一種廢棄電池鉛的回收工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電池回收設備技術領域，尤其涉及一種廢棄電池鉛的回收工藝，按照如下步驟來完成：鉛蓄電池經機械切斷破碎，再由轉篩沖洗機同時利用堿性溶液進行沖洗和篩選，篩選出塑料、廢電解液和粗鉛，廢電解液輸送到超濾膜處理系統(tǒng)中進行處理；碳酸鉛進行電磁感應加熱，并充入足量的氧氣，電磁感應頻率為8~60KHz，控制溫度330~460℃，保溫 5?6h，將得到完全氧化的四氧化三鉛；電解期間在電解槽底部施加電磁感應磁場，磁感應強度800mT，得到國標 1號純鉛。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明利用電解并配合電磁的方法來實現鉛的精煉，不僅使鉛的純度得到了極大地提高，也實現了貴金屬的重復回收利用，本發(fā)明工藝簡單，加工容易，適合大批量回收，從而降低了回收成本低。
【專利說明】
一種廢棄電池鉛的回收工藝
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電池回收設備技術領域，尤其涉及一種廢棄電池鉛的回收工藝。
【背景技術】
[0002]目前，我國再生鉛行業(yè)，是在重視環(huán)境保護和資源綜合利用政策要求的條件下逐步發(fā)展起來的。隨著我國汽車、通訊和化學工業(yè)的迅速發(fā)展，對鉛的要求不斷提高，再生鉛行業(yè)已成為實現鉛金屬工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不可缺少的重要組成部分。
[0003]鉛板和鉛管常作冶煉和化工設備防腐的耐酸襯里、防腐蓋，鉛還用做原子能工業(yè)和X光的防護層及防護屏。鉛的化合物用于顏料工業(yè)、玻璃工業(yè)、石油工業(yè)及醫(yī)藥部門等。但鉛在加工提煉的過程中，除了含有Cu、Sn、As、Sb等雜質外，還含有貴金屬以及其他雜質。由于雜質的存在，不僅使得鉛的硬度增加，延性和抗蝕性降低，不適合工業(yè)使用，而且對于其中的貴金屬也造成了浪費。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于針對已有的技術現狀，提供一種環(huán)保、高效的廢棄電池中粗鉛的回收工藝，并且能夠制取高純的鉛錠。
[0005]—種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，按照如下步驟來完成:
(1)、鉛蓄電池經機械切斷破碎，再由轉篩沖洗機同時利用堿性溶液進行沖洗和篩選，篩選出塑料、廢電解液和粗鉛，廢電解液輸送到超濾膜處理系統(tǒng)中進行處理；
(2)、步驟(I)處理后的廢電解液和粗鉛排進脫硫塔進行沉淀過濾，在廢電解液和粗鉛中加入足量的稀硫酸并加熱至100?200 °C，完全轉化為硫酸鉛，停止反應；
(3)、抽濾，濾餅用蒸餾水清洗至中性，得到濕品，然后將濕品放入烘箱中，在160°C以上的條件下進行烘干，得到干燥地硫酸鉛并冷卻至常溫；
(4)、將步驟(3)中得到的硫酸鉛加入飽和的碳酸鉀溶液，并控制反應體系為PH8-9，充分反應后，加熱攪拌反應3-7h，使得廢電解液中的硫酸鉛完全轉化為碳酸鉛，再通過清水過量沖洗并且烘干；
(5)、通過高溫爐對步驟(4)的碳酸鉛進行電磁感應加熱，并充入足量的氧氣，電磁感應頻率為8?60KHz，控制溫度330?460°C，保溫5_6h，將得到完全氧化的四氧化三鉛；
(6)、將電解質溶液容易倒入電解槽，待精煉的四氧化三鉛作為陰極板，陽極板為純鉛板，通入直流電，并控制陰極電流密度550?600A/m2，電解液循環(huán)量10?25L/min，電解液溫度 20-40 °C；
