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一種延伸黃丹生產(chǎn)工藝節(jié)能制備四堿式硫酸鉛的方法與流程

文檔序號:11765253閱讀:1116來源:國知局
一種延伸黃丹生產(chǎn)工藝節(jié)能制備四堿式硫酸鉛的方法與流程

本發(fā)明涉及黃丹深加工技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種延伸黃丹生產(chǎn)工藝節(jié)能制備四堿式硫酸鉛的方法。



背景技術(shù):

目前黃丹生產(chǎn)工藝是將鉛錠經(jīng)過熔化→制粉→煅燒氧化→冷卻→粉碎→包裝而成,其終端產(chǎn)品黃丹(pbo)直接用于銷售,未見生產(chǎn)鏈直接延伸的報道。

四堿式硫酸鉛(4bs)的化學(xué)式是4pbo·pbso4,相當于4摩爾pbo和1摩爾pbso4的化合物,其主要原料是pbo和h2so4。在鉛酸電池工業(yè)中,4bs是一種正極添加劑,是蓄電池中正極活性物質(zhì)的組成成份之一,在正極板生產(chǎn)過程中加入適量的4bs可以促進正極板中4bs的含量,有利于消除鉛酸蓄電池容量衰減,改善正極性能,提高鉛酸電池的使用壽命,顯著提升蓄電池的性價比、能量比。

文獻中4bs的制備方法有多種,如水熱合成法、3bs熱分解法、機械研磨法、penox法、燒結(jié)法等。我們通過對各種方法合成4bs過程的大量研究,發(fā)現(xiàn)上述方法存在生成4bs過程時間較長,且都需要另外加熱耗費能源;而且合成的4bs純度不夠,特別是3bs熱分解法,生產(chǎn)成本偏高的缺陷。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種方法較為簡單,節(jié)能環(huán)保的延伸黃丹生產(chǎn)工藝節(jié)能制備四堿式硫酸鉛的方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):

一種延伸黃丹生產(chǎn)工藝節(jié)能制備四堿式硫酸鉛的方法,具體方法如下:

(一)儲存保溫:

黃丹從煅燒爐內(nèi)出料溫度到達450℃,因此在黃丹煅燒爐出料口下方設(shè)置一個保溫儲料桶(儲料桶下料口處裝有自動計量裝置),以保證黃丹(氧化鉛)產(chǎn)品的溫度不降低;

(二)第一輪投料

(1)一級混合裝料:將反應(yīng)罐(反應(yīng)釜,簡稱a灌)移動到保溫儲料桶下方,先將30%的稀硫酸125000立方厘米延器壁注入反應(yīng)罐(反應(yīng)釜),并啟動攪拌器,同時從儲料保溫桶出料口經(jīng)自動計量設(shè)備計量加入到反應(yīng)罐中黃丹產(chǎn)品150kg;

(2)二級混合裝料:為了使4bs生產(chǎn)的連續(xù)性,同時根據(jù)黃丹的產(chǎn)能,設(shè)置了三個大小規(guī)格相同的反應(yīng)罐,并等距離設(shè)置在圓形的軌道上;待一級混合裝料完畢后,將其a罐移動到反應(yīng)等待區(qū),第二個反應(yīng)罐簡稱b罐,移動到第一個位置(初始位置),裝料比例和方法和一級混合裝料相同;

(3)三級混合裝料:第三個稱為c罐,依次進行;

(4)c罐裝料完畢后,移動到下一個等待區(qū),此時a罐到達初始點;

(三)第二輪投料

(1)第二輪一級混合裝料:將反應(yīng)罐(反應(yīng)釜)簡稱a灌,攪拌反應(yīng)1小時后,此時已在保溫儲料桶下方,從儲料保溫桶出料口經(jīng)自動計量設(shè)備計量加入到反應(yīng)罐中黃丹產(chǎn)品100kg;

(2)同第一輪第(2)、(3)、(4)步驟;

