專(zhuān)利名稱(chēng)：鉛酸廢蓄電池鉛回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種關(guān)于廢金屬回收，特別是一種在電解設(shè)備中關(guān)于從廢蓄電池回收鉛
的方法。
背景技術(shù)：
從廢蓄電池回收鉛的方法，現(xiàn)有"火法"和"濕法"兩種。"火法"國(guó)內(nèi)廠家采用，該法工藝落后(如回收過(guò)程必須在100(TC左右進(jìn)行)，回收率低、污染環(huán)境——在熔煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生鉛煙和毒氣(如二氧化硫、氯氣等)。"濕法"是一種無(wú)污染的回收鉛方法，按其所用的電解液介質(zhì)種類(lèi)可分為"堿法"和"酸法"。兩法工藝可分別參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利US4107007和US4597841文獻(xiàn)前者是一種"懸浮電解法"，其特點(diǎn)是用4_6倍理論量的8-12N的濃堿液溶解機(jī)械處理廢蓄電池的鉛化物，然后在非緊裝配結(jié)構(gòu)的電解設(shè)備中電解此含鉛堿液，以漂浮的海綿鉛形式回收鉛，所用的電解設(shè)備中除電 解槽外還有攪拌器、循環(huán)泵等附加設(shè)備；后者是一種"兩步還原電解法"，其特點(diǎn)是使壓成式陰極在0_36%硫酸中固相還原電解成鉛，使用電解槽和附加設(shè)備油壓機(jī)。由于上述特點(diǎn)，決定它們只能用小電流，高電解電壓(達(dá)3. 5伏)回收鉛，致使副反應(yīng)多、能耗大、電解時(shí)間長(zhǎng)和生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述的不足，提供一種電解時(shí)間短、能耗低的鉛酸廢蓄電池鉛回收方法。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，將廢蓄電池機(jī)械處理后，得到廢硫酸以及含鉛和鉛化物的大塊鉛部件、廢鉛粉料，其特征是電解槽1內(nèi)含有0. 5-4N的稀堿電解液2以及呈緊裝配結(jié)構(gòu)形式排列的陽(yáng)極3、隔板4和涂膏式陰極5，通過(guò)固相還原電解法，使涂膏式陰極5形成還原鉛，電解溫度為20-8(TC，最佳稀堿液濃度為2N。 本發(fā)明的目的還可以這樣實(shí)現(xiàn)，涂膏式陰極5可以由水、和膏劑以及還原處理后的低價(jià)廢鉛粉按比例配制而成，它在1. 3-2伏的電解電壓下可以形成還原鉛。低價(jià)廢鉛粉可以由廢鉛粉在廢硫酸中還原制成，廢鉛粉與廢硫酸之重量比可以是l : 1.05，1 : 1.15。反應(yīng)溫度可以是100-200°C，以110-14(TC為好，廢鉛粉中的鉛和二氧化鉛與廢硫酸作用機(jī)理主要是 (l)Pb02+Pb+2H2S04 — 2PbS204+H20
(2) Pb+H2S04 — PbS04+H2個(gè)
Pb02+H2 — PbO+H20 由于反應(yīng)(1)相當(dāng)于短路微電池且反應(yīng)(2)由!^04產(chǎn)生了新生態(tài)氫，所以上述還原反應(yīng)充分，即高價(jià)鉛的轉(zhuǎn)化率可達(dá)99% 。 本發(fā)明除了具有濕法的優(yōu)點(diǎn)外，由于采用了新的工藝路線和電解方法，即先機(jī)械處理廢蓄電池得到廢鉛粉，后利用廢蓄電池里的硫酸和鉛將廢鉛粉中的高價(jià)鉛化物還原轉(zhuǎn)化為低價(jià)鉛化物，再與水、和膏劑制成涂膏式陰極，最后使之在稀堿中用"固相還原電解法"得到還原鉛，所以與現(xiàn)有的濕法(以下簡(jiǎn)稱(chēng)老法)比，優(yōu)點(diǎn)更突出電解電流可達(dá)30-50安培/公斤廢料，比老法約大1-2倍，所以電解時(shí)間短(僅需4-5小時(shí))，生產(chǎn)效率高，電流效率可達(dá)90-95%，比老法高20%左右，電解電壓低，比老法約低1伏，副反應(yīng)少且省電300-400度/噸鉛，電解液中鉛化物殘留少且堿液可通過(guò)價(jià)廉的石灰水處理更新回用，由上可知能耗低。此外，本發(fā)明由于采用了緊裝配結(jié)構(gòu)和不需附加設(shè)備，所以反應(yīng)空間緊湊和生產(chǎn)成本低。


