CN103468970A - 一种用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法，包括如下步骤：（1）铅膏预处理；（2）配置铅膏脱硫转化剂；（3）将研磨好的铅膏加入步骤（2）制得的转化液中，搅拌使其充分反应，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；（4）所得到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。本发明具备的有益技术效果是：工艺简单，操作性强，可实现工业化生产；混合脱硫转化液能发挥每种成分的优点，将传统采用单一脱硫剂脱硫法的缺点降低到最小程度，提高脱硫效率，有效降低脱硫成本；脱硫副产物可回收利用，整个操作过程无污染物产生。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法。
背景技术
铅酸蓄电池是各类电池中产量最大、用途最广的一种电池，它所消耗的铅占全球总耗铅量的82%。铅资源日益枯竭，回收铅是铅工业持续发展战略的重要组成部分。从铅蓄电池中再生铅，即通过对废铅酸蓄电池铅膏进行还原转化获得铅或铅合金。废铅蓄电池再生铅的难点在于铅膏的冶炼，其冶炼方法目前有火法、湿法和干湿联合法。与火法相比，干湿联合法产生的铅蒸气和二氧化硫污染有所减少，其生产工艺一般分为三步：首先是对破碎后的废铅酸蓄电池进行重力分选，分选出板栅、铅膏和有机物料，然后是对铅膏进行转化处理，最后对转化后的铅膏进行熔炼回收铅。铅蓄电池中铅膏主要由PbSO4、PbO、PbO2、Pb等组成，其中PbSO4的含量为55～70%，占铅膏成分的绝大部分。根据铅膏成分和物相分析可知，硫元素在铅膏中主要以PbSO4的形式存在。因此在将含硫铅膏送入冶炼炉之前，必须将硫除去，一方面是避免在火法冶炼时产生大量的SO2气体对大气环境造成严重污染；另一方面未脱硫处理的铅膏熔炼温度至少比脱硫处理的铅膏熔炼温度高100～150℃。
铅膏的脱硫转化是为了将铅膏中的PbSO4转化为较易还原处理的其他化合物形态。Na2CO3、NH4HCO3、（NH4）2CO3、NaOH这几种铅膏脱硫剂在国内外均有运用，按照湿法脱硫转化—火法还原熔炉技术工艺，将脱硫剂与铅膏浆化液在一定的条件下发生化学反应，使PbSO4转化为更难溶解的PbCO3或Pb（OH）2沉淀物，以Na2CO3为例，其基本转化原理为：PbSO4+Na2CO3=PbCO3↓+Na2SO4，并从铅膏滤液中回收硫酸钠。其基本原理是在一定的温度条件下，可以从Na2SO4水溶液中分别得到芒硝(Na2SO4·10H2O)、无水硫酸钠(Na2SO4)或者其他形式的硫酸钠（如Na2SO4·7H2O）等，可做副产品销售。
Na2CO3、NH4HCO3、（NH4）2CO3、NaOH这几种铅膏脱硫剂在国内外均有运用，但都存在如下缺点：如Na2CO3做脱硫转化剂时在国内存在的问题是其副产物Na2SO4经济价值不高，不能得到高效回收利用；NH4HCO3和（NH4）2CO3做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，且后者价格相对比较昂贵；而NaOH作为脱硫转化剂，价格较为昂贵，腐蚀性强，不宜工业化应用。现有脱硫操作是将浆化的铅膏溶液抽入带挡板和保温装置的专用不锈钢反应罐中，在一定的液固比、温度、时间和搅拌速度下保证硫酸铅转化为碳酸铅的脱硫反应充分发生。由于生成硫酸盐和碳酸铅或二氧化铅转化产物的种类和形态与转化过程的pH值有关，转化反应结束前需要调节pH值。加之现有脱硫操作中颗粒物粒度大小、温度、pH值、反应时间、搅拌速度等多种因素决定脱硫速率，导致脱硫速率低、能耗高。铅膏脱硫率低导致铅膏冶炼能力降低，金属铅回收率低，铅膏冶炼成本高且冶炼废弃物较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法，解决现有技术存在的缺憾。
本发明采用如下技术方案实现：
一种用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）铅膏预处理：将废铅酸蓄电池分解处理取出板栅合金，从板栅上取下杂物，烘干，在研磨机内研磨得到粒度为50～400um的铅膏粉末原样；
（2）配置铅膏脱硫转化剂：将碱金属碳酸盐、含有铵根离子或基团的有机物、无机物按照一定配比混合而成的混合物配置成转化液，用恒温水浴床将脱硫转化液加热后充分反应，所通入的脱硫液为铅膏中硫酸铅的摩尔量的1～10倍；
（3）将研磨好的铅膏加入步骤（2）制得的转化液中，并搅拌使其充分反应，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；
（4）所得到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。
进一步的，在步骤1）中，从板栅上取下杂物包括铅膏、剔除废酸、ABS树脂，于70～90℃的环境中进行烘干。
进一步的，在步骤1）中，在研磨机内研磨的时间为10～20min。
进一步的，在步骤2）中，所述碱金属碳酸盐包括碳酸钠和碳酸钾，所述无机物包括碳酸氢铵和碳酸铵。
