[发明专利]一种利用废铅酸蓄电池铅膏制备4BS的方法

说明书

技术领域

本发明涉及回收再利用领域，具体涉及一种利用废铅酸蓄电池铅膏制备4BS的方法。

背景技术

铅的生产原料主要是含铅大于50％的方铅矿，随着矿产资源的不断消耗减少，低品位多金属矿石以及含铅废物的综合回收利用和资源化得到了广泛的关注，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。目前，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76.5％，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，同时还可减轻采选冶对环境和人体的危害，因此，我国再生铅产量还会增加，达到或超过原生铅的生产水平。

铅蓄电池工业得到迅速发展，每年产生的废铅蓄电池数量在不断增加。铅酸蓄电池是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池，它所消耗铅量占全球总耗铅量的82％。为了节约有限的矿物资源，避免废铅物料对环境的污染，国内外均十分重视废铅材料的回收利用,各国政府都大力支持从废铅蓄电池中回收铅的再生铅生产和再生铅生产新技术的研究。目前多数回收企业采用火法回收制备精铅和湿法回收制备氧化铅两种方法，火法回收精铅工艺技术较成熟但回收过程中能耗高，环保处理难度大，铅回收率低等问题，湿法回收过程必须要经过脱硫过程脱硫时消耗大量的碱液增加企业回收成本同时在脱硫后产生大量副产品硫酸钠无法处理，同时因回收过程中仅仅是将废铅膏中的含铅废料转变为低值得氧化铅产品很难保证回收企业的产品利润。

4BS（四碱式硫酸铅）作为一种电池添加剂，正极铅膏中加入1-5%4BS添加剂能增强正极板铅膏骨架结构和结合力在循环使用过程中大大延长了铅酸蓄电池的循环使用寿命，4BS目前市售价格是铅和氧化铅价格的好几倍同时经过检测分析发现废旧铅酸蓄电池破碎分选出来的铅膏硫酸铅含量基本处于25-35%之间与4BS中硫酸铅含量占比差别不大，基于以上这些优势发明以下直接利用废铅酸蓄电池铅膏回收制备高净值4BS的方法。

发明内容

为解决目前废旧铅酸蓄电池中铅膏的回收利用，本发明提出一种利用废铅酸蓄电池铅膏制备4BS的方法，制备的4BS纯度高，收率高且该方法环保易于产业化生产。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种利用废铅酸蓄电池铅膏制备4BS的方法为以下步骤：

（1）杂质去除

将废铅膏与水按重量比1:4-5的比例投入到带搅拌装置的反应釜中常温搅拌15-30min，搅拌完毕静置15-30min后分层，将上层去除，上层为塑料等轻质杂质，下层物料离心过滤，滤饼去下一步回收利用，滤液循环使用，水层套用。

（2）铅、二氧化铅络合溶解

在滤饼中加入络合剂，升温到90-120℃搅拌反应3h后降温到60-70℃滴加过氧化氢至溶液变为乳白色，停止滴加与反应；

络合剂选自胺类有机物、α类氨基酸、咪唑及其衍生物中的一种。作为优选，络合剂选自三乙胺、乙二胺、醋酸铵、咪唑、2—甲基咪唑、天门冬氨酸、组氨酸中的一种。

作为优选，先检测除杂后铅膏中二氧化铅、铅组分含量，折算出二氧化铅与铅的摩尔比，在计算络合物的使用量。滤饼中摩尔含量高的二氧化铅或铅与络合剂的摩尔比为1:1~1.5，络合剂的浓度为2-3mol/l。

作为优选，过氧化氢的质量溶度为3-8%。过氧化氢用于中和反应物中剩余的二氧化铅或铅。

反应式如下：

PbO₂+Pb+2A+H₂0 → 2Pb A²⁺+4OH^-；

PbO₂+H₂O₂+A →PbA²⁺+2OH^-+O₂；

Pb+H₂O₂+A → PbA²⁺+2OH^。，

其中，A为络合物。

（3）将步骤（2）的乳白色浑浊液保持温度在60-70℃过滤，滤液进行络合铅离子去碳化沉淀反应，滤渣进行硫酸铅提纯反应；

（4）将步骤（3）的滤液离心后在60-70℃温度下通入二氧化碳气体将络合铅沉淀为碳酸铅，沉淀完毕离心过滤，滤饼备用，滤液去步骤（2）循环套用溶解络合提纯铅膏中的铅与二氧化铅；

反应式如下：