一種利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法及其應(yīng)用，先對(duì)正極廢鉛膏進(jìn)行水洗、過濾分離、脫水烘干、過篩提純處理，然后對(duì)處理后的混合物進(jìn)行化學(xué)分析；根據(jù)化學(xué)分析得出處理后混合物中硫酸鉛、氧化鉛、游離鉛的各種成分含量，添加鉛粉進(jìn)行混合研磨、過篩，要求混合反應(yīng)后的氧化鉛與硫酸鉛的摩爾比為4～5：1；再將過篩后的混合物先在電阻爐中保溫預(yù)燒，再升溫?zé)Y(jié),冷卻干燥，得四堿式硫酸鉛。本發(fā)明可供蓄電池廠家根據(jù)自身便利條件制備，操作簡(jiǎn)單易行，制得的四堿式硫酸鉛應(yīng)用于電池生產(chǎn)中完全可滿足性能要求，抑制鉛蓄電池的早期容量損失，大大提高電池的各項(xiàng)電性能和循環(huán)壽命；既解決了蓄電池企業(yè)含鉛廢料的處理問題，又降低企業(yè)生產(chǎn)成本，變廢為寶。
【專利說明】一種利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢鉛膏回收利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法及其在電池中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛蓄電池因其動(dòng)力強(qiáng)勁，原材料豐富，價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。但是在鉛蓄電池生產(chǎn)過程中也會(huì)產(chǎn)生大量含鉛廢料，如果排放就會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。多數(shù)企業(yè)仍沒有形成完善的回收體系，一般處理方法或是將含鉛廢料烘干粉碎后直接加回到鉛膏中進(jìn)行生產(chǎn)，或是出售給金屬加工企業(yè)回收，無形中增加了企業(yè)的成本，因此探尋蓄電池廠家自身高效利用回收含鉛廢料是研發(fā)人員的目的。
[0003]鉛蓄電池在使用和存儲(chǔ)過程中存在早期容量損失，引起電性能迅速下降，四堿式硫酸鉛(4BS)是電極活性物質(zhì)二氧化鉛(PbO2)的前驅(qū)體，若極板經(jīng)固化后含有大量四堿式硫酸鉛，在化成時(shí)就可以形成機(jī)械性能良好的穩(wěn)定骨架結(jié)構(gòu)，防止充放電過程中由于體積變化較大引起的活性物質(zhì)脫落現(xiàn)象，抑制鉛蓄電池的早期容量損失，可大大提高電池的各項(xiàng)電性能和循環(huán)壽命。
[0004]目前使用較多的方法是提高和膏溫度或進(jìn)行高溫固化，但是較難控制鉛膏中四堿式硫酸鉛的生成含量多少和粒徑大小，一旦鉛膏中四堿式硫酸鉛含量過高，容易導(dǎo)致化成困難，極大降低電池初始容量。
[0005]當(dāng)然外購(gòu)4BS加入鉛膏中能解決這一問題，但是目前國(guó)外一些公司掌握了 4BS的核心技術(shù)，國(guó)內(nèi)較少生產(chǎn)，所以如果外購(gòu)純度較高的4BS添加到蓄電池生產(chǎn)中，會(huì)增加蓄電池企業(yè)的生產(chǎn)成本。如果能利用蓄電池企業(yè)自身的含鉛廢料制得四堿式硫酸鉛，則既解決了含鉛廢料的處理問題，又降低企業(yè)生`產(chǎn)成本，變廢為寶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法，蓄電池廠家根據(jù)自身便利條件制備，操作簡(jiǎn)單易行，制得的四堿式硫酸鉛應(yīng)用于電池生產(chǎn)中完全可滿足性能要求，抑制鉛蓄電池的早期容量損失，大大提高電池的各項(xiàng)電性能和循環(huán)壽命；既解決了蓄電池企業(yè)含鉛廢料的處理問題，又降低企業(yè)生產(chǎn)成本，變廢為寶。
[0007]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法，包括以下步驟:
(1)對(duì)正極廢鉛膏進(jìn)行水洗、過濾分離、脫水烘干、過200~300目篩提純處理，然后對(duì)處理后的混合物進(jìn)行化學(xué)分析；
(2)根據(jù)化學(xué)分析得出處理后混合物中硫酸鉛、氧化鉛、游離鉛的各種成分含量，添加鉛粉進(jìn)行混合研磨2~3h，過200~300目篩，要求混合反應(yīng)后的氧化鉛與硫酸鉛的摩爾比為4~5:1 ;
(3)將過篩后的混合物先在100~120°C保溫預(yù)燒lh，再升溫至500~700°C燒結(jié)5~8h,冷卻干燥，得四堿式硫酸鉛。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述步驟(1)處理后的混合物中硫酸鉛、氧化鉛、游離鉛的總含量大于95%。制得的四堿式硫酸鉛純度較高。
[0009]本發(fā)明更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述化學(xué)分析方法采用絡(luò)合滴定。檢測(cè)處理后的混合物中硫酸鉛、氧化鉛、游離鉛含量準(zhǔn)確。
