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一种废旧铅酸电池回收处理工艺

阅读:768发布:2021-08-01

专利汇可以提供一种废旧铅酸电池回收处理工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种废旧铅 蓄 电池 回收处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1、拆解、分选,步骤S2、废酸处理,步骤S3、塑料处理,步骤S4、板栅处理,步骤S5、铅膏处理,步骤6、 电解 。本发明公开的废旧铅 蓄电池 回收处理工艺简单,操作方便,回收效率和成品合格率高,适合连续型规模化处理,具有较高的市场推广应用价值、经济价值、社会价值和生态价值;该工艺可有效提高铅回收率,且整个过程中无 废 水 、废气、废渣产生,回收处理过程清洁环保,能真正意义上变废为宝,实现资源回收再利用。,下面是一种废旧铅酸电池回收处理工艺专利的具体信息内容。

1.一种废旧铅电池回收处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、拆解、分选:将收集的废铅酸蓄电池进行拆解,得到废酸溶液、铅膏、塑料和板栅;
步骤S2、废酸处理:将经过步骤S1得到的废酸溶液过滤除渣,然后进入制酸工艺系统进行成品硫酸的制备;
步骤S3、塑料处理:将分选的塑料放入不锈粉碎机中进行粉碎处理,将粉碎后的塑料粉分散于醇溶剂中,再向其中加入偶联剂,在50-60℃下搅拌反应6-8小时,得到表面改性塑料;然后将表面改性塑料与氟材料一起加入到双螺杆挤出中挤出成型,得到耐候材料;
步骤S4、板栅处理:将分选的板栅用饱和氯化钠溶液洗净后,依次经过酸化溶解、漂洗、干燥,用于工业再生产品;
步骤S5、铅膏处理:将步骤S1中获得的铅膏进行脱硫处理得到脱硫铅膏;后将脱硫铅膏干燥,再在常温条件下,进行浸反应,经过滤后,得氨浸液;将氨浸液与氨浸液重量20-
40%的铅粉混合,制成膏状涂于不锈钢阴极框内,然后成化2-6小时,得涂料阴极框;
步骤6、电解:在酸1-30g/l,铵盐100-450g/l,亚盐100-500mg/l的电解液中,采用阳极或铅基阳极,将步骤S5获得的涂料阴极框为阴极,将阴阳极板放入电解槽中进行电解反应,得电解铅和电解废液;再将电解铅进行熔化、精炼、铸型后得到铅锭。
2.根据权利要求1所述的废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,所述制酸工艺具体为:将废酸稀释,裂解,利用吸收液对裂解尾气进行吸收;吸收产生的富液经过换热和蒸汽加热后送去SO2解吸塔进行解吸,解吸再生的贫液返回SO2吸收塔循环利用;解吸产生的高浓度SO2气体经冷凝和气液分离后,与净化单元送来的洁净SO2烟气混合,然后补入空气后送入干燥塔进行干燥,干燥塔出来的烟气经过“一转一吸”工艺后产出成品硫酸。
3.根据权利要求2所述的废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,所述吸收液包括如下重量份的各组分:苹果酸钠10-20份、柠檬酸钠10-15份、海藻酸钠3-6份、水80-100份。
4.根据权利要求1所述的废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,步骤S3中所述塑料粉、醇溶剂、偶联剂、氟硅材料的质量比为1:(3-5):(0.04-0.08):(10-20)。
5.根据权利要求1所述的废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,所述醇溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇中的至少一种;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,所述氟硅材料的制备方法,包括如下步骤:将1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂加入到高沸点溶剂中,在100-120℃下搅拌60-100分钟,得到反应溶液,然后将该反应溶液转移到高压反应釜中,用氮气或惰性气体置换釜内空气,然后在常压下120-140℃下搅拌反应3-5小时,然后减压至50-100Pa,升温至250-270℃,保温保压进行搅拌反应15-20小时,最后在真空条件下,控制温度在230-250℃之间,搅拌反应5-8h,反应结束后冷却至室温,在水中沉出,接着用乙醇洗涤3-6次,再旋蒸除去乙醇,接着置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重,得到氟硅材料。
