(4)回收:将上述研磨后的铅粉重新输送给和膏机回收使用。
由于淋酸铅泥基本以硫酸铅为主,约60-80%,氧化铅只有15-20%,如果将烘干的淋酸铅粉直接加入,很难转换成活性物质,只会增加极板重量,并不会增加极板容量,没有任何意义,反而会影响电池活性。
因此,合理利用淋酸铅泥,减少直接经济损失,存在巨大的利润空间。而如何将淋酸铅泥转换成有效活性物质,是本领域技术人员面临的技术问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种铅酸蓄电池淋酸铅泥加工再利用的方法,将淋酸铅泥中主要成分硫酸铅转化成活性成分氧化铅,有效再利用淋酸铅泥,提高经济效益。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种铅酸蓄电池淋酸铅泥加工再利用的方法,包括:
(1)将干燥后的淋酸铅泥粉碎,再加入到氢氧化钠溶液中,在60-80℃条件下进行反应,获得脱硫产物;
(2)将脱硫产物水洗至中性,压滤成回收铅膏,重新输送给和膏机回收使用。
本发明在60-80℃的高温条件下,淋酸铅泥中的硫酸铅与氢氧化钠发生中和反应,大部分硫酸铅转化成氧化铅,氧化铅是蓄电池极板的主要活性成分。由于本发明的原料硫酸铅泥为铅酸蓄电池生产中的废弃产物,利用本发明的方法将废弃产物转化成有效物质,又应用于铅酸蓄电池的生产,实现了废物循环利用,可以减少铅酸蓄电池的生产成本,同时减少废铅对环境的破坏。
步骤(1)中,利用转速为1500转/min的高速旋转炉对淋酸铅泥进行旋转搅拌、粉碎,细度同铅膏一样,不存在结块现象。
作为优选,步骤(1)中,所述淋酸铅泥粉碎至粒径≤1.5mm。
作为优选,所述氢氧化钠溶液的质量浓度1.0-1.3%。
作为优选,步骤(1)中,氢氧化钠的质量占淋酸铅泥总质量的1.0-1.3%。
作为优选,步骤(1)中,往反应体系中加入质量占淋酸铅泥总质量0.1-0.12%的碳酸钠。碳酸钠在反应中起到催化剂的作用,更有利于反应体系中氧化铅的生成。
作为优选,步骤(1)中,反应温度为80℃。
作为优选,步骤(1)中,反应的时间为0.5-1h。
保证原料的充分反应,反应过程中,对反应体系进行搅拌。作为优选,反应过程中,每隔10-15min对反应体系搅拌一次,每次以1000-1500转/min的速率搅拌5-10min。
反应结束后,固液分离,收集脱硫产物,生成的脱硫产物中氧化铅的含量大于80%,硫酸铅含量小于15%,说明大部分的硫酸铅转化成了氧化铅。
用纯水洗涤脱硫产物,重复多次,至ph值为中性。水洗可以保证回收铅膏的一致性能。压滤形成4.15g/cm3的铅膏,铅膏物理性状均匀,无结块。
脱硫产物去杂质后作为添加成分进行铅膏和制,作为优选,步骤(2)中,回收铅膏称重后按照1-3%质量比加入到和膏机的铅膏中。按照固定添加量加入到铅膏中,保证铅膏的准确性。更为优选,按照2.2%的质量比添加。
本发明具备的有益效果:
(1)本发明以铅酸蓄电池生产的副产物淋酸铅泥为原料,加入片碱氢氧化钠,在高温条件下进行反应,使得淋酸铅泥中的主要成分硫酸铅转化成铅酸蓄电池的活性成分氧化铅,重新应用到铅酸蓄电池的生产中,实现淋酸铅泥的循环利用,既可以降低生产成本,还减轻了厂商在生产过程中淋酸铅泥的处理问题。
(2)本发明方法简单易操作,相较于现有的直接回用的方法,本发明方法制得的铅膏电化学性能更好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一、一种铅酸蓄电池淋酸铅泥加工再利用的方法,包括:
1、回收淋酸铅泥:铅酸蓄电池制造过程中,在涂片工段产生淋酸铅泥,固液分离除去淋酸液,收集淋酸铅泥;
2、粉碎淋酸铅泥:采用1500转/min高速旋转搅拌、粉碎,细度同铅膏一样,不存在结块现象;
3、中和反应:加入1.25%的片碱在高温下(80℃)进行中和反应1h,反应结束收集脱硫产物;
4、水洗压滤:用纯水进行清洗至ph值中性,压滤成回收铅膏;
5、再利用:压滤好后的回收铅膏称重,按2.2%比例直接加进和膏机中回用。
二、性能分析
以现有技术中淋酸铅泥烘干、粉碎后直接回用作为对照。
1、脱硫产物中成分分析,结果如表1所示。
表1
由表1可知,利用实施例1的方法,淋酸铅中大部分硫酸铅转化成氧化铅,氧化铅的含量大于60%。
2、脱硫后制得的回收铅膏易稀释,搅拌后没有结块,分散性好,分布均匀。
3、加工成6-dzm-20负极板,检测强度、游离铅等指标,结果如表2所示。
表2固化后生极板游离铅和强度对比
注:强度以极板经跌落试验活性物质的掉落量表征。
由表2可知,经实施例1方法制备的铅膏其游离铅含量及极板的强度均优于现有技术。
4、将上述负极板组装成铅酸蓄电池6-dzm-20,进行电化学性能检测,结果如表3、4所示。
表3电池的2小时率容量、低温性能检测
由表3可知,实施例1制得的铅膏组成的电池低温性能较大幅度提高。
表4电池容量和循环次数测试
由表4可知,实施例1制备的铅膏组成的电池的容量和循环次数均比对照高,电池的循环性能大幅度提高。
上述比较结果表明,本发明的方法制备的铅膏比现有技术的回收铅膏性能更好。