[发明专利]将废旧铅膏回收制成超细铅粉的方法及该超细铅粉的应用

说明书

技术领域

    本发明涉及废旧物品的回收再利用，特别是涉及废旧铅酸蓄电池铅膏的回收再利用。

背景技术

随着通讯、电力、汽车、铁路和能源动力领域的快速发展，各种铅酸蓄电池的需求量持续增加，各类废旧铅酸蓄电池数量也相应增多。目前，我国每年产生的各类废旧铅酸蓄电池约5000-6000万只，重量约达30万吨，这些废铅酸蓄电池，如果不进行合理利用和回收，所造成的污染将对环境保护、生态平衡及人体健康构成巨大的威胁。而且我国铅矿资源相对匮乏，需要依赖进口来补充铅矿资源的不足，因此，推进铅的回收利用显得尤为迫切和很有意义。铅酸蓄电池的回收，涉及铅酸电池铅膏的处理以便从废旧电池中分离出铅。往往采用一些物理分离和化学处理技术，例如湿法冶金法、电解冶金法和熔炼（火法冶炼法）等等。

常用火法冶炼法，将电池铅膏放入熔炼炉中并在一定的温度下熔融分解得到金属铅。熔炼的炉型主要有反射炉、回转短炉、鼓风炉等专业炉型。而废旧铅膏中PbSO₄含量一般在50%以上，PbSO₄熔点高，达到完全分解的温度要在1000℃以上，冶炼过程中会产生大量的SO₂，高温下还会造成大量的铅挥发损耗并产生铅尘形成污染。我国再生铅企业数量达几百家，但大多数规模较小，年产量从几十吨至几千吨不等。国内小的再生铅厂生产1吨铅一般能耗约为500～600 千克标准煤，专业的再生铅企业能耗在200～310千克/吨左右，而国外技术的能耗水平可达到200千克/吨以下。因此，PbSO₄的火法冶金法是有许多弊端，一是再生铅工艺不仅能耗高，而且还会产生SO₂酸性气体、CO₂温室气体以及挥发性铅蒸汽、铅尘等大气污染物，需要额外的步骤以防止SO₂释放进入外部环境，高温处理过程还会产生大量有害的携带铅的烟雾、灰尘和废渣等污染物，这些污染物超过国家排放标准的几十倍这会严重影响周围环境和人们的身体健康；而且这些有害副产物的排放控制较为困难和严格，通常很费时费力，且需要非常昂贵的专用设备，三废排放量比较大，产渣处理比较困难，难以满足日益严厉的环境保护要求；二是铅回收率低。回收率一般在80～85%，每年大约有1万吨以上的铅在熔炼中被损耗掉。

近年来，一些学者引入电积法的湿法冶金回收工艺，湿法冶金法已被用于以可溶性金属硫酸盐的形式来除掉电池废铅膏中的硫元素，将可溶性金属硫酸盐从回收处理过程产生的不溶性铅产物中分离，解决了铅膏火法冶炼工艺中的SO₂排放以及高温下铅的挥发问题。目前典型的湿法铅回收的工艺采用脱硫转化－还原转化－电积法的三段式，该工艺投资大，难控制，周期长，电耗高，碱耗大，难以规模化生产。湿法冶金回收1千克铅能耗达12 千瓦时 ,甚至比传统火法冶金工艺还要高。因此，高能耗的问题仍然有待解决。而且，由于脱硫转化的转化效率问题，收集到的铅产物经常保留一些形式的大量硫，若将收集的产物置于熔炉中，仍须采取一些特殊的处理方法以确保SO₂的排放得到充分处理，这比较困难而且耗费很大。

为解决回收带来的各种环境问题，有些学者引入电解冶金法，解决了铅膏火法冶炼工艺中的SO₂排放以及高温下铅的挥发问题。但由于需要复杂的化学品来将铅溶解成适于在电池中处理的形式，本身也属于能源密集型的。该工艺投资大，难控制，周期长，电耗高，碱耗大，难以规模化生产。

另外，现有技术废旧铅酸蓄电池铅膏回收的金属Pb应用到蓄电池生产中，需要经过熔融－氧化，往往通过球磨法或气相氧化法制备成以PbO为主要成分的铅粉，再次消耗能量。所述球磨法是指由于在铅粉机内铅球或铅块相互摩擦和撞击产生大量的热量，使得筒体内温度增加，再给铅粉机内输入一定温度和湿度的空气气流中氧的作用下，从而铅球或铅块表面发生氧化而生成PbO。所述气相氧化法是指熔融的铅液在气相氧化室内被搅拌成雾滴状后与空气中的氧反应制成铅粉的过程。一般控制铅粉中PbO质量分数约为75%，所述PbO质量分数也称为铅粉的氧化度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出