7.根据权利要求6所述的废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,所述1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂、高沸点溶剂的摩尔量之比为1:1:(0.5-0.8):(6-10)。
8.根据权利要求6所述的废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,所述催化剂为多聚磷酸、钛酸四丁酯、四氯化中的至少一种;所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷中的一种;所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
9.根据权利要求1所述的废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,步骤S5中的脱硫处理具体为:将铅膏与脱硫剂按质量比1:(1.2-1.5)混合均匀后,加入搅拌罐中在一定的反应条件下搅拌反应3-6小时,得到脱硫铅膏。
10.根据权利要求1所述的废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,所述脱硫剂是由如下重量份的各组分组成:甘氨酸钠酸盐10-20份、苯基胍碳酸盐3-8份、碳酸钠20-40份、氟化石墨烯3-6份、海泡石粉1-4份。

说明书全文

一种废旧铅酸电池回收处理工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及电池回收技术领域,尤其涉及一种废旧铅蓄电池回收处理工艺。

背景技术

[0002] 铅酸蓄电池发展至今有超百年历史,铅酸蓄电池作为重要的二次电源,占据着重要的市场份额。废旧铅酸蓄电池属于危险固体废弃物,随着我国汽车、通讯工业的发展,废旧铅酸蓄电池的报废量也迅速增长,据统计2010年我国每年产生废铅酸蓄电池已达110×104吨以上,近几年这一数据仍在不断增长。报废的铅蓄电池主要包括废硫酸液(重量百分比浓度一般在15~30%)、金属铅、铅膏、PVC隔板以及PP塑料等。其中,铅具有较强的毒性,硫酸具有较强的腐蚀性,因此废旧铅酸蓄电池需妥善处置。如果处理不当,会对人体和环境产生极大危害,所以必须采取有效措施,加强管理,既要保证提取再生铅用于生产,节约资源的消耗,又要最大限度的减少对环境的污染,保持经济环境协调可持续发展。
[0003] 目前,废铅酸蓄电池的处理一般分为火法、湿法和联合法。由于火法处理工艺不可避免的产生含铅烟尘和二化硫、二氧化等废气,对环境会造成一定的污染,同时对操作工人的身体健康也会造成一定的损害,因此终将被淘汰。而现有的废铅酸蓄电池的湿法回收处理工艺又存在治理量大、能耗高、极板等材料价格昂贵、生产系统复杂等问题,现有的湿法处理方法其发展前景也是十分黯淡。
[0004] 申请号为201310160634.9的中国专利公开了一种铅酸蓄电池生产加工过程中蓄电池报废极板回收方法,回收工艺过程简单,效率较高,回收后制造成的新极板,再组装成电池,电池耐循环寿命明显提高,正极板具有较多的孔率,电池容量与正常电池无差异,降低了产品加工成本,并避免了环境的二次污染。但是此发明只考虑了回收正、负极板,没有提出如何回收正、负极铅膏及其他零配件。
[0005] 申请号为201610691120的中国专利公开了一种全湿法回收氧化铅的方法,不需要高温焙烧就能得到高纯氧化铅固体,但是此过程中需要用到大量氧化剂H2O2,价格高,消耗大,原子经济性也很差。
[0006] 可见,解决废旧铅酸蓄电池回收处理的技术问题,实实在在地令其变废为宝,是利国利民的好事,如能将其回收利用,可节省大量矿物资源,节约能源的同时消除其对环境的危害,是既环保又循环经济的有效方式。

发明内容

