废铅蓄电池资源化综合利用的方法_4

文档序号:9617704阅读:来源:国知局
到0°C,Pb (N03) 2结晶析出,经固-液分离得到Pb (NO 3) 2产品,得到的分离母液经过进一步分离除杂后进入第三步作为配制硝酸溶液浸取的液使用;
[0187](10)除杂脱色:在釜式搅拌除杂脱色精制设备中,加入吸附除杂剂,除杂脱色剂除为活性碳,使用数量为溶液质量的1.0%,将第六步得到的液相物料进行除杂脱色操作,经过吸附除杂的PbS04S液进入下一步;
[0188](11)固-液分离:在沉降式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,得到的液相物料进入第十二步进一步分离精制,得到的固相物料经过处理后进入上一步作为吸附除杂剂实现循环使用;
[0189](12)蒸发脱氨:在釜式搅拌蒸发脱氨设备中,将上一步得到的物料进行加热、减压操作,减压操作的绝对压强为0.0lPMa,将溶液中的氨蒸发脱除进入气相,分离出的氨进入第五步作为浸取液实现循环使用,在蒸发除氨的同时,PbSO##晶析出,经固-液分离,得到的液相物料进入第五步作为浸取液实现循环使用,得到的固相物料为PbS04产品;
[0190](13)洗涤除杂:在釜式搅拌洗涤除杂设备中,加入洗涤液,洗涤除杂液为水,水加入量与二氧化铅的质量比为1:1,将第六步得到的固相物料进行洗涤除杂分离;
[0191](14)固-液分离:在压滤式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,得到的液相物料经过进一步分离精制后进入第十三步作为洗涤液实现循环使用,得到的固相物料进入下一步分离精制;
[0192](15)干燥焙烧:将上一步得到的固相物料进行干燥,干燥温度为200°C,焙烧温度为600 °C之间,得到的固相物料为?1^02产品。
[0193]Part 3铅蓄电池电极的制备
[0194]以废铅蓄电池经分离精制得到的PbS04、PbO、Pb02直接作为制备铅蓄电池正极活性物质和负极活性物质的原料,制备铅蓄电池电极板,其特征在于所述方法步骤如下:
[0195](1)配料混合:分别在正极、负极的釜式搅拌配料混合设备中,将精制得到的PbS04分别与正极、负极活性物质添加剂进行配料混合。正极活性物质添加剂为石墨,添加量为混合物质量的0.1 ;将精制得到的PbSOjP负极活性物质添加剂进行配料混合,负极活性物质添加剂为膨胀剂和阻化剂,膨胀剂为BaS04和石墨,膨胀剂BaSO 4和膨胀剂的添加量为混合物质量的0.1%,阻化剂为腐植酸,腐植酸添加量为2.5%,经过配料混合得到正极涂填料和负极涂填料进入下一步;
[0196](2)涂填极板:分别将上一步配料混合得到的正极涂填料、负极涂填料作为制备铅蓄电池正、负极活性物质的原料涂填到电极的正极和负极板栅上。正、负极板栅材料均为金属铅,形状为板状,制备得到正极生极板和负极生极板进入下一步;
[0197](3)干燥:将上一步制备得到正极生极板和负极生极板进行干燥,干燥温度为10°C,经过干燥的正极生极板和负极生极板进入下一步;
[0198](4)装配:将上一步制备得到的正极生极板和负极生极板按照铅蓄电池的要求装配成铅蓄电池;
[0199](5)灌液:将配制的硫酸电解液灌入上一步装配得到的铅蓄电池中,电解液中硫酸的浓度为0.6mol/L ;
[0200](6)电化学化成:采用电化学化成技术,化成的操作温度为10°C,操作电流密度为5mA/cm2-20mA/cm2,当化成槽的单体电池槽电压稳定在2.6V-2.8V时,电化学化成完毕,在阳极上PbS04氧化制备得到PbO 2,得到的?1^02直接作为正极活性物质,制备得到正极板;在阴极上PbS04还原制备得到海绵状Pb,得到的Pb直接作为铅蓄电池负极活性物质,制备得到铅蓄电池负极板,在得到铅蓄电池电极板的同时也实现了废铅蓄电池铅资源化的利用。