(7 )、根據步驟(6 )下至少電解3?4天，電解期間在電解槽底部施加電磁感應磁場，磁感應強度為500?800mT，快速在陰極產出鉛和陽極泥，陰極鉛熔融和澆鑄后得到國標I號純鉛O
[0006]上述方案中，所述的堿性溶液采用氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸氫鈣或碳酸氫鉀溶液中的一種或幾種;所述堿性溶液的濃度范圍為15%?20%。
[0007]上述方案中，所述的步驟(2)中的廢電解液和粗鉛兩者中的二氧化鉛與稀硫酸物質的量之比為1.5?2:1。
[0008]上述方案中，所述的電解質溶液采用硅氟酸、游離甲基磺酸、氨基磺酸溶液中的一種或幾種。
[0009]上述方案中，所述超濾膜處理系統(tǒng)的超濾膜的材質采用復合聚氯乙烯、聚醚砜、聚丙烯中的一種。
[0010]上述方案中，所述超濾膜處理系統(tǒng)的超濾膜的膜孔徑為0.02μπι~0.04μπι。
[0011]上述方案中，所述的步驟(5)中磁感應頻率為50ΚΗΖ，可使得鉛電子更容易轉化為純鉛。
[0012]相比于現有技術，本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明利用電解并配合電磁的方法來實現鉛的精煉，不僅使鉛的純度得到了極大地提高，也實現了貴金屬的重復回收利用，本發(fā)明工藝簡單，加工容易，適合大批量回收，從而降低了回收成本低;本發(fā)明采用不冶煉方式處理轉化后的鉛膏，在較低溫度下進行的，因此幾乎沒有鉛蒸汽的污染。
[0013]【具體實施方式】:
為了使審查委員能對本發(fā)明之目的、特征及功能有更進一步了解，茲舉較佳實施例詳細說明如下:
實施例1
一種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，按照如下步驟來完成:
(1)、鉛蓄電池經機械切斷破碎，再由轉篩沖洗機同時利用堿性溶液進行沖洗和篩選，篩選出塑料、廢電解液和粗鉛，廢電解液輸送到超濾膜處理系統(tǒng)中進行處理；
(2)、步驟(I)處理后的廢電解液和粗鉛排進脫硫塔進行沉淀過濾，在廢電解液和粗鉛中加入足量的稀硫酸并加熱至100?200 °C，完全轉化為硫酸鉛，停止反應；
(3)、抽濾，濾餅用蒸餾水清洗至中性，得到濕品，然后將濕品放入烘箱中，在160°C以上的條件下進行烘干，得到干燥地硫酸鉛并冷卻至常溫；
(4)、將步驟(3)中得到的硫酸鉛加入飽和的碳酸鉀溶液，并控制反應體系為PH8-9，充分反應后，加熱攪拌反應3-7h，使得廢電解液中的硫酸鉛完全轉化為碳酸鉛，再通過清水過量沖洗并且烘干；
(5)、通過高溫爐對步驟(4)的碳酸鉛進行電磁感應加熱，并充入足量的氧氣，電磁感應頻率為8?60KHz，控制溫度330?460 V，保溫5_6h，將得到完全氧化的四氧化三鉛;該步驟的化學方程式為:
PbC03= Pb0+C026Pb0+02= 2Pb304
(6)、將電解質溶液容易倒入電解槽，待精煉的四氧化三鉛作為陰極板，陽極板為純鉛板，通入直流電，并控制陰極電流密度550?600A/m2，電解液循環(huán)量10?25L/min，電解液溫度 20-40 °C；
在陽極板上:Pb_2e= Pb2+
在陰極板上:Pb2++2e= Pb
(7)、根據步驟(6)下至少電解3~4天，電解期間在電解槽底部施加電磁感應磁場，磁感應強度為500?800mT，快速在陰極產出鉛和陽極泥，陰極鉛熔融和澆鑄后得到國標I號純鉛O
[0014]上述方案中，所述的堿性溶液采用氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸氫鈣或碳酸氫鉀溶液中的一種或幾種;所述堿性溶液的濃度范圍為15%?20%。
[0015]上述方案中，所述的步驟(2)中的廢電解液和粗鉛兩者中的二氧化鉛與稀硫酸物質的量之比為1.5?2:1。
[0016]上述方案中，所述的電解質溶液采用硅氟酸、游離甲基磺酸、氨基磺酸溶液中的一種或幾種。