[0007] 本发明的主要目的在于提供一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,该工艺简单,操作方便,回收效率和成品合格率高,适合连续型规模化处理,具有较高的市场推广应用价值、经济价值、社会价值和生态价值;该工艺可有效提高铅回收率,且整个过程中无废水、废气、废渣产生,回收处理过程清洁环保,能真正意义上变废为宝,实现资源回收再利用。
[0008] 为达到以上目的,本发明采用的技术方案为:一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
[0009] 步骤S1、拆解、分选:将收集的废铅酸蓄电池进行拆解,得到废酸溶液、铅膏、塑料和板栅;
[0010] 步骤S2、废酸处理:将经过步骤S1得到的废酸溶液过滤除渣,然后进入制酸工艺系统进行成品硫酸的制备;
[0011] 步骤S3、塑料处理:将分选的塑料放入不锈粉碎机中进行粉碎处理,将粉碎后的塑料粉分散于醇溶剂中,再向其中加入偶联剂,在50-60℃下搅拌反应6-8小时,得到表面改性塑料;然后将表面改性塑料与氟材料一起加入到双螺杆挤出中挤出成型,得到耐候材料;
[0012] 步骤S4、板栅处理:将分选的板栅用饱和氯化钠水溶液洗净后,依次经过酸化溶解、漂洗、干燥,用于工业再生产品;
[0013] 步骤S5、铅膏处理:将步骤S1中获得的铅膏进行脱硫处理得到脱硫铅膏;后将脱硫铅膏干燥,再在常温条件下,进行浸反应,经过滤后,得氨浸液;将氨浸液与氨浸液重量20-40%的铅粉混合,制成膏状涂于不锈钢阴极框内,然后成化2-6小时,得涂料阴极框;
[0014] 步骤6、电解:在酸1-30g/l,铵盐100-450g/l,亚盐100-500mg/l的电解液中,采用阳极或铅基阳极,将步骤S5获得的涂料阴极框为阴极,将阴阳极板放入电解槽中进行电解反应,得电解铅和电解废液;再将电解铅进行熔化、精炼、铸型后得到铅锭。
[0015] 进一步地,所述制酸工艺具体为:将废酸稀释,裂解,利用吸收液对裂解尾气进行吸收;吸收产生的富液经过换热和蒸汽加热后送去SO2解吸塔进行解吸,解吸再生的贫液返回SO2吸收塔循环利用;解吸产生的高浓度SO2气体经冷凝和气液分离后,与净化单元送来的洁净SO2烟气混合,然后补入空气后送入干燥塔进行干燥,干燥塔出来的烟气经过“一转一吸”工艺后产出成品硫酸。
[0016] 进一步地,所述吸收液包括如下重量份的各组分:苹果酸钠10-20份、柠檬酸钠10-15份、海藻酸钠3-6份、水80-100份。
[0017] 进一步地,步骤S3中所述塑料粉、醇溶剂、偶联剂、氟硅材料的质量比为1:(3-5):(0.04-0.08):(10-20)。
[0018] 进一步地,所述醇溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇中的至少一种;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
[0019] 进一步地,所述氟硅材料的制备方法,包括如下步骤:将1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂加入到高沸点溶剂中,在100-120℃下搅拌60-100分钟,得到反应溶液,然后将该反应溶液转移到高压反应釜中,用氮气或惰性气体置换釜内空气,然后在常压下120-140℃下搅拌反应3-5小时,然后减压至50-100Pa,升温至250-270℃,保温保压进行搅拌反应15-20小时,最后在真空条件下,控制温度在230-250℃之间,搅拌反应5-8h,反应结束后冷却至室温,在水中沉出,接着用乙醇洗涤3-6次,再旋蒸除去乙醇,接着置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重,得到氟硅材料。
[0020] 较佳地,所述1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂、高沸点溶剂的摩尔量之比为1:1:(0.5-0.8):(6-10)。
[0021] 较佳地,所述催化剂为多聚磷酸、钛酸四丁酯、四氯化中的至少一种;所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷中的一种;所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
