[发明专利]一种废铅酸蓄电池铅膏的脱硫方法

说明书

技术领域

本发明涉及脱硫技术领域，尤其涉及一种废铅酸蓄电池铅膏的脱硫方法。

背景技术

铅是人类常用金属之一，目前铅的主要用途用于铅酸蓄电池，椐不完全统计，全世界消费的铅中，80％左右用于铅酸蓄电池。随着通讯与交通运输业的发展，在近期内人类对铅蓄电池的需求将继续增长，而按照目前铅矿的储采比，铅资源日益枯竭，而铅酸蓄电池的使用寿命只有2-4年，每年报废的数量巨大，废铅酸蓄电池中含有铅、锑、锡和硫酸等化学成分，如不加以处理和回收，不仅会给生态环境造成严重污染，还会造成资源的浪费，且回收铅酸蓄电池铅的成本大大低于原生铅生产成本，因而再生铅回收已经成为实现铅工业可持续发展的必由之路。

废铅酸蓄电池由如下部分组成：电解液11-30％；铅或铅合金板栅20-30％；铅膏40-60％，有机物20-30％。电解液可综合回收利用，PP经清洗混炼再生制造蓄电池外壳；PE等有机物可以回收作为燃料，铅及其他含铅化合物经冶炼制作合金成为制作蓄电池原料。

由于铅膏中含有大量的硫酸盐，因此铅膏的回收利用通常是废旧铅酸蓄电池回收利用着重研究的重点和难点。在再生铅火法熔炼中由于硫酸铅熔点高，分解温度在1000度以上，是熔炼过程中产生二氧化硫的主要原因，同时高温下造成大量的铅挥发损失。为了克服火法再生熔炼过程中产生二氧化硫对环境的污染及高温冶炼造成铅的挥发损失，国内外许多学者展开了铅膏的湿法脱硫的工艺研究。常用碳酸钠、氢氧化钠、碳酸铵、碳酸氢铵等脱硫剂将铅膏中的硫酸铅转化为可溶性硫酸盐及不溶性碳酸铅或氢氧化铅。溶液中硫酸钠或硫酸铵蒸发结晶后作为副产品出售。

由于碳酸铅在340度就可以分解为氧化铅，脱硫转化的碳酸铅，可以在较低的温度下进行火法冶炼，一般脱硫转化的铅膏冶炼温度至少比未脱硫转化的铅膏冶炼温度低100-150度，由于脱硫效率问题，一般还会有5％左右的硫化铅残留在转化后的铅膏中，在熔炼过程中仍然会产生二氧化硫的排放问题。以碳酸钠为脱硫剂的脱硫产物为硫酸钠，其经济价值不高，不能得到高效回收利用。以碳酸铵为脱硫剂的脱硫产物是硫酸铵，其可以作为化肥应用于农业生产中。

以上所使用脱硫剂都是作为盐加入到固体硫酸铅悬浮液中，经过化学反应转化为固体碳酸铅，尽管硫酸铅转化碳酸铅反应速度快，但反映过程中生成碳酸铅固体颗粒包裹于未反应的固体硫酸铅表面阻碍反应的进一步进行，实际上在通常措施条件下，硫酸铅转化率只有90-95％，同时为了保证反应正常进行固液比通常控制在1：1，因此传统脱硫工艺存在如下问题：1、由于碳酸铅固体颗粒包裹硫酸铅表面阻碍反应进一步进行，脱硫效率低，仍然存在排放超标问题。2、为保证反应进行固液比低，溶液浓度低结晶成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种废铅酸蓄电池铅膏的脱硫方法，主要目的是解决铅膏脱硫效率低及副产物溶液结晶成本高的问题。

为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种废铅酸蓄电池铅膏的脱硫方法，所述方法包括以下步骤：

以碳酸铵为脱硫剂对铅膏进行湿法脱硫，铅膏、稀释铅膏的水及碳酸铵的混合物在脱硫罐与强制脱硫器之间循环及搅拌，脱硫铅膏送入冶炼系统，脱硫液体作为稀释铅膏的液体重复使用，重复使用后的二次脱硫液体进入蒸发结晶系统并产出硫酸铵。

作为优选，所述方法的具体脱硫过程为：

一次脱硫：将铅膏与水在脱硫罐中混合并在常温下连续搅拌；将一定量的碳酸铵分批加入所述脱硫罐中搅拌形成第一混合液；搅拌同时，所述第一混合液经泵送至强制脱硫器内，后又返回至所述脱硫罐内继续搅拌，所述第一混合液在所述强制脱硫器与所述脱硫罐之间形成循环搅拌，所述循环搅拌结束后形成第二混合液，所述第二混合液经一次压滤进行固液分离，分离的一次固体脱硫铅膏送入冶炼系统，分离的一次脱硫液体返回至所述脱硫罐内继续循环搅拌；

二次脱硫：将铅膏加入存有所述一次脱硫液体的所述脱硫罐中并于常温下连续搅拌；将一定量的碳酸铵分批加入所述脱硫罐中搅拌形成第三混合液；搅拌同时，所述第三混合液经泵送至强制脱硫器内，后又返回至所述脱硫罐内继续搅拌，所述第三混合液在所述强制脱硫器与所述脱硫罐之间形成循环搅拌，所述循环搅拌结束后形成第四混合液，所述第四混合液经二次压滤进行固液分离，分离的二次固体脱硫铅膏送入冶炼系统，分离的二次脱硫液体送入蒸发结晶系统并产出硫酸铵。

作为优选，所述铅膏中硫含量与所述碳酸铵的摩尔比为1:1.05。

作为优选，所述铅膏与所述水的重量比为1:1，所述铅膏与所述一次脱硫液体的重量比为1:1。