[发明专利]一种废铅膏两段机械强化脱硫的方法和装置

说明书

本发明涉及一种废铅膏两段机械强化脱硫的方法和装置，方法主要包括非硫铅组分脱除、一级脱硫、蒸发结晶、二级脱硫、洗涤等步骤。本发明还公开了专用于本方法的装置，该装置核心组成部分为一级脱硫反应器、二级脱硫反应器、浆液循环部分、产物高效收集部分。与现有技术相比，减少了铅膏脱硫过程中存在的产物层包覆、反应不彻底的问题，解决铅膏脱硫过程中脱硫反应时间长、固液比低等问题。同时，本发明集成了铅膏浆液的分级研磨脱硫、产物的高效收集和脱硫液的循环再使用等模块，进一步提高了脱硫效率，降低了脱硫成本。本发明具有清洁高效、节能减排显著等特点。

技术领域

本发明属于废铅蓄电池铅膏处置技术领域，特别涉及废铅膏机械强化脱硫的装置和方法。

背景技术

铅蓄电池具有工作电压平稳、使用电流范围宽、安全性高等特点，被广泛应用于汽车、电动自行车和储能行业。铅膏是废铅蓄电池中含铅量最高的部分之一，铅膏的成分大致为:PbSO₄ 46％～55％，PbO₂ 28％～35％，PbO 9％～12％，Pb 3％～4％，其他成分2％～3％，蕴含铅资源丰富，因此将铅膏进行资源化回收处理具有重要意义。

脱硫预处理-低温熔炼是目前国内铅膏回收的主流工艺，该方法主要是将铅膏中的硫酸铅在碳酸盐等脱硫剂的作用下转化为低熔点的碳酸铅，然后再将碳酸铅进行低温冶炼，该工艺避免了直接火法熔炼工艺所带来的二氧化硫等污染气体排放问题，同时也能够降低能耗。但使用碳酸盐脱硫剂对废铅膏进行脱硫时，脱硫反应过程中产生的碳酸铅会包覆在硫酸铅颗粒表面，阻碍脱硫剂与硫酸铅的进一步接触与反应。专利CN105420489A公开了一种基于节流自碰撞的铅膏脱硫方法，能够有效促进铅膏脱硫产物从铅膏颗粒表面脱落，从而促进铅膏脱硫，但该方法固液比较小，因此不利于脱硫副产物的回收，回收过程能耗高；专利CN 211999850 U公开了一种用于废旧铅酸蓄电池铅膏强制脱硫的装置，能够有效提高铅膏的脱硫率，但由于铅膏浆液只在单一脱硫器内循环脱硫，因此对铅膏脱硫的强化作用有待进一步提高；专利CN 206607282 U公开了一种铅膏强制脱硫的设备，能够较大程度地加强铅膏颗粒的碰撞，促进铅膏表面产物层的剥落，能够有效促进脱硫反应的进行，但该设备未设置铅膏浆液的循环系统，因此缺少脱硫后浆液的回用，造成一定的资源浪费，不够绿色；专利CN111172402A公开了一种线路板冶炼烟灰机械强化浸出的脱溴方法和装置，该方法利用磨浸一体化装置的机械强化作用，实现在高固液比下进行烟灰的高效脱溴，具有用时短、转化率高的特点。

本发明提出了一种废铅膏两段机械强化脱硫的方法和装置，利用机械强化作用促进铅膏脱硫反应过程中产物壳层的研磨剥离，暴露出硫酸铅新鲜表面，促进脱硫剂与硫酸铅的接触与反应，在实现铅膏快速高效脱硫的同时，既能提高固液比，又能分段回收脱硫产物硫酸铵与碳酸铅，并且该方法能够得到硫酸铵近饱和溶液，从而能够降低硫酸铵蒸发结晶成本，具有良好的环境效益和经济效益。

发明内容

本发明的目的主要是解决废旧铅蓄电池铅膏的高固液比高效脱硫问题，并对脱硫产物进行分段回收，降低回收能耗，同时脱硫过程中产生的浆液循环使用，具有清洁高效、节能减排的特点。

所述的一种废铅膏两段机械强化脱硫的方法，包括如下步骤：

(1)非硫铅组分脱除：将废铅膏加入到甲基磺酸溶液或者氟硅酸溶液中，进行铅、氧化铅和二氧化铅等非硫铅组分的脱除，得到脱除渣和含铅液，含铅液送回收金属铅工序；

(2)一级脱硫：将步骤(1)得到的脱除渣与一次碳酸铵溶液混合，进行一级脱硫，脱硫完成后进行固液分离得到一级脱硫液和一次脱硫渣；

(3)二级脱硫：将步骤(2)得到的一次脱硫渣与二次碳酸铵溶液混合，进行二级脱硫，脱硫完成后进行固液分离得到二级脱硫液和二次脱硫渣，二级脱硫液返回步骤(2)进行一次脱硫；

(4)洗涤：将步骤(3)得到的二次脱硫渣进行洗涤，固液分离后得到碳酸铅和洗水，洗水返回步骤(3)进行二次脱硫；