[0022] 进一步地,步骤S5中的脱硫处理具体为:将铅膏与脱硫剂按质量比1:(1.2-1.5)混合均匀后,加入搅拌罐中在一定的反应条件下搅拌反应3-6小时,得到脱硫铅膏。
[0023] 进一步地,所述脱硫剂是由如下重量份的各组分组成:甘氨酸钠碳酸盐10-20份、苯基胍碳酸盐3-8份、碳酸钠20-40份、氟化石墨烯3-6份、海泡石粉1-4份。
[0024] 由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
[0025] (1)本发明提供的废旧铅蓄电池回收处理工艺,与现有技术相比,不同之处在于,将收集的废铅酸蓄电池进行拆解,得到废酸溶液、铅膏、塑料和板栅,然后分别对废酸溶液、铅膏、塑料和板栅进行处理,这样通过分类处理,使得处理效果更好,资源利用率更高;整个流程适合连续化生产,且不同处理过程可以同步进行,缩短处理时间,提高处理效率。
[0026] (2)本发明提供的废旧铅蓄电池回收处理工艺,与现有技术相比,不同之处在于,在废酸处理过程中采用一转一吸工艺后产出成品硫酸,工艺过程简单,耗能少,采用的所述吸收液包括如下重量份的各组分:苹果酸钠10-20份、柠檬酸钠10-15份、海藻酸钠3-6份、水80-100份等成分,各成分协同作用,使得吸收效果更好,吸收效率更佳;在进入制酸工序前,首先对废酸进行稀释,有效避免了雾化的发生;制酸得到的酸纯度高,废酸回收率高。
[0027] (3)本发明提供的废旧铅蓄电池回收处理工艺,与现有技术相比,不同之处在于,塑料处理过程中将分选的塑料放入不锈钢粉碎机中进行粉碎处理,将粉碎后的塑料粉分散于醇溶剂中,再向其中加入偶联剂,在50-60℃下搅拌反应6-8小时,得到表面改性塑料;然后将表面改性塑料与氟硅材料一起加入到双螺杆挤出中挤出成型,得到耐候材料;氟硅材料是1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜缩聚反应制成,分子链上引入金刚烷和苯胺砜结构,使得材料性能稳定性更佳,综合性能更优异,添加进去的塑料,能起到增强增韧塑化阻燃作用,有效降低成本;且加入前通过偶联剂处理,增强了其与基材的相容性,使得得到的耐候材料性能稳定性更佳。
[0028] (4)本发明提供的废旧铅蓄电池回收处理工艺,与现有技术相比,不同之处在于,板栅处理过程将分选的板栅用饱和氯化钠水溶液洗净后,依次经过酸化溶解、漂洗、干燥,用于工业再生产品,制得的玻璃纤维类物质纯度高,不像现有技术处理工艺中直接与塑料一起处理,导致产品纯度不高,影响后续的使用的缺陷
[0029] (5)本发明提供的废旧铅蓄电池回收处理工艺,与现有技术相比,不同之处在于,采用电解对铅膏进行处理,能够高效率低能耗,安全环保地制得铅锭,处理前首先脱硫,脱硫剂由如下重量份的各组分组成:甘氨酸钠碳酸盐10-20份、苯基胍碳酸盐3-8份、碳酸钠20-40份、氟化石墨烯3-6份、海泡石粉1-4份。各成分协同作用使得脱硫效果好,且在脱硫过程中还具有还原作用;各步骤协同作用,使得废旧铅酸蓄电池回收处理效果佳,具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。

具体实施方式

[0031] 以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。本发明实施例中的所述原料均为商业购买。
[0032] 实施例1
[0033] 一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
[0034] 步骤S1、拆解、分选:将收集的废铅酸蓄电池进行拆解,得到废酸溶液、铅膏、塑料和板栅;
[0035] 步骤S2、废酸处理:将经过步骤S1得到的废酸溶液过滤除渣,然后进入制酸工艺系统进行成品硫酸的制备;
[0036] 步骤S3、塑料处理:将分选的塑料放入不锈钢粉碎机中进行粉碎处理,将粉碎后的塑料粉分散于醇溶剂中,再向其中加入偶联剂,在50℃下搅拌反应6小时,得到表面改性塑料;然后将表面改性塑料与氟硅材料一起加入到双螺杆挤出中挤出成型,得到耐候材料;
[0037] 步骤S4、板栅处理:将分选的板栅用饱和氯化钠水溶液洗净后,依次经过酸化溶解、漂洗、干燥,用于工业再生产品;
