[发明专利]一种通过固相电解法从废铅膏中回收铅的方法

说明书

本发明公开了一种通过固相电解法从废铅膏中回收铅的方法，属于铅资源回收技术领域。先将废铅膏制成膏状的废铅膏电解料，涂布在阴极板上；向电解槽中加入电解液；将涂布电解料的阴极板插入电解液中，并将阳极插入电解液中；阳极为具有析氧电催化作用的电极；将阴极板和阳极分别与直流电源的负极和正极连接，使电解槽中发生电解；阳极上水失去电子析出氧气，阴极板上的电解料得到电子被原位还原生成铅单质，并附着在阴极板上，即从废铅膏中回收得到铅。本发明将废铅膏进行简单的制浆后直接进行电解，废铅膏中的硫酸铅、二氧化铅和一氧化铅得到电子原位生成铅单质，省去了大量前处理工序，减少了试剂的消耗，使得工序简单且降低了成本。

技术领域

本发明涉及铅资源回收技术领域，更具体地，涉及一种通过固相电解法从废铅膏中回收铅的方法。

背景技术

作为世界上产量最大的电池产品，铅酸电池具有成熟安全的技术、低廉的材料、良好的再循环能力和可靠的充放电性能，在市场竞争中具有绝对优势，在二次电源中已占有80％以上的市场份额，在交通、通信、电力、军事、航海、航空和航天各个经济领域，铅酸蓄电池都起着重要作用。

2017年我国铅酸蓄电池市场规模为950亿元，全球规模为3169亿元，预计将继续增长。相应的废铅酸蓄电池的处理量也十分巨大；再有，废旧铅酸蓄电池的回收成本和能耗比开采铅矿的，分别低了38％和33％，因此，废铅酸蓄电池将是一种十分经济的炼铅原料。

目前，废铅酸蓄电池的处理一般分为火法、湿法和联合法。由于火法处理工艺往往需用碳质还原剂和高温环境，并且不可避免的产生含铅烟尘、二氧化硫和二氧化碳等废气，对环境的污染以及对操作者身体健康的损害等方面都存在严重的危害，终将被淘汰。随着环境保护要求的日益提高，废铅酸蓄电池的湿法回收处理在此方面显现出了明显的优势，但由于其存在废水治理量大、能耗高、极板等材料价格昂贵、生产系统复杂等问题，现有的湿法处理方法其发展前景也是黯淡。

废铅酸蓄电池的湿法回收处理工艺大致分如下几类：

一是铅膏转化-浸出-电积法：该法是将铅膏进行脱硫转化，使硫酸铅、氧化铅溶于酸性(或碱性)溶液中，制成铅盐电解液，采用石墨或钛板做不溶性阳极，不锈钢板做阴极，在电解槽中电解沉积，在阴极得到铅粉(Pb≥99.99％)。该工艺存在成本高(约1500元/吨铅)，回收率低(小于95％)，设备腐蚀大，试剂(使用HBF₆或H₂SiF₆溶液)价格贵且毒性大等问题。

二是铅膏浸出-电积法：该法是将铅膏在热的HCl-NaCl溶液中浸出，生产可溶性的H₂PbCl₄溶液，经净化后送入采用阳离子交换膜分隔的阴极室内，使得铅在阴极上析出，生成电解铅而落入槽底被收集。这种铅粉可用于制造新蓄电池的铅膏或熔铸成金属铅。该技术原料价格便宜，操作简单，但电解过程中产生大量Cl₂，对环境、设备腐蚀严重，另外，其能耗高，一般为1300kwh/t Pb。

三是采用化学方法将废铅酸蓄电池的铅物料转化成铅的化工产品，如红丹粉、黄丹粉、三碱式硫酸铅等等。该工艺产品适用范围窄、毒性大，且产能低，难于形成规模化。

四是铅膏直接电解法：该法是将铅膏以NaOH浆化后(NaOH用于使硫酸铅脱硫并浸出硫酸铅和二氧化铅中的铅)，涂布于不锈钢质的阴极网格筐架中，在15％的NaOH溶液中进行电解，阴极生成电解铅，经熔铸后获得纯铅锭。该工艺消耗了大量的H₂SO₄和NaOH，并且产生了大量低附加值的Na₂SO₄，使得生产成本上升；或是将铅膏与硫酸溶液和过氧化氢混合后进行电解，再将电解铅进行熔化、精炼、铸型，制得精铅锭，此法需要消耗大量硫酸和过氧化氢，大大增加了生产成本。

发明内容