[0010]權(quán)利要求1至3所述的利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法制得的四堿式硫酸鉛在電池中的應(yīng)用。目前較多蓄電池企業(yè)通過提高和膏溫度或進(jìn)行高溫固化方法，較難控制鉛膏中四堿式硫酸鉛的生成含量多少和粒徑大小，一旦鉛膏中四堿式硫酸鉛含量過高，容易導(dǎo)致化成困難，極大降低電池初始容量。本發(fā)明的應(yīng)用，加入量可控，完全可滿足性能要求，且加入鉛膏中四堿式硫酸鉛所占鉛粉比例很少，完全可以不用改變和膏工藝，不影響生產(chǎn)效率。同時(shí)無需外購(gòu)，既解決了蓄電池企業(yè)含鉛廢料的處理問題，又降低企業(yè)生產(chǎn)成本，變廢為寶。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
(1)收集正極廢鉛膏，對(duì)正極廢鉛膏進(jìn)行提純處理，包括水洗、過濾分離，除去可溶性雜質(zhì)，如炭黑、木質(zhì)素之類，然后脫水烘干、過200目篩，除去大顆粒物質(zhì)。然后對(duì)處理后的混合物進(jìn)行采用絡(luò)合滴定化學(xué)分析，測(cè)定其中硫酸鉛、氧化鉛、游離鉛的各種成分含量，分別是硫酸鉛占61.5%、氧化鉛占29.1%、游離鉛占7.4%，總含量98% ；
(2)根據(jù)處理后廢鉛膏與添加鉛粉混合反應(yīng)后的氧化鉛與硫酸鉛的摩爾比為4~5:1的要求，稱取IOg處理后的正極廢鉛膏，其中:硫酸鉛為0.020摩爾、氧化鉛為0.013摩爾、游離鉛為0.0036摩爾，另稱取鉛粉0.065摩爾,進(jìn)行混合研磨2h,過300目篩；` (3)將過篩后的混合物先在100°C保溫預(yù)燒lh，再升溫至500°C燒結(jié)8h，冷卻干燥，得四堿式硫酸鉛，純度為90%。
[0012]實(shí)施例2
(1)收集正極廢鉛膏，對(duì)正極廢鉛膏進(jìn)行提純處理，包括水洗、過濾分離，除去可溶性雜質(zhì)，如炭黑、木質(zhì)素之類，然后脫水烘干、過250目篩，除去大顆粒物質(zhì)。然后對(duì)處理后的混合物進(jìn)行采用絡(luò)合滴定化學(xué)分析，測(cè)定其中硫酸鉛、氧化鉛、游離鉛的各種成分含量，分別是硫酸鉛占56.1%、氧化鉛占36.4%、游離鉛占5.8%，總含量98.3% ；
(2)根據(jù)處理后廢鉛膏與添加鉛粉混合反應(yīng)后的氧化鉛與硫酸鉛的摩爾比為4~5:1的要求，稱取IOg處理后的正極廢鉛膏，其中:硫酸鉛為0.0185摩爾、氧化鉛為0.016摩爾、游離鉛為0.0028摩爾，另稱取鉛粉0.060摩爾,進(jìn)行混合研磨2.5h,過250目篩；
(3)將過篩后的混合物先在110°C保溫預(yù)燒lh，再升溫至600°C燒結(jié)6h，冷卻干燥，得四堿式硫酸鉛,純度為92.0%。
[0013]實(shí)施例3
(I)收集正極廢鉛膏，對(duì)正極廢鉛膏進(jìn)行提純處理，包括水洗、過濾分離，除去可溶性雜質(zhì)，如炭黑、木質(zhì)素之類，然后脫水烘干、過300目篩，除去大顆粒物質(zhì)。然后對(duì)處理后的混合物進(jìn)行采用絡(luò)合滴定化學(xué)分析，測(cè)定其中硫酸鉛、氧化鉛、游離鉛的各種成分含量，分別是硫酸鉛占63.1%、氧化鉛占30.7%、游離鉛占6.0%，總含量99.8% ；(2)根據(jù)處理后廢鉛膏與添加鉛粉混合反應(yīng)后的氧化鉛與硫酸鉛的摩爾比為4~5:1的要求，稱取IOg處理后的正極廢鉛膏，其中:硫酸鉛為0.021摩爾、氧化鉛為0.0138摩爾、游離鉛為0.0029摩爾，另稱取鉛粉0.069摩爾，進(jìn)行混合研磨3h,過300目篩；
(3)將過篩后的混合物先在120°C保溫預(yù)燒lh，再升溫至700°C燒結(jié)5h，冷卻干燥，得四堿式硫酸鉛,純度 為91.5%。
【權(quán)利要求】
1.一種利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法，其特征在于包括以下步驟: (1)對(duì)正極廢鉛膏進(jìn)行水洗、過濾分離、脫水烘干、過200~300目篩提純處理，然后對(duì)處理后的混合物進(jìn)行化學(xué)分析； (2)根據(jù)化學(xué)分析得出處理后混合物中硫酸鉛、氧化鉛、游離鉛的各種成分含量，添加鉛粉進(jìn)行混合研磨2~3h，過200~300目篩，要求混合后的氧化鉛與硫酸鉛的摩爾比為4 ~5:1 ; (3)將過篩后的混合物先在100~120°C保溫預(yù)燒lh，再升溫至500~700°C燒結(jié)5~8h,冷卻干燥，得四堿式硫酸鉛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法，其特征在于:所述步驟(1)處理后的混合物中硫酸鉛、氧化鉛、游離鉛的總含量大于95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法，其特征在于:所述化學(xué)分析方法采用絡(luò)合滴定。
4.用權(quán)利要求1至 3所述的利用正極廢鉛膏合成四堿式硫酸鉛方法制得的四堿式硫酸鉛在電池中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C01G21/20GK103482690SQ201310381762
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】張慧, 王斌, 顧中洋, 方明學(xué) 申請(qǐng)人:天能集團(tuán)江蘇特種電源有限公司