(四)第三輪投料

(1)第三輪一級混合裝料:將反應(yīng)罐(反應(yīng)釜)簡稱a灌,攪拌反應(yīng)半個小時后,此時已在保溫儲料桶下方,從儲料保溫桶出料口經(jīng)自動計量設(shè)備計量加入到反應(yīng)罐中黃丹產(chǎn)品50kg;原則上黃丹產(chǎn)品和稀硫酸以重量比5:1.001的比例混合,使稀硫酸略為過量,保證黃丹產(chǎn)品全部徹底反應(yīng),進而提升和保障所生成的成品的質(zhì)量;

(2)同第一輪第二、三、第四步驟;

(五)分離:上述第四步也就是c罐第三次投料結(jié)束后停止在原處,a罐經(jīng)過兩個小時的反應(yīng)過程后,黃丹產(chǎn)品已徹底完全反應(yīng),呈微黃色乳汁,開啟反應(yīng)罐的出料閥門,使其注入離心裝置,使其液固分離,液體實際是反應(yīng)后的廢水,固體則是四堿式硫酸鉛;

(六)收集:分離后的廢水通過水泵引入到廢水收集桶內(nèi),待循環(huán)使用;固體四堿式硫酸鉛此時呈潮濕塊狀白色固體。

(七)烘干:將上述塊狀固體四堿式硫酸鉛置入烘干箱內(nèi)進行烘干;

(八)研磨粉碎:將上述烘干后的四堿式硫酸鉛置入粉碎機中,進行研磨粉碎,制得四堿式硫酸鉛。

本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明充分有效利用黃丹(pbo)生產(chǎn)工藝的產(chǎn)品黃丹(pbo),以及產(chǎn)品煅燒后的熱度,不僅以實現(xiàn)能耗低,生產(chǎn)效率高,節(jié)約生產(chǎn)成本的特點,同樣生產(chǎn)的產(chǎn)品形貌均一,產(chǎn)生的廢液可循環(huán)利用,不會對環(huán)境帶來污染。

附圖說明

圖1是本發(fā)明4bs的xrd圖(圖中,上部為樣品圖,下部為4bs標準卡片):

圖2為本發(fā)明4bs樣品的棱柱型圖;

圖3為本發(fā)明4bs球磨后顆粒狀態(tài)圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合具體圖示,進一步闡述本發(fā)明。

一種延伸黃丹生產(chǎn)工藝節(jié)能制備四堿式硫酸鉛的方法,具體方法如下:

(一)儲存保溫:

黃丹從煅燒爐內(nèi)出料溫度到達450℃,因此在黃丹煅燒爐出料口下方設(shè)置一個保溫儲料桶,儲料桶下料口處裝有自動計量裝置,以保證黃丹(氧化鉛)產(chǎn)品的溫度不降低;

(二)第一輪投料

(1)一級混合裝料:將第一反應(yīng)罐(反應(yīng)釜)移動到保溫儲料桶下方,先將30%的稀硫酸125000立方厘米延器壁注入反應(yīng)罐(反應(yīng)釜),并啟動攪拌器,同時從儲料保溫桶出料口經(jīng)自動計量設(shè)備計量加入到反應(yīng)罐中黃丹產(chǎn)品150kg;

(2)二級混合裝料:為了使4bs生產(chǎn)的連續(xù)性,同時根據(jù)黃丹的產(chǎn)能,設(shè)置了三個大小規(guī)格相同的反應(yīng)罐,并等距離設(shè)置在圓形的軌道上;待一級混合裝料完畢后,將第一反應(yīng)罐移動到反應(yīng)等待區(qū),第二反應(yīng)罐移動到第一個位置(初始位置),裝料比例和方法和一級混合裝料相同;

(3)三級混合裝料:待二級混合裝料完畢后,將第二反應(yīng)罐移動到反應(yīng)等待區(qū),第三反應(yīng)罐移動到第一個位置(初始位置),裝料比例和方法和一級混合裝料相同;

(4)第三反應(yīng)罐裝料完畢后,移動到下一個等待區(qū),此時第一反應(yīng)罐到達初始位置;

(三)第二輪投料

(1)第二輪一級混合裝料:將第一反應(yīng)罐(反應(yīng)釜)攪拌反應(yīng)1小時后,此時已在保溫儲料桶下方,從儲料保溫桶出料口經(jīng)自動計量設(shè)備計量加入到反應(yīng)罐中黃丹產(chǎn)品100kg;

