一种通过高效除杂与浸出电沉积从废铅膏中回收精铅的方法

技术领域

本发明涉及一种通过高效除杂与浸出电沉积从废铅膏中回收精铅的方法。

背景技术

铅蓄电池由于热稳定好、安全性高，在汽车启动、军事与矿山装备等领域将长期存在。废铅膏是废铅蓄电池的主要成分，占比40-60％，其资源化是再生铅领域的重点和难点。目前，废铅膏回收的主流工艺是火法冶炼，处理效率高，但是回收过程会产生大量铅尘和二氧化硫等大气污染物。相比之下，湿法冶炼则更加绿色环保，逐渐受到了更多的关注。

采用电化学转化法回收铅膏是目前的研究热点之一，其中基于碳酸氢铵法预脱硫技术的铅膏浸出-电沉积工艺具有产品纯度高且经济环保的优点，具有良好的应用前景。然而，废铅膏是高度混杂的体系，其中塑料、纤维、铅栅等物理性杂质含量较高，这些杂质会造成回收过程物料输送设备的缠绕、堵塞等，运转不畅。另外，电沉积过程中存在阴极易析氢和阳极易产二氧化铅的问题，这将导致电流效率较低、能耗高。由此可见，开发一种能够高效分离废铅膏中塑料、纤维、铅栅等杂质，能够有效抑制阴阳极副反应发生的铅膏浸出-电沉积工艺，实现清洁、高效、低运行成本回收废铅资源，是再生铅行业的迫切需要。

发明内容

针对废铅膏物理性杂质含量较高造成回收过程物料输送设备的运转不畅以及电沉积过程中存在阴极易析氢和阳极易产二氧化铅导致电流效率较低、能耗高等的技术问题，本发明提供一种通过高效除杂与浸出电沉积从废铅膏中回收精铅的方法，实现低成本、高效率地回收铅膏中的铅。

本发明的技术方案为：

一种通过高效除杂与浸出电沉积从废铅膏中回收精铅的方法，包括如下步骤：

将废铅蓄电池破碎分选得到的废铅膏用水配成浆液，通过加入分离助剂进行精细分离，去除其中的物理性杂质(塑料、纤维和铅栅等)，得到除杂铅膏；将除杂铅膏进行脱硫转化，得到脱硫铅膏及脱硫副产物；采用有机酸浸出剂对脱硫铅膏进行浸出，浸出渣通过焙烧转化为氧化铅后再次浸出；往浸出液中加入电积助剂后进行电沉积，最终得到高纯度的金属铅。

进一步地，精细分离采用磺酸盐型阴离子表面活性剂作为分离助剂，将紧密粘附在铅膏上的塑料和纤维进行脱附，同时将团聚的铅膏簇实现乳化分散，并通过筛分进行铅膏与杂质的分离。

进一步地，所述分离助剂为烷基苯磺酸盐或烷基磺酸盐中的一种或两种以上，分离助剂的用量为每升浆液0.1～100g，更优选为1～10g/L浆液；所述筛分的精度为300～500目，更优选为400目。

进一步地，脱硫转化以碳酸氢铵作为脱硫剂。

进一步地，所述有机酸浸出剂为甲基磺酸，浸出温度为30～60℃，更优选为35～45℃；浸出渣焙烧温度为550～650℃，更优选为580℃。

进一步地，所述电积助剂为磷酸钾和全氟丁基磺酸钾，磷酸钾和全氟丁基磺酸钾的添加量分别为浸出液质量的0.01％～0.1％，更优选为0.05％，其中磷酸钾用于抑制阳极二氧化铅的产生，全氟丁基磺酸钾用于抑制阴极氢气的产生。

进一步地，电沉积条件为：浸出液中铅离子浓度为50～180g/L，更优选为120g/L；甲基磺酸浓度为30-70g/L，更优选为40g/L；电流密度为100～300A/m

本发明的有益效果在于：

本发明对废铅膏中塑料片、玻璃纤维、铅栅等物理杂质的去除率能够达到99.95％以上，从而能有效消除废铅膏中塑料、纤维和铅栅等杂质对铅膏回收转化过程造成的设备运转不畅现象；电积助剂的添加对于抑制铅电沉积过程中阴极析氢和阳极产二氧化铅具有良好的效果，提高了电流效率，降低了电沉积的能耗；采用高沸点有机酸作为浸出剂和电解液，可减少铅膏转化过程中的酸雾产生，环保效益显著。

附图说明

图1是本发明的工艺流程框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于此。

实施例1

将废铅蓄电池破碎分选得到的废铅膏用水配成液固比为10：1的浆液，加入十二烷基苯磺酸钠作为分离助剂，将紧密粘附在铅膏上的塑料和纤维上进行脱附，同时将团聚的铅膏簇实现乳化分散，十二烷基苯磺酸钠的使用浓度为1g/L浆液。然后采用300目的网筛进行精细分离，去除浆液中的塑料、纤维和铅栅等物理性杂质，将分离后的铅膏浆液进行过滤得到除杂铅膏。再将除杂铅膏用碳酸氢铵进行脱硫转化，过滤后得到脱硫铅膏。在40℃下，采用甲基磺酸对脱硫铅膏进行浸出，浸出渣通过600℃焙烧转化为氧化铅后再次浸出。往浸出液中加入电积助剂磷酸钾和全氟丁基磺酸钾，两者的添加量均为浸出液质量的0.05％，后进行电沉积。控制浸出液中铅离子浓度为80g/L，甲基磺酸浓度为40g/L，电流密度为150A/m

实施例2

将废铅蓄电池破碎分选得到的废铅膏用水配成液固比为10：1的浆液，加入十二烷基苯磺酸钠作为分离助剂，将紧密粘附在铅膏上的塑料和纤维上进行脱附，同时将团聚的铅膏簇实现乳化分散，十二烷基苯磺酸钠的使用浓度为3g/L。然后采用400目的网筛进行精细分离，去除浆液中的塑料、纤维和铅栅等物理性杂质，将分离后的铅膏浆液进行过滤得到除杂铅膏。再将除杂铅膏用碳酸氢铵进行脱硫转化，过滤后得到脱硫铅膏。在45℃下，采用甲基磺酸对脱硫铅膏进行浸出，浸出渣通过600℃焙烧转化为氧化铅后再次浸出。往浸出液中加入电积助剂磷酸钾和全氟丁基磺酸钾，两者的添加量均为浸出液质量的0.06％，后进行电沉积。控制浸出液中铅离子浓度为70g/L，甲基磺酸浓度为50g/L，电流密度为180A/m

实施例3

将废铅蓄电池破碎分选得到的废铅膏用水配成液固比为10：1的浆液，加入十二烷基苯磺酸钠作为分离助剂，将紧密粘附在铅膏上的塑料和纤维上进行脱附，同时将团聚的铅膏簇实现乳化分散，十二烷基苯磺酸钠的使用浓度为5g/L。然后采用400目的网筛进行精细分离，去除浆液中的塑料、纤维和铅栅等物理性杂质，将分离后的铅膏浆液进行过滤得到除杂铅膏。再将除杂铅膏用碳酸氢铵进行脱硫转化，过滤后得到脱硫铅膏。在45℃下，采用甲基磺酸对脱硫铅膏进行浸出，浸出渣通过600℃焙烧转化为氧化铅后再次浸出。往富铅浸出液中加入电积助剂磷酸钾和全氟丁基磺酸钾，两者的添加量均为浸出液质量的0.08％，后进行电沉积。控制浸出液中铅离子浓度为100g/L，甲基磺酸浓度为60g/L，电流密度为180A/m