[发明专利]一种从废旧铅酸电池直接湿法制备PbO的方法

说明书

技术领域

本发明属于对废旧铅酸电池和含铅物料回收再生铅的技术领域，尤其涉及一种从废旧铅酸电池直接制备高纯PbO并且其化学原料可循环利用的方法及应用。

背景技术

铅酸蓄电池以其技术成熟、价格低廉和高安全性的优势在动力和储能领域得以广泛的应用。目前，铅酸蓄电池在产值和销售方面占据着市场50％以上，而且还保持着年均5％左右的增长速度。因此，世界上约有75％的精铅都用于制造铅酸蓄电池。随着汽车、电动自行车、通讯和规模储能行业的迅猛发展，铅酸蓄电池的需求将呈加速增长，更替报废量必然也随之增长；同时，矿产资源不断消耗减少，涉及废旧铅酸蓄电池以及含铅废物的再生铅工业发展很快，再生铅产量已超过原生铅产量。西方发达国家再生铅的产量约占铅的总产量的65％，美国高达76.2％，发展中国家较低，低于30％，我国为17.5％。从废蓄酸电池中回收铅的生产能耗比原生铅的生产能耗约低1/3左右；同时还可减轻对环境和人体的危害，因此，我国再生铅产量将会不断增加，达到或超过原生铅的生产水平。回收再生铅已成为实现铅工业可持续发展战略的不可缺少的重要组成部分，铅回收市场潜力巨大。

铅酸电池的活性物质含于铅膏中，铅膏中含有大量硫酸盐、金属铅以及不同价态的铅氧化物，因此，铅膏的回收是废旧铅酸蓄电池再生铅需要解决的难点。目前，铅再生的方法主要有火法和湿法两种，尽管火法冶炼能耗大，会造成较严重的环境污染，但因技术成熟，操作简单，铅的再生仍以火法为主。湿法炼铅尚处于试验研究阶段，其特点为先脱硫、再电解得铅，没有二氧化硫、挥发性铅蒸汽、铅尘等环境污染问题。代表性的是美国专利US4230545报道的RSR湿法工艺。该工艺用(NH₄)₂CO₃作为脱硫剂，通入SO₂或亚硫酸盐作为还原剂来还原铅膏中的PbO₂，脱硫生成的PbCO₃用质量分数20％的H₂SiF₄或HBF₄溶液浸出电沉积铅，形成(NH₄)₂CO₃-Na₂SO₃-H₂SiF₄三段式湿法电积工艺。此外，还有铅膏不经过转化直接浸出-电积法(CN 1808761A)，以及铅膏直接电积法(CN 101188321A和CN 103510109A)。近年来，引入电积法的湿法冶金回收工艺，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。然而，该工艺设备复杂，投资大，回收成本甚至高于传统火法冶金工艺，还存在有毒氟化物挥发的隐患。