[发明专利]一种废旧铅酸电池处理回收高纯氧化铅的方法

说明书

本发明涉及一种废旧铅酸电池处理回收高纯氧化铅的方法。本发明的方法包括①酸性条件下用亚硝酸盐还原铅膏中的PbO₂；②铅粉还原硝酸盐成亚硝酸盐实现亚硝酸盐还原剂的循环使用；③得到的还原铅膏混合物用盐溶解提取铅膏中的硫酸铅；④铅溶液加入碳酸盐沉淀生成碳酸铅加热分解成高纯度氧化铅或者直接加强碱直接制备高纯氧化铅等步骤。本发明工艺简单、获得氧化铅纯度高，还原剂可循环使用。

技术领域

本发明属于资源回收和利用工艺，特别涉及一种废旧铅酸电池破碎分离后的铅膏经处理后获得的高纯氧化铅的方法，该工艺可实现还原剂的再生与循环，从而使得该工艺具有良好的经济性。

背景技术

铅酸蓄电池在汽车、电动车、潜艇、移动通讯基站等场合广泛应用，据不完全统计，我国铅蓄电池制造厂家已达到1500 家左右，每年大约有1.1亿只废铅酸蓄电池产生，含铅的金属量约为200万吨，估计到2015年时，废旧蓄电池所含的金属铅量将达到300万吨。生产量平均以每年约 20%的速度高速增长，铅蓄电池产量约占世界产量的 1/3。未来几年内铅酸蓄电池再生系统市场需求量将达到80-100条生产线，约合6-10亿市场产值。

如何高效、清洁的回收废铅酸蓄电池中铅成为重大的技术需求。铅膏的湿法再生被认为是更环保的下一代再生铅技术。

在废旧铅酸电池破碎分离后的铅膏中主要含有PbSO₄(50~60%)、PbO₂ (20~30%)、PbO(10~20%)、少量的金属铅(3%以下)及少量杂质。如果能将铅膏中的高价铅经济性地转化为二价铅化合物制备高纯度的碳酸铅，然后再分解产生可直接回用于电池生产中的高纯氧化铅（纯度>97%），则能产生非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废旧铅酸电池处理回收高纯氧化铅的方法，本发明涉及废旧铅酸电池破碎分离后的铅膏经处理后获得的氧化铅的方法和工艺。本发明的方法包括①酸性条件下用亚硝酸盐还原铅膏中的PbO₂；②铅粉还原硝酸盐成亚硝酸盐实现亚硝酸盐还原剂的循环使用；③得到的还原铅膏混合物用盐溶解提取铅膏中的硫酸铅；④铅溶液加入碳酸盐沉淀生成碳酸铅加热分解成高纯度氧化铅或者直接加强碱直接制备高纯氧化铅等步骤。本发明具有工艺简单、获得氧化铅纯度高，还原剂可循环使用的特点。

在湿法制备氧化铅工艺中将铅膏中的PbO₂低成本地还原为二价铅，是该工艺关键的步骤，本法涉及的还原反应有:

(1) PbO₂ + MNO₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + MNO₃

(2) MNO₃ + Pb = PbO + MNO₂

从上面反应式中可看到还原剂亚硝酸盐本身并不消耗，消耗的是铅粉，而铅粉在反应中就可转化成本工艺的目标产物PbO，因此这是一个原子经济性过程。

本发明的技术方案为：

一种废旧铅酸电池处理回收高纯氧化铅的方法，包括如下步骤：

（1）铅膏还原：将废旧铅酸电池破碎分离后的铅膏和亚硝酸盐溶液调制成浆液，然后加入稀硫酸，搅拌反应后进行过滤分离，得到滤液和硫酸铅滤饼；

（2）亚硝酸盐再生：将步骤（1）所得滤液回用于步骤（1）的浆液，当硝酸盐在滤液中的质量分数达到20%以上进行蒸发或冷冻结晶，析出硝酸盐固体；得到的硝酸盐与铅粉共热产生氧化铅和亚硝酸盐，产物回用到步骤（1）；

（3）铅盐溶解-沉淀：将步骤（1）所得硫酸铅滤饼，加入盐溶液溶解后加入碳酸盐进行反应，产生碳酸铅沉淀，所得沉淀分离，烘干；