一种废铅酸蓄电池铅膏脱硫方法技术

本发明专利技术涉及一种废铅酸蓄电池铅膏脱硫方法。其技术方案是：先将破碎后的废铅酸蓄电池中的铅膏加入到反应罐中，通入1~25wt%的氨水或1~25wt%的含氨基物质的溶液，所通入的氨水中的氨的摩尔量或含氨基物质溶液中的氨基的摩尔量为铅膏中硫酸铅的摩尔量的1~10倍；在室温条件下连续搅拌，固液分离，得到脱硫铅膏和滤液。再将滤液置入蒸发结晶罐中，采用单效真空蒸发浓缩结晶工艺，得到硫酸铵副产物，然后将结晶过程中的蒸发液冷却至室温，再通入反应罐中循环使用。最后将脱硫铅膏在315~400℃条件下煅烧还原1~10小时，煅烧还原过程回收的二氧化碳气体通入反应罐中循环利用。本发明专利技术具有工艺简单、脱硫率高、环境友好和成本低的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废铅酸蓄电池铅膏的回收利用
，具体涉及一种废铅酸蓄电池铅膏脱 硫方法。
技术介绍
铅是人类常用金属之一，其产量在有色金属中仅次于铝、铜和锌，居第4位。目前铅主要用于铅蓄电池，据不完全统计，全世界消费的铅中，大约有80 85%用于铅酸蓄电池。随着现代通讯及交通运输行业的飞速发展，人类对铅酸蓄电池的需求还将继续增长。然而按照目前铅矿资源的储采比，在2003年时世界铅储量和储量基础静态保证年限分别为21年和43年，铅资源日益枯竭；而铅酸蓄电池的使用寿命只有2 4年，每年报废的数量巨大。废铅蓄电池中含有铅、锑和硫酸等化学成分，如不加以处理和回收，不仅会给生态环境造成严重污染，还会造成资源浪费，因而再生铅的回收，特别是自废铅蓄电池中回收铅已经成为实现铅工业可持续发展的必由之路。废铅酸蓄电池通常由以下4部分组成废电解液11 30 % ;铅或铅合金板栅20 30% ;铅膏29 40% ;有机物20 30%。其中废电解液进一步处理后排放或回用；板栅主要以铅及合金为主可以独立回收利用；有机物如聚丙烯塑料可作为副产品再生利用；铅膏主要是极板上活性物质经过充放电使用后形成的料浆状物质=PbSO4 (约50% )、Pb02 (约28% )、PbO(约9% )、Pb(约4% )等，还可能含有少量Sb(约O. 5% )。由于铅膏中含有大量硫酸盐，而且存在不同价态的铅的氧化物。因此，铅膏的回收利用通常是废旧铅酸蓄电池回收利用需要着重研究的难点和重点。再生铅火法熔炼中由于铅膏中PbSO4熔点高，达到完全分解的温度要1000°C以上，是熔炼过程中产生SO2的主要原因。同时高温下造成大量的铅挥发损失并形成污染性的铅尘。为了克服火法再生熔炼的高能耗、高金属挥发损失、高污染排放等缺点，国内外许多学者展开了铅膏的湿法脱硫转化工艺的研究。常用Na2C03、Na0H、(NH4) 2C03、NH4HC03等脱硫剂将铅膏中的PbSO4转化为可溶的硫酸盐(如Na2SO4)及不溶的PbCO3或Pb (OH) 2沉淀。滤液中的Na2SO4冷却后得到Na2SO4 · IOH2O晶体，可作为副产品销售。由于PbCO3在340°C就可以分解为PbO，脱硫转化的PbCO3可以在较低的温度下进行火法熔炼，一般脱硫转化的铅膏火法熔炼温度至少比未脱硫处理的铅膏熔炼温度低10(Tl50°C。由于脱硫转化的转化效率问题，一般还会有5%左右的PbSO4残留在转化后的铅膏中，在熔炼中仍然会产生SO2排放问题；另外，在铅膏的碳酸化脱硫转化过程中，是以常用的碳酸化脱硫转化剂Na2CO3、NH4HCO3等将PbSO4转化为碳酸盐沉淀，硫则以硫酸盐形式进入溶液。但Na2CO3作脱硫转化剂时其副产物Na2SO4经济价值不高，不能得到高效回收利用；NH4HCO3作为脱硫转化剂存在的问题是由于其稳定性较差，会造成原料损失；(NH4)2CO3作为脱硫转化剂不仅存在稳定性较差，造成原料损失，而且价格相对比较昂贵；而氢氧化钠作为脱硫转化剂，价格较为昂贵，腐蚀性强，不宜工业化生产。以上所使用的脱硫转化剂都是作为盐或氢氧化物加入到固体的PbSO4悬浮液中，通过化学反应转化为固体的碳酸铅，尽管硫酸铅转化为碳酸铅的反应很快，但在反应过程中新生成的碳酸铅固体颗粒包覆于未反应的固体硫酸铅的表面，阻碍了反应的进一步进行，实际上硫酸铅的转化率仅为90 95%，即还会有5%左右的PbSO4残留在转化后的铅膏中，在熔炼中仍然会产生SO2的排放问题；此外，脱硫转化后的碳酸铅在熔炼过程中分解所产生的二氧化碳也当着尾气全部排放入大气中。因此，现有的铅膏湿法脱硫转化工艺存在脱硫转化不完全，仍然会产生SO2排放，同时还增加了大量的二氧化碳排放问题；此外，在现有的工艺中所得副产品Na2SO4,市场供应过剩，价格低廉，难以获得好的经济效益。总之，废铅酸蓄电池铅膏脱硫转化工艺的现有技术中主要存在的问题包括1.脱硫剂价格较高，脱硫效果差；2.脱硫后副产物价值低；3脱硫不完全；4. 