[0038] 步骤S5、铅膏处理:将步骤S1中获得的铅膏进行脱硫处理得到脱硫铅膏;后将脱硫铅膏干燥,再在常温条件下,进行氨浸反应,经过滤后,得氨浸液;将氨浸液与氨浸液重量20%的铅粉混合,制成膏状涂于不锈钢阴极框内,然后成化2小时,得涂料阴极框;
[0039] 步骤6、电解:在苹果酸1g/l,氯化铵100g/l,氯化亚铁100mg/l的电解液中,采用钛基阳极,将步骤S5获得的涂料阴极框为阴极,将阴阳极板放入电解槽中进行电解反应,得电解铅和电解废液;再将电解铅进行熔化、精炼、铸型后得到铅锭。
[0040] 所述制酸工艺具体为:将废酸稀释,裂解,利用吸收液对裂解尾气进行吸收;吸收产生的富液经过换热和蒸汽加热后送去SO2解吸塔进行解吸,解吸再生的贫液返回SO2吸收塔循环利用;解吸产生的高浓度SO2气体经冷凝和气液分离后,与净化单元送来的洁净SO2烟气混合,然后补入空气后送入干燥塔进行干燥,干燥塔出来的烟气经过“一转一吸”工艺后产出成品硫酸。
[0041] 所述吸收液包括如下重量份的各组分:苹果酸钠10份、柠檬酸钠10份、海藻酸钠3份、水80份。
[0042] 步骤S3中所述塑料粉、醇溶剂、偶联剂、氟硅材料的质量比为1:3:0.04:10。
[0043] 所述醇溶剂为乙醇;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
[0044] 所述氟硅材料的制备方法,包括如下步骤:将1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂加入到高沸点溶剂中,在100℃下搅拌60分钟,得到反应溶液,然后将该反应溶液转移到高压反应釜中,用氮气置换釜内空气,然后在常压下120℃下搅拌反应3小时,然后减压至50Pa,升温至250℃,保温保压进行搅拌反应15小时,最后在真空条件下,控制温度在230℃之间,搅拌反应5h,反应结束后冷却至室温,在水中沉出,接着用乙醇洗涤3次,再旋蒸除去乙醇,接着置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重,得到氟硅材料;所述1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂、高沸点溶剂的摩尔量之比为1:1:0.5:6;所述催化剂为多聚磷酸;所述高沸点溶剂为二甲亚砜。
[0045] 步骤S5中的脱硫处理具体为:将铅膏与脱硫剂按质量比1:1.2混合均匀后,加入搅拌罐中在一定的反应条件下搅拌反应3小时,得到脱硫铅膏。
[0046] 所述脱硫剂是由如下重量份的各组分组成:甘氨酸钠碳酸盐10份、苯基胍碳酸盐3份、碳酸钠20份、氟化石墨烯3份、海泡石粉1份。
[0047] 实施例2
[0048] 一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
[0049] 步骤S1、拆解、分选:将收集的废铅酸蓄电池进行拆解,得到废酸溶液、铅膏、塑料和板栅;
[0050] 步骤S2、废酸处理:将经过步骤S1得到的废酸溶液过滤除渣,然后进入制酸工艺系统进行成品硫酸的制备;
[0051] 步骤S3、塑料处理:将分选的塑料放入不锈钢粉碎机中进行粉碎处理,将粉碎后的塑料粉分散于醇溶剂中,再向其中加入偶联剂,在52℃下搅拌反应6.5小时,得到表面改性塑料;然后将表面改性塑料与氟硅材料一起加入到双螺杆挤出中挤出成型,得到耐候材料;
[0052] 步骤S4、板栅处理:将分选的板栅用饱和氯化钠水溶液洗净后,依次经过酸化溶解、漂洗、干燥,用于工业再生产品;
[0053] 步骤S5、铅膏处理:将步骤S1中获得的铅膏进行脱硫处理得到脱硫铅膏;后将脱硫铅膏干燥,再在常温条件下,进行氨浸反应,经过滤后,得氨浸液;将氨浸液与氨浸液重量25%的铅粉混合,制成膏状涂于不锈钢阴极框内,然后成化2-6小时,得涂料阴极框;
[0054] 步骤6、电解:在柠檬酸10g/l,碳酸铵150g/l,硝酸亚铁200mg/l的电解液中,采用铅基阳极,将步骤S5获得的涂料阴极框为阴极,将阴阳极板放入电解槽中进行电解反应,得电解铅和电解废液;再将电解铅进行熔化、精炼、铸型后得到铅锭。
[0055] 所述制酸工艺具体为:将废酸稀释,裂解,利用吸收液对裂解尾气进行吸收;吸收产生的富液经过换热和蒸汽加热后送去SO2解吸塔进行解吸,解吸再生的贫液返回SO2吸收塔循环利用;解吸产生的高浓度SO2气体经冷凝和气液分离后,与净化单元送来的洁净SO2烟气混合,然后补入空气后送入干燥塔进行干燥,干燥塔出来的烟气经过“一转一吸”工艺后产出成品硫酸。