圖1是本發(fā)明的電解設(shè)備示意圖。 圖2是本發(fā)明的工藝流程方框示意圖。 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步說(shuō)明。 如圖1所示，有電解槽1 ，稀堿電解液2，陽(yáng)極3，隔板4，涂膏式陰極5，鎖緊端板6，鎖緊螺桿7等。 稀堿電解液2所用的堿可以是堿金屬氫氧化物，堿金屬碳酸鹽、氫氧化銨、碳酸銨。陽(yáng)極3可以選用鎳、不銹鋼等材質(zhì)制成。涂膏式陰極5是由還原處理后的廢鉛粉、水、和膏劑混勻調(diào)成陰極膏，將膏涂于金屬網(wǎng)(如銅、鉛、鐵、鈦等做的拉網(wǎng)、編網(wǎng)、沖孔網(wǎng))上做成涂膏式陰極，陰極的孔率為45-70%，厚度為2-10mm，按廢料重量(％ )所用水、和膏劑的用量分別是5-15、0. l-2，和膏劑可以選用聚乙烯醇、羧甲基纖維索等材料。
電解時(shí)，只要將多片涂膏式陰極、隔板、陽(yáng)極按序堆放在一起，夾緊做成壓瀘式電解堆，陰極靠緊裝配自行支撐在電解堆中，再將電解堆放入0. 5-4N的稀堿溶液電解槽中，在20-8(TC下電解還原，此時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，陰極得到海綿狀鉛。在電解過(guò)程中電壓在1. 3-2伏內(nèi)逐漸上升，如果低于1. 3伏，電解效果差，若高于2伏，則陰極析氫副反應(yīng)會(huì)顯著增大。 實(shí)施例一 廢鉛蓄電池經(jīng)機(jī)械處理后得到含鉛廢粉料，其成份為氧化鉛7. 80%，硫酸鉛51. 74%，金屬鉛6. 59%，二氧化鉛33. 79%。將廢鉛粉料放入從廢鉛蓄電池得到的廢硫酸中，加熱14(TC，使二氧化鉛還原成低價(jià)鉛化物，再將低價(jià)鉛化物與0. 1%的聚乙烯醇和10%的水調(diào)制成膏并涂在金屬網(wǎng)上做成約3mm厚的涂膏式陰極5，然后將涂膏式陰極5、隔板4、陽(yáng)極3組裝成如圖1所示的電解堆，并使其在室溫下和2N氫氧化鈉溶液中進(jìn)行電解，電流密度為50-30安倍/公斤廢料，電解電壓為1. 5-2伏，經(jīng)4-5小時(shí)電解完畢，陰極變成海綿鉛極板，其中約含2%雜質(zhì)的硫酸鉛，電解的陰極電流效率大于92%。
實(shí)施例二 待回收的廢料是鉛蓄電池廠的廢鉛灰，成份主要是氧化鉛及約15%的硫酸鉛，余為少量金屬鉛。此種廢料不需機(jī)械處理及還原處理。直接如例l那樣做成厚約3mm的涂膏式陰極并組裝成電解堆。在2N氫氧化鈉中于室溫下進(jìn)行電解。電解電壓為1. 4_2伏，陰極電流密度為50-40安培/公斤廢料，約經(jīng)4小時(shí)電解完畢。陰極得到海綿鉛電極。其中含硫酸鉛2-1. 5% ，鉛97-98% ，陰極電流效率為94% 。 上述實(shí)施例中的海綿鉛極板以及機(jī)械處理廢蓄電池所得到的含鉛部件，它們的后處理是將其投入熔鉛爐中熔化鑄錠。
圖1是本發(fā)明的摘要附圖。
權(quán)利要求
一種關(guān)于廢金屬回收，特別是一種關(guān)于鉛酸廢蓄電池鉛回收方法，將廢蓄電池機(jī)械處理后，得到廢硫酸以及含鉛和鉛化物的大塊鉛部件、廢鉛粉料，其特征是電解槽1內(nèi)0.5-4N的稀堿電解液2以及呈緊裝配結(jié)構(gòu)形式排列的陽(yáng)極3、隔板4和涂膏式陰極5。通過(guò)固相還原電解法，使涂膏式陰極5形成還原鉛，電解溫度為20-80℃，最佳稀液濃度為2N。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鉛回收方法，其特征是還原鉛所采用的電解電壓為1. 3-2伏。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛回收方法，其特征是涂膏式陰極5是由水、和膏劑以及還原處理后的低價(jià)廢鉛粉按比例配制成的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的鉛回收方法，其特征是低價(jià)廢鉛粉是由廢鉛粉在廢硫酸中還原制成，廢鉛粉與廢硫酸之重量比為i : 1.05-i : i. 15，反應(yīng)溫度是ioo-20o°c，以110-140。C為好。
全文摘要
本發(fā)明是一種關(guān)于從廢蓄電池回收鉛的方法，所采用的電解設(shè)備中，包含電解槽、稀堿電解液和以緊裝配結(jié)構(gòu)形式排列的陽(yáng)極、隔板和用還原處理后的廢鉛粉、水、和膏劑制成的涂膏式陰極，通過(guò)固相還原電解法，使涂膏式陰極形成還原鉛。本發(fā)明除了具有無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)外，還由于其電解電壓低、電流密度大、電流效率高，所以具有電解時(shí)間短、能耗低和生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B7/00GK101748277SQ200810235469
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者陳步高 申請(qǐng)人:江蘇航虹電源有限公司