[0017]上述方案中，所述超濾膜處理系統(tǒng)的超濾膜的材質采用復合聚氯乙烯、聚醚砜、聚丙烯中的一種。
[0018]上述方案中，所述超濾膜處理系統(tǒng)的超濾膜的膜孔徑為0.02μπι~0.04μπι。
[0019]上述方案中，所述的步驟(5)中磁感應頻率為50ΚΗΖ。
[0020]實施例2
一種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，按照如下步驟來完成:
(1)、鉛蓄電池經機械切斷破碎，再由轉篩沖洗機同時利用氫氧化鉀進行沖洗和篩選，篩選出塑料、廢電解液和粗鉛，廢電解液輸送到超濾膜處理系統(tǒng)中進行處理，采用氫氧化鉀與碳酸鉀同位鉀的生產物，不會產生多余的金屬離子，而且鉀元素屬于較為活潑的金屬，不容易被置換且極易溶于水，容易處理；
(2)、步驟(I)處理后的廢電解液和粗鉛排進脫硫塔進行沉淀過濾，在廢電解液和粗鉛中加入足量的稀硫酸并加熱至100 °c，完全轉化為硫酸鉛，停止反應；
(3)、抽濾，濾餅用蒸餾水清洗至中性，得到濕品，然后將濕品放入烘箱中，在180°C的條件下進行烘干，得到干燥地硫酸鉛并冷卻至常溫；
(4)、將步驟(3)中得到的硫酸鉛加入飽和的碳酸鉀溶液，并控制反應體系為PH8，充分反應后，加熱攪拌反應5h，使得廢電解液中的硫酸鉛完全轉化為碳酸鉛，再通過清水過量沖洗并且烘干；
(5)、通過高溫爐對步驟(4)的碳酸鉛進行電磁感應加熱，并充入足量的氧氣，電磁感應頻率為50KHz，控制溫度為460°C，保溫6h，將得到完全氧化的四氧化三鉛；
(6)、將硅氟酸容易倒入電解槽，待精煉的四氧化三鉛作為陰極板，陽極板為純鉛板，通入直流電，并控制陰極電流密度580A/m2，電解液循環(huán)量10L/min，電解液溫度20°C ；
(7)、根據步驟(6)下至少電解3天，電解期間在電解槽底部施加電磁感應磁場，磁感應強度為750mT，快速在陰極產出鉛和陽極泥，陰極鉛熔融和澆鑄后得到國標I號純鉛，四氧化三鉛的轉換率經過檢測高達99.70% ο
[0021]實施例3
(1)、鉛蓄電池經機械切斷破碎，再由轉篩沖洗機同時利用堿性溶液進行沖洗和篩選，篩選出塑料、廢電解液和粗鉛，廢電解液輸送到超濾膜處理系統(tǒng)中進行處理；
(2)、步驟(I)處理后的廢電解液和粗鉛排進脫硫塔進行沉淀過濾，在廢電解液和粗鉛中加入足量的稀硫酸并加熱至100 °c，完全轉化為硫酸鉛，停止反應；
(3)、抽濾，濾餅用蒸餾水清洗至中性，得到濕品，然后將濕品放入烘箱中，在160°C的條件下進行烘干，得到干燥地硫酸鉛并冷卻至常溫； (4)、將步驟(3)中得到的硫酸鉛加入飽和的碳酸鉀溶液，并控制反應體系為PH8-9，充分反應后，加熱攪拌反應3-7h，使得廢電解液中的硫酸鉛完全轉化為碳酸鉛，再通過清水過量沖洗并且烘干；
(5)、通過高溫爐對步驟(4)的碳酸鉛進行電磁感應加熱，并充入足量的氧氣，電磁感應頻率為8KHz，控制溫度3300C，保溫6h，將得到完全氧化的四氧化三鉛；
(6)、將電解質溶液容易倒入電解槽，待精煉的四氧化三鉛作為陰極板，陽極板為純鉛板，通入直流電，并控制陰極電流密度550A/m2，電解液循環(huán)量10L/min，電解液溫度20°C ;
(7)、根據步驟(6)下至少電解3~4天，電解期間在電解槽底部施加電磁感應磁場，磁感應強度為500mT，快速在陰極產出鉛和陽極泥，陰極鉛熔融和澆鑄后得到國標I號純鉛，四氧化三鉛的轉換率經過檢測高達98%。
[0022]實施例4
其他步驟與實施2相同，只是在步驟(6)中的電解質溶液由硅氟酸改為游離甲基磺酸容易，最后經過電解后獲取高純度I號純鉛，四氧化三鉛的轉換率經過檢測高達99.56%，其電解質溶液避免產生有害的氣體。
[0023]實施例5