[0056] 所述吸收液包括如下重量份的各组分:苹果酸钠13份、柠檬酸钠11份、海藻酸钠4份、水85份。
[0057] 步骤S3中所述塑料粉、醇溶剂、偶联剂、氟硅材料的质量比为1:3.5:0.05:12。
[0058] 所述醇溶剂为异丙醇;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。
[0059] 所述氟硅材料的制备方法,包括如下步骤:将1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂加入到高沸点溶剂中,在105℃下搅拌70分钟,得到反应溶液,然后将该反应溶液转移到高压反应釜中,用氦气置换釜内空气,然后在常压下125℃下搅拌反应3.5小时,然后减压至70Pa,升温至255℃,保温保压进行搅拌反应16小时,最后在真空条件下,控制温度在235℃之间,搅拌反应6h,反应结束后冷却至室温,在水中沉出,接着用乙醇洗涤4次,再旋蒸除去乙醇,接着置于真空干燥箱83℃下干燥至恒重,得到氟硅材料;所述1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂、高沸点溶剂的摩尔量之比为1:1:0.6:7;所述催化剂为钛酸四丁酯;所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
[0060] 步骤S5中的脱硫处理具体为:将铅膏与脱硫剂按质量比1:1.3混合均匀后,加入搅拌罐中在一定的反应条件下搅拌反应4小时,得到脱硫铅膏。
[0061] 所述脱硫剂是由如下重量份的各组分组成:甘氨酸钠碳酸盐13份、苯基胍碳酸盐4份、碳酸钠25份、氟化石墨烯4份、海泡石粉2份。
[0062] 实施例3
[0063] 一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
[0064] 步骤S1、拆解、分选:将收集的废铅酸蓄电池进行拆解,得到废酸溶液、铅膏、塑料和板栅;
[0065] 步骤S2、废酸处理:将经过步骤S1得到的废酸溶液过滤除渣,然后进入制酸工艺系统进行成品硫酸的制备;
[0066] 步骤S3、塑料处理:将分选的塑料放入不锈钢粉碎机中进行粉碎处理,将粉碎后的塑料粉分散于醇溶剂中,再向其中加入偶联剂,在55℃下搅拌反应7小时,得到表面改性塑料;然后将表面改性塑料与氟硅材料一起加入到双螺杆挤出中挤出成型,得到耐候材料;
[0067] 步骤S4、板栅处理:将分选的板栅用饱和氯化钠水溶液洗净后,依次经过酸化溶解、漂洗、干燥,用于工业再生产品;
[0068] 步骤S5、铅膏处理:将步骤S1中获得的铅膏进行脱硫处理得到脱硫铅膏;后将脱硫铅膏干燥,再在常温条件下,进行氨浸反应,经过滤后,得氨浸液;将氨浸液与氨浸液重量30%的铅粉混合,制成膏状涂于不锈钢阴极框内,然后成化4小时,得涂料阴极框;
[0069] 步骤6、电解:在酸15g/l,铵盐300g/l,亚铁盐250mg/l的电解液中,采用钛基阳极,将步骤S5获得的涂料阴极框为阴极,将阴阳极板放入电解槽中进行电解反应,得电解铅和电解废液;再将电解铅进行熔化、精炼、铸型后得到铅锭。
[0070] 所述制酸工艺具体为:将废酸稀释,裂解,利用吸收液对裂解尾气进行吸收;吸收产生的富液经过换热和蒸汽加热后送去SO2解吸塔进行解吸,解吸再生的贫液返回SO2吸收塔循环利用;解吸产生的高浓度SO2气体经冷凝和气液分离后,与净化单元送来的洁净SO2烟气混合,然后补入空气后送入干燥塔进行干燥,干燥塔出来的烟气经过“一转一吸”工艺后产出成品硫酸。
[0071] 所述吸收液包括如下重量份的各组分:苹果酸钠15份、柠檬酸钠13份、海藻酸钠4.5份、水90份。
[0072] 步骤S3中所述塑料粉、醇溶剂、偶联剂、氟硅材料的质量比为1:4:0.06:15。
[0073] 所述醇溶剂为乙二醇;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570。