[0201]实施例二
[0202]如图1-3所示,一种废铅蓄电池资源化综合利用的工艺方法,特别是涉及废铅蓄电池中含铅物料的资源化综合利用的工艺技术,主要由“废铅蓄电池中铅膏的分离”、“以铅膏为原料分离制备PbS04、Pb0、Pb02”以及“铅蓄电池电极的制备”三部分组成。其特征在于所述方法步骤如下:
[0203]Part 1废铅蓄电池中铅膏的分离
[0204]以废铅蓄电池为原料,将废铅蓄电池进行初步分离,得到含一氧化铅、硫酸铅、二氧化铅的含铅材料的铅膏以及其他材料的回收利用同实施例二的技术方案。
[0205]Part 2以铅膏为原料分离制备PbS04、PbO、Pb02
[0206]以废铅蓄电池的含铅材料处理得到的铅膏经过分离方法得到的PbO、PbS04、Pb02混合物为原料,分离得到PbO、PbSOjP PbO 2产物,其特征在于所述方法步骤如下:
[0207](1)洗涤除杂:在静态混合器中洗涤除杂设备中,将废铅蓄电池进行等经预处理进行初步分离得到含PbO、PbS04、Pb02的铅膏进行洗涤除杂处理,混合物与水的质量比为1: 5经洗涤除杂的物料进入下一步;
[0208](2)固-液分离:在离心式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,经固-液分离得到的液相物料经过进一步分离精和除杂处理后作为第一步的洗涤液循环使用,固相物料进入下进一步;
[0209](3)硝酸浸取:在釜式搅拌浸取溶解设备中,硝酸浓度为4.0mol/L,硝酸与铅膏中PbO的摩尔比为1.0:1.6,操作温度为40°C,硝酸与?130、?&504、?1302混合物中的PbO发生反应,将物料中的PbO生成可溶性的Pb (N03) 2水溶液,经过硝酸取浸取的物料进入下一步;
[0210](4)固-液分离:在压滤式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,得到的液相物料进入第七步进一步分离精制得到Pb (N03) 2,以得到的Pb (N03) 2为原料进一步得到PbO产品,固相物料进入下一步;
[0211](5)氨法浸取:在釜式搅拌氨浸取设备中,加入(NH4)S04、H20和NH3.H20,以及上一步得到的PbSOjP PbO 2混合物,浸取液NH 3.Η20- (ΝΗ4) #04中游离氨的摩尔浓度为26.0mol/L,溶液中硫酸铵摩尔浓度为4.0mol/L, 40°C,物料中的PbS04进入NH3.H20- (NH4) 304浸取液,经氨法浸取溶解的物料进入下一步;
[0212](6)在离心式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,得到的液相物料进入第十步进一步分离精制,得到的固相物料进入第十三步进一步分离精制;
[0213](7)除杂脱色:在釜式搅拌除杂脱色精制设备中,加入吸附除杂剂,除杂脱色剂除为活性碳、硅藻土和分子筛吸附剂,使用数量为溶液质量的2.0%,将第四步得到的液相物料进行除杂脱色操作,经过吸附除杂脱色的Pb(N03)2溶液进入下一步;
[0214](8)固-液分离:在沉降式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,得到的液相物料进入第九步进一步分离精制,固相物料经过处理后进入上一步作为吸附除杂剂实现循环使用;
[0215](9)冷却结晶:在釜式搅拌冷却结晶设备中,将上一步得到的Pb(N03)2精制溶液冷却到10°C,Pb (N03) 2结晶析出,经固-液分离得到Pb (NO 3) 2产品,得到的分离母液经过进一步分离除杂后进入第三步作为配制硝酸浸取液使用;