(2)第二輪二級混合裝料:待第二輪一級混合裝料完畢后,將第一反應(yīng)罐移動到反應(yīng)等待區(qū),第二反應(yīng)罐移動到第一個位置(初始位置),裝料比例和方法和第二輪一級混合裝料相同;

(3)第二輪三級混合裝料:待第二輪二級混合裝料完畢后,將第二反應(yīng)罐移動到反應(yīng)等待區(qū),第三反應(yīng)罐移動到第一個位置(初始位置),裝料比例和方法和第二輪一級混合裝料相同;

(4)第三反應(yīng)罐裝料完畢后,移動到下一個等待區(qū),此時第一反應(yīng)罐到達初始位置;

(四)第三輪投料

(1)第三輪一級混合裝料:將第一反應(yīng)罐(反應(yīng)釜)攪拌反應(yīng)半個小時后,此時已在保溫儲料桶下方,從儲料保溫桶出料口經(jīng)自動計量設(shè)備計量加入到反應(yīng)罐中黃丹產(chǎn)品50kg;原則上黃丹產(chǎn)品和稀硫酸以重量比5:1.001的比例混合,使稀硫酸略為過量,保證黃丹產(chǎn)品全部徹底反應(yīng),進而提升和保障所生成的成品的質(zhì)量;

(2)第三輪二級混合裝料:待第三輪一級混合裝料完畢后,將第一反應(yīng)罐移動到反應(yīng)等待區(qū),第二反應(yīng)罐移動到第一個位置(初始位置),裝料比例和方法和第三輪一級混合裝料相同;

(3)第三輪三級混合裝料:待第三輪二級混合裝料完畢后,將第二反應(yīng)罐移動到反應(yīng)等待區(qū),第三反應(yīng)罐移動到第一個位置(初始位置),裝料比例和方法和第三輪一級混合裝料相同;

(4)第三反應(yīng)罐裝料完畢,停止運動;

(五)分離:上述第(四)步,也就是第三反應(yīng)罐第三次投料結(jié)束后停止在原處,第一反應(yīng)罐經(jīng)過兩個小時的反應(yīng)過程后,黃丹產(chǎn)品已徹底完全反應(yīng),呈微黃色乳汁,開啟反應(yīng)罐的出料閥門,使其注入離心裝置,使其液固分離,液體實際是反應(yīng)后的廢水,固體則是四堿式硫酸鉛;

(六)收集:分離后的廢水通過水泵引入到廢水收集桶內(nèi),待循環(huán)使用,固體四堿式硫酸鉛此時呈潮濕塊狀白色固體。

(七)烘干:將上述塊狀固體四堿式硫酸鉛置入烘干箱內(nèi)進行烘干;

(八)研磨粉碎:將上述烘干后的四堿式硫酸鉛置入粉碎機中,進行研磨粉碎,制得四堿式硫酸鉛。

本工藝生產(chǎn)的4bs產(chǎn)品及生產(chǎn)工藝的標準如下:

(1)生產(chǎn)原料為黃丹(pbo)和h2so4,過程不產(chǎn)生三廢;

(2)樣品經(jīng)xrd測試,其中不含有其它雜質(zhì)(圖1);

(3)在sem照片中,絕大多數(shù)顆粒的粒徑在1~3微米之間。

實際判定時,合成樣品的衍射峰和4bs標準pdf卡片23-333的衍射峰位置完全一致,但相對強度可以不同。達到此要求,即判定樣品為純4bs。如果所得樣品具有多余的峰,則判定為有雜質(zhì)存在。

合成的樣品的粒徑可以從掃描電鏡圖確定,也可以使用激光粒度儀測定。本工藝合成的4bs樣品為棱柱型(如圖2),樣品長度為8~20μm左右,寬度為1μm左右。經(jīng)過球磨之后樣品為顆粒狀,粒徑小于1微米(如圖3):因為作為晶種,顆粒越小越好。因此,凡是粒徑低于1~3μm者都視為合格。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會有各種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。

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