二氧化硫排放仍然存在，同时有大量二氧化碳排放问题。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术存在的技术缺陷，目的是提供一种工艺简单、脱硫率高、环境友好和成本低的废铅酸蓄电池铅膏脱硫方法。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案的具体步骤是 步骤一、先将废铅酸蓄电池破碎，破碎后得到的铅膏加入反应罐中，通入f25wt%的氨水或l 25wt%的含氨基物质的溶液，所通入的氨水中氨的摩尔量或含氨基物质溶液中氨基的摩尔量为铅膏中硫酸铅的摩尔量的广10倍；然后在室温条件下连续搅拌，再进行固液分离，得到脱硫铅膏和滤液。所述连续搅拌是指三个阶段一直搅拌，第一阶段搅拌O. 5^1小时，第三阶段搅拌O.5^10小时，第二阶段在通入二氧化碳气体条件下搅拌O. 5飞小时。步骤二、先将步骤一所得的滤液置入蒸发结晶罐中，采用单效真空蒸发浓缩结晶工艺，得到硫酸铵副产物，然后将结晶过程中的蒸发液冷却至室温，再通入步骤一所述反应罐中循环使用。步骤三、先将步骤一中所得的脱硫铅膏在315 40(TC条件下煅烧还原f 10小时，然后将煅烧还原过程所生成的二氧化碳气体回收，再将回收的二氧化碳气体通入到步骤一所述的反应罐中循环利用。所述铅膏主要化学成分及其含量为=PbSO4为55 70wt%，PbO2为24 35wt%，PbO为4 7wt%,金属Pb为I 5wt%。所述含氨基物质为乙二胺、或为二乙基三胺、或为乙二胺和二乙基三胺的混合物。由于采用上述技术方案。本专利技术将破碎分选后得到的铅膏加入到脱硫反应罐中，加入一定浓度的含氨或含氨基物质的溶液，分三个阶连续搅拌，充分反应，固液分离后得到得到脱硫铅膏和滤液，脱硫铅膏的主要成分为沉淀的碳酸铅，滤液为一定浓度的硫酸铵溶液，将硫酸铵溶液进行蒸发结晶，得到结晶状的硫酸铵副产物，可直接作为农肥等进行销售。将蒸发后冷却的溶液进行回收，加入到反应罐中进行循环使用。同时煅烧还原后所产生的二氧化碳尾气通入到脱硫反应罐中进行循环利用。进一步的，选用氨水或含氨基的物质+ 二氧化碳作为脱硫剂，目的在于氨水或含氨基物质的碱性和络合作用促使铅膏中的硫酸铅得到充分的溶解和络合，二氧化碳的通入有利于脱硫反应均匀完全的进行。本专利技术将铅膏通过氨水或含氨基的物质+ 二氧化碳进行脱硫，得到碳酸铅和硫酸铵。硫酸铵是比较有特色的氮肥品种，国内外普遍施用。硫酸铵能与食盐进行复分解反应制造氯化铵，与硫酸铝作用生成铵明矾，与硼酸等混合制造耐火材料；硫酸铵加入电镀液中能增加导电性，硫酸铵还是食品酱色的催化剂、鲜酵母生产中培养酵母菌的氮源、酸性染料染色助染剂和皮革脱灰剂；此外，还用于啤酒酿造，化学试剂和蓄电池生产等。还有一重要作用就是开采稀土，每开采I吨稀土原矿约需5吨硫酸铵。现有技术中，铅膏脱硫是以水做媒介，铅膏难溶于水，以一般脱硫剂进行脱硫，固体反应之间混合困难，反应效果差；无机反应完成的过程比较快，由于反应过程中生成了另一个固体碳酸铅，其可能会包裹住硫酸铅，阻碍了反应的进行，脱硫不彻底；脱硫剂价格较为昂贵，得到的副产物价值较低。故本专利技术与现有技术相比，具有如下积极效果 1、以氨水或含氨基物质做溶剂，利用其碱性和络合作用使铅膏中的硫酸铅得到充分的溶解和络合，再与二氧化碳作用生成碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废铅酸蓄电池铅膏脱硫方法，其特征在于该方法的具体步骤是：步骤一、先将废铅酸蓄电池破碎，破碎后得到的铅膏加入反应罐中，通入1~25wt%的氨水或1~25wt%的含氨基物质的溶液，所通入的氨水中氨的摩尔量或含氨基物质溶液中氨基的摩尔量为铅膏中硫酸铅的摩尔量的1~10倍；然后在室温条件下连续搅拌，再进行固液分离，得到脱硫铅膏和滤液；所述连续搅拌是指三个阶段一直搅拌，第一阶段搅拌0.5~1小时，第三阶段搅拌0.5~10小时，第二阶段在通入二氧化碳气体条件下搅拌0.5~5小时；步骤二、先将步骤一所得的滤液置入蒸发结晶罐中，采用单效真空蒸发浓缩结晶工艺，得到硫酸铵副产物，然后将结晶过程中的蒸发液冷却至室温，再通入步骤一所述反应罐中循环使用；步骤三、先将步骤一中所得的脱硫铅膏在315~400℃条件下煅烧还原1~10小时，然后将煅烧还原过程所生成的二氧化碳气体回收，再将回收的二氧化碳气体通入到步骤一所述的反应罐中循环利用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨正群，柯昌美，汪振忠，李怀程，王茜，张利玉，陈珊，
申请(专利权)人：湖北楚凯冶金有限公司，武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：