进一步的，在步骤2）中，用恒温水浴床将脱硫转化液加热到20～90℃后充分反应。
本发明具备的有益技术效果是：
（1）工艺简单，操作性强，可实现工业化生产；
（2）混合脱硫转化液能发挥每种成分的优点，将传统采用单一脱硫剂脱硫法的缺点降低到最小程度，提高脱硫效率，有效降低脱硫成本；
（3）脱硫副产物可回收利用，整个操作过程无污染物产生。
具体实施方式
通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。
实施例1：
一种用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法，包括如下步骤：
（1）铅膏预处理：将废铅酸蓄电池分解处理取出板栅合金，从板栅上取下杂物，烘干，在研磨机内研磨得到粒度为50～400um的铅膏粉末原样；
（2）配置铅膏脱硫转化剂：将碱金属碳酸盐、含有铵根离子或基团的有机物、无机物按照一定配比混合而成的混合物配置成转化液，用恒温水浴床将脱硫转化液加热后充分反应，所通入的脱硫液为铅膏中硫酸铅的摩尔量的1～10倍；
（3）将研磨好的铅膏加入步骤（2）制得的转化液中，并搅拌使其充分反应，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；
（4）所得到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。
实施例2：在步骤1）中，从板栅上取下杂物包括铅膏、剔除废酸、ABS树脂，于70～90℃的环境中进行烘干，实施例2的其余步骤与实施1相同，故在此不赘述。
实施例3：在步骤1）中，在研磨机内研磨的时间为10～20min，实施例3的其余步骤与实施1相同，故在此不赘述。
实施例4：在步骤2）中，所述碱金属碳酸盐包括碳酸钠和碳酸钾，所述无机物包括碳酸氢铵和碳酸铵，实施例4的其余步骤与实施1相同，故在此不赘述。
实施例5：在步骤2）中，用恒温水浴床将脱硫转化液加热到20～90℃后充分反应，实施例4的其余步骤与实施1相同，故在此不赘述。
上述实施例1-5可相互结合形成更多的新实施例，如实施例1、2结合，实施例2、3结合，当然也可以将实施例1、2、3、4、5全部结合起来形成新的实施例。
本发明的最佳实施例：
一种用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法，包括如下步骤：
（1）铅膏预处理：将废铅酸蓄电池分解处理取出板栅合金，从板栅上取下铅膏、剔除废酸、ABS树脂等杂物，于70～90℃的环境中烘干，在研磨机内研磨10～20min得到粒度为50～400um的铅膏粉末原样；
（2）配置铅膏脱硫转化剂：将碱金属碳酸盐（如碳酸钠和碳酸钾）、含有铵根离子或基团的有机物、无机物（如碳酸氢铵和碳酸铵）按照一定配比混合而成的混合物配置成转化液，用恒温水浴床将脱硫转化液加热到20～90℃后充分反应，所通入的脱硫液为铅膏中硫酸铅的摩尔量的1～10倍；
（3）将研磨好的铅膏加入步骤（2）制得的转化液中，并搅拌使其充分反应，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；
（4）所得到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。
当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）铅膏预处理：将废铅酸蓄电池分解处理取出板栅合金，从板栅上取下杂物，烘干，在研磨机内研磨得到粒度为50～400um的铅膏粉末原样；
（2）配置铅膏脱硫转化剂：将碱金属碳酸盐、含有铵根离子或基团的有机物、无机物按照一定配比混合而成的混合物配置成转化液，用恒温水浴床将脱硫转化液加热后充分反应，所通入的脱硫液为铅膏中硫酸铅的摩尔量的1～10倍；
（3）将研磨好的铅膏加入步骤（2）制得的转化液中，并搅拌使其充分反应，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；
（4）所得到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。
2.根据权利要求1所述的用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法，其特征在于，在步骤1）中，从板栅上取下杂物包括铅膏、剔除废酸、ABS树脂，于70～90℃的环境中进行烘干。
3.根据权利要求1所述的用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法，其特征在于，在步骤1）中，在研磨机内研磨的时间为10～20min。
4.根据权利要求1所述的用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法，其特征在于，在步骤2）中，所述碱金属碳酸盐包括碳酸钠和碳酸钾，所述无机物包括碳酸氢铵和碳酸铵。
5.根据权利要求1所述的用于再生铅行业铅膏脱硫剂及其脱硫方法，其特征在于，在步骤2）中，用恒温水浴床将脱硫转化液加热到20～90℃后充分反应。
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