[0216](10)除杂脱色:在釜式搅拌除杂脱色精制设备中,加入吸附除杂剂,除杂脱色剂除为活性碳、硅藻土和分子筛吸附剂,使用数量为溶液质量的2.0%,将第六步得到的液相物料进行除杂脱色操作,经过吸附除杂的PbS04S液进入下一步;
[0217](11)固-液分离:在离心式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,得到的液相物料进入第十二步进一步分离精制,固相物料经过处理后进入上一步作为吸附除杂剂实现循环使用;
[0218](12)蒸发脱氨:在釜式搅拌蒸发脱氨设备中,将上一步得到的物料进行加热、减压操作,操作的绝对压强为0.04MPa,将溶液中的氨蒸发脱除进入气相,进入气相氨发进入第五步作为浸取液实现循环使用,在氨蒸发除氨的同时,PbSO##晶析出,经固-液分离,得到的液相物料进入第五步作为浸取液实现循环使用,固相物料为PbS04产品;
[0219](13)洗涤除杂:在釜式搅拌4洗涤除杂设备中,加入洗涤液,洗涤除杂液为甲醇,加入量与二氧化铅的质量比为1:4,将第六步得到的固相物料进行洗涤除杂分离;
[0220](14)固-液分离:在沉降式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,得到的液相物料经过进一步分离精制后进入第十三步作为洗涤液实现循环使用,得到的固相物料进入下一步分离精制;
[0221](15)干燥焙烧:将上一步得到的固相物料进行干燥,干燥温度为100°C,焙烧温度为400 °C,得到的固相物料为?1^02产品。
[0222]Part 3铅蓄电池电极的制备
[0223]以废铅蓄电池经分离精制得到的PbS04、PbO、Pb02直接作为制备铅蓄电池正极活性物质和负极活性物质的原料,制备铅蓄电池电极板,其特征在于所述方法步骤如下:
[0224](1)配料混合:分别在正极、负极的管式配料混合设备中,将精制得到的PbO、PbS04、PbO分别与正极、负极活性物质添加剂进行配料混合,配料混合物中PbS04、PbO、Pb02的摩尔比为1.0:1.0:1.0,正极活性物质添加剂为石墨、石墨烯、炭,添加量为混合物质量的1.0% ;负极活性物质添加剂为膨胀剂和阻化剂,膨胀剂为BaS04和石墨、石墨稀、炭黑、木炭,膨胀剂BaS04和膨胀剂的添加量为混合物质量的1.0%,阻化剂为腐植酸和木素磺酸盐,阻化剂添加量为2.5%,经过配料混合得到正极涂填料和负极涂填料进入下一步;
[0225](2)涂填极板:分别将上一步配料混合得到的正极涂填料、负极涂填料作为制备铅蓄电池正极活性物质、负极活性物质的原料涂填到电极的正极和负极板栅上,正、负极板栅为铅与锑合金,板栅形状为丝网状,制备得到正极生极板和负极生极板进入下一步;
[0226](3)干燥:将上一步制备得到正极生极板和负极生极板进行干燥,干燥温度120°C,经过干燥的正极生极板和负极生极板进入下一步;
[0227](4)装配:将上一步制备得到的正极生极板和负极生极板按照铅蓄电池的要求装配成铅蓄电池;
[0228](5)灌液:将配制的硫酸电解液灌入上一步装配得到的铅蓄电池中,电解液中硫酸的浓度为8.0mol/L,硫酸电解液添加稀土硫酸盐,稀土元素为铈、铕、镧、钇,变价稀土离子Ce3+和Eu 3+在电池化成液的浓度分别为0.001mol/L,稀土离子RE 3+在电池化成液的总浓度为 0.20mol/L ;
[0229](6)电化学化成:采用电化学化成技术,电化学化成方法为恒电流法,操作温度为60°C,操作电流密度为20mA/cm2,在阳极上PbS04氧化制备得到PbO 2,得到的?1^02直接作为正极活性物质,制备得到正极板;在阴极上PbS04还原制备得到海绵状Pb,得到的Pb直接作为铅蓄电池负极活性物质,制备得到铅蓄电池负极板,在得到铅蓄电池电极板的同时也实现了废铅蓄电池铅资源化的利用。