其他步驟與實施2相同，只是在步驟(7)中的磁感應強度為800mT，最后經過電解后獲取高純度I號純鉛，四氧化三鉛的轉換率經過檢測高達99.85%，其轉化率得到極大地提高。
[0024]所屬領域的普通技術人員應當理解:以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，按照如下步驟來完成: (1)、鉛蓄電池經機械切斷破碎，再由轉篩沖洗機同時利用堿性溶液進行沖洗和篩選，篩選出塑料、廢電解液和粗鉛，廢電解液輸送到超濾膜處理系統(tǒng)中進行處理； (2)、步驟(I)處理后的廢電解液和粗鉛排進脫硫塔進行沉淀過濾，在廢電解液和粗鉛中加入足量的稀硫酸并加熱至10?200 °C，完全轉化為硫酸鉛，停止反應； (3)、抽濾，濾餅用蒸餾水清洗至中性，得到濕品，然后將濕品放入烘箱中，在160°C以上的條件下進行烘干，得到干燥地硫酸鉛并冷卻至常溫； (4)、將步驟(3)中得到的硫酸鉛加入飽和的碳酸鉀溶液，并控制反應體系為PH 8-9，充分反應后，加熱攪拌反應3-7h，使得廢電解液中的硫酸鉛完全轉化為碳酸鉛，再通過清水過量沖洗并且烘干； (5)、通過高溫爐對步驟(4)的碳酸鉛進行電磁感應加熱，并充入足量的氧氣，電磁感應頻率為8?60KHz，控制溫度330?460°C，保溫5_6h，將得到完全氧化的四氧化三鉛； (6)、將電解質溶液容易倒入電解槽，待精煉的四氧化三鉛作為陰極板，陽極板為純鉛板，通入直流電，并控制陰極電流密度550?600A/m2，電解液循環(huán)量10?25L/min，電解液溫度 20-40 °C； (7)、根據步驟(6)下至少電解3~4天，電解期間在電解槽底部施加電磁感應磁場，磁感應強度為500?800mT，快速在陰極產出鉛和陽極泥，陰極鉛熔融和澆鑄后得到國標I號純鉛O2.根據權利要求1所述的一種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，所述的堿性溶液采用氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸氫鈣或碳酸氫鉀溶液中的一種或幾種;所述堿性溶液的濃度范圍為15%?20%。3.根據權利要求1所述的一種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，所述的步驟(2)中的廢電解液和粗鉛兩者中的二氧化鉛與稀硫酸物質的量之比為1.5?2:1。4.根據權利要求1所述的一種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，所述的電解質溶液采用硅氟酸、游離甲基磺酸、氨基磺酸溶液中的一種或幾種。5.根據權利要求1所述的一種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，所述超濾膜處理系統(tǒng)的超濾膜的材質采用復合聚氯乙烯、聚醚砜、聚丙烯中的一種。6.根據權利要求5所述的一種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，所述超濾膜處理系統(tǒng)的超濾膜的膜孔徑為0.02μ???0.04μηι。7.根據權利要求1所述的一種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，所述的步驟(5)中磁感應頻率為50ΚΗΖ。8.根據權利要求1所述的一種廢棄電池鉛的回收工藝，其特征在于，所述的步驟(7)中磁感應強度為800 mT。
【文檔編號】C22B7/00GK105925807SQ201610358244
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】朱松庭
【申請人】廣東新生環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>