[发明专利]一种湿法回收废铅酸蓄电池中铅膏的再生铅方法

说明书

技术领域

本发明属于废铅酸电池的铅膏的再生铅领域。本发明涉及一种新型的节能高效湿法再生铅方法，为再生铅工业提供了一种可以大规模产业化应用的新技术。

背景技术

随着我国汽车等工艺的蓬勃发展，导致铅酸电池的需求日益增加。据统计，2010年我国铅消费量就达到350万吨。可以预见，今后数年将有大量的铅酸电池将进入报废阶段，如何有效开展废旧铅酸电池的回收和再生产将是降低环境污染和实现铅资源可持续发展的基本途径。

据统计，铅酸蓄电池中的铅主要有：

1，金属铅或者铅合金形式

正负极板的板栅和电池内部的铅连接条，以及正负极端子，这部分的铅占到了全部蓄电池用铅的45-50％。相对来说，这些铅的回收相对简单，可以直接经过高温熔化得到。

2，铅膏形式的铅

正极和负极中的铅膏占了全部电池铅总量的50-55％，正极铅膏主要含有PbO₂和PbSO₄，而负极铅膏主要含有Pb、PbO和PbSO₄，其中如何实现PbSO₄和PbO₂的还原过程成为整个铅酸电池再生铅工艺的难点。

铅酸电池的生产过程是将铅膏中的PbSO₄经过长时间的电化学反应过程使之分别在正负极上形成PbO₂和Pb。这些活性物质中的40-55％经常参与电化学反应，是电池容量的主要载体，而正负极极板中残留的PbO₂和Pb则主要参与电化学导电过程。电池经过反复多次充放电以后，正极逐渐发生膨胀和泥化过程，导致PbO₂含量升高，而负极的海绵铅则逐渐发生比表面收缩，导致循环容量减少，最终铅酸电池的实际循环容量小于其初始额定值的50-70％而报废。通常这些报废后铅酸电池中的大部分铅膏已基本上没有电化学活性，它们呈现出较稳定的化学惰性，从而很难在室温条件下发生快速的化学反应。为了克服这种情况，目前通用的方法是火法冶炼。火法冶炼利用高温反应条件，大大加快了铅膏中各物质的反应活性，为再生铅提供了反应基础。目前的再生铅的火法冶炼工艺主要有：1、CX集成系统分级处理-底吹炉富氧熔炼-铅电解精炼的再生铅生产工艺；2、废蓄电池预处理破碎分选、铅膏、脱硫转化、密闭回转短窑富氧燃烧冶炼等工艺；以及MA废铅酸蓄电池破碎分选系统，采用竖炉熔炼铅等技术。这些传统的火法大多采用碳酸钠来脱除铅膏中硫酸铅的硫酸根离子，然而由于固相反应常常残留大量未反应的硫酸铅，导致在高温冶炼仍产生的大量SO₂，以及高温下挥发产生的铅粉尘和冶炼后的含铅废渣，对环境造成严重污染，危害人类的身体健康，且产品为粗铅，需要进一步电解精炼后才能成为精铅。

为了克服火法高温熔炼带来的环境问题和铅中毒造成的血铅事件，不少学者积极探索在水溶液利用电化学原理进行铅的电解沉积法来获得金属铅的湿法再生铅工艺。