[0230]实施例三
[0231]如图1-3所示,一种废铅蓄电池资源化综合利用的工艺方法,特别是涉及废铅蓄电池中含铅物料的资源化综合利用的工艺技术,主要由“废铅蓄电池中铅膏的分离”、“以铅膏为原料分离制备PbS04、Pb0、Pb02”以及“铅蓄电池电极的制备”三部分组成。其特征在于所述方法步骤如下:
[0232]Part 1废铅蓄电池中铅膏的分离
[0233]以废铅蓄电池为原料,将废铅蓄电池进行初步分离,得到含一氧化铅、硫酸铅、二氧化铅的含铅材料的铅膏以及其他材料的回收利用同实施例二的技术方案。
[0234]Part 2以铅膏为原料分离制备PbS04、PbO、Pb02
[0235]以废铅蓄电池的含铅材料处理得到的铅膏经过分离方法得到的PbO、PbS04、Pb02混合物为原料,分离得到PbO、PbSOjP PbO 2产物,其特征在于所述方法步骤如下:
[0236](1)洗涤除杂:在管式洗涤除杂设备中,将废铅蓄电池进行等经预处理进行初步分离得到含PbO、PbS04、Pb02的铅膏进行洗涤除杂处理,混合物与水的质量比为1:10经洗涤除杂的物料进入下一步;
[0237](2)固-液分离:在压滤式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,经固-液分离得到的液相物料经过进一步分离精和除杂处理后作为第一步的洗涤液循环使用,固相物料进入下进一步;
[0238](3)硝酸浸取:在管式浸取溶解设备中,硝酸浓度为8.0mol/L,硝酸与铅膏中PbO的摩尔比为1.0:2.0,操作温度为20°C,硝酸与?130、?&504、?1302混合物中的PbO发生反应,将物料中的PbO生成可溶性的Pb(N03)2水溶液,经过硝酸取浸取的物料进入下一步;
[0239](4)固-液分离:在离心式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,得到的液相物料进入第七步进一步分离精制得到Pb (N03) 2,以得到的Pb (N03) 2为原料进一步得到PbO产品,固相物料进入下一步;
[0240](5)氨法浸取:在管式浸取设备中,加入(NH4) S04、H20和ΝΗ3.Η20,以及上一步得到的PbSOjP PbO 2混合物,浸取液NH 3.H20_ (NH4) 2304中游离氨的摩尔浓度为36.0mol/L,溶液中硫酸铵摩尔浓度为6.0mol/L,操作温度为60°C,物料中的PbS04进入ΝΗ3.Η20_ (NH4) S04浸取液,经氨法浸取溶解的物料进入下一步;
[0241](6)在叶片式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,得到的液相物料进入第十步进一步分离精制,得到的固相物料进入第十三步进一步分离精制;
[0242](7)除杂脱色:在管式除杂脱色精制设备中,加入吸附除杂剂硅藻土,使用数量为溶液质量的5.0%,将第四步得到的液相物料进行除杂脱色操作,经过吸附除杂脱色的Pb(N03)2溶液进入下一步;
[0243](8)固-液分离:在叶片式固-液分离装置中,将上一步得到的物料进行固-液分离,得到的液相物料进入第九步进一步分离精制,固相物料经过处理后进入上一步作为吸附除杂剂实现循环使用;
[0244](9)冷却结晶:在管式冷却结晶设备中,将上一步得到的Pb(N03)2精制溶液冷却到20 V,Pb (N03) 2结晶析出,经固-液分离得到Pb (NO 3) 2产品,得到的分离母液经过进一步分离除杂后进入第三步作为配制硝酸浸取液使用;
[0245](10)除杂
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