[0074] 所述氟硅材料的制备方法,包括如下步骤:将1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂加入到高沸点溶剂中,在110℃下搅拌80分钟,得到反应溶液,然后将该反应溶液转移到高压反应釜中,用氖气置换釜内空气,然后在常压下130℃下搅拌反应4小时,然后减压至80Pa,升温至260℃,保温保压进行搅拌反应18小时,最后在真空条件下,控制温度在240℃之间,搅拌反应7h,反应结束后冷却至室温,在水中沉出,接着用乙醇洗涤5次,再旋蒸除去乙醇,接着置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重,得到氟硅材料;所述1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂、高沸点溶剂的摩尔量之比为1:1:0.7:8;所述催化剂为四氯化锡;所述高沸点溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
[0075] 步骤S5中的脱硫处理具体为:将铅膏与脱硫剂按质量比1:1.35混合均匀后,加入搅拌罐中在一定的反应条件下搅拌反应5小时,得到脱硫铅膏。
[0076] 所述脱硫剂是由如下重量份的各组分组成:甘氨酸钠碳酸盐15份、苯基胍碳酸盐6份、碳酸钠30份、氟化石墨烯4.5份、海泡石粉2.5份。
[0077] 实施例4
[0078] 一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
[0079] 步骤S1、拆解、分选:将收集的废铅酸蓄电池进行拆解,得到废酸溶液、铅膏、塑料和板栅;
[0080] 步骤S2、废酸处理:将经过步骤S1得到的废酸溶液过滤除渣,然后进入制酸工艺系统进行成品硫酸的制备;
[0081] 步骤S3、塑料处理:将分选的塑料放入不锈钢粉碎机中进行粉碎处理,将粉碎后的塑料粉分散于醇溶剂中,再向其中加入偶联剂,在58℃下搅拌反应7.8小时,得到表面改性塑料;然后将表面改性塑料与氟硅材料一起加入到双螺杆挤出中挤出成型,得到耐候材料;
[0082] 步骤S4、板栅处理:将分选的板栅用饱和氯化钠水溶液洗净后,依次经过酸化溶解、漂洗、干燥,用于工业再生产品;
[0083] 步骤S5、铅膏处理:将步骤S1中获得的铅膏进行脱硫处理得到脱硫铅膏;后将脱硫铅膏干燥,再在常温条件下,进行氨浸反应,经过滤后,得氨浸液;将氨浸液与氨浸液重量38%的铅粉混合,制成膏状涂于不锈钢阴极框内,然后成化5小时,得涂料阴极框;
[0084] 步骤6、电解:在硫酸25g/l,硫酸铵400g/l,硝酸亚铁450mg/l的电解液中,采用铅基阳极,将步骤S5获得的涂料阴极框为阴极,将阴阳极板放入电解槽中进行电解反应,得电解铅和电解废液;再将电解铅进行熔化、精炼、铸型后得到铅锭。
[0085] 所述制酸工艺具体为:将废酸稀释,裂解,利用吸收液对裂解尾气进行吸收;吸收产生的富液经过换热和蒸汽加热后送去SO2解吸塔进行解吸,解吸再生的贫液返回SO2吸收塔循环利用;解吸产生的高浓度SO2气体经冷凝和气液分离后,与净化单元送来的洁净SO2烟气混合,然后补入空气后送入干燥塔进行干燥,干燥塔出来的烟气经过“一转一吸”工艺后产出成品硫酸。
[0086] 所述吸收液包括如下重量份的各组分:苹果酸钠18份、柠檬酸钠14份、海藻酸钠5份、水96份。
[0087] 步骤S3中所述塑料粉、醇溶剂、偶联剂、氟硅材料的质量比为1:4.5:0.07:19。
[0088] 所述醇溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇按质量比1:2:4混合而成;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570按质量比1:1:5混合而成。
[0089] 所述氟硅材料的制备方法,包括如下步骤:将1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂加入到高沸点溶剂中,在115℃下搅拌90分钟,得到反应溶液,然后将该反应溶液转移到高压反应釜中,用氩气置换釜内空气,然后在常压下135℃下搅拌反应4.5小时,然后减压至90Pa,升温至268℃,保温保压进行搅拌反应19小时,最后在真空条件下,控制温度在247℃之间,搅拌反应7.8h,反应结束后冷却至室温,在水中沉出,接着用乙醇洗涤3-6次,再旋蒸除去乙醇,接着置于真空干燥箱89℃下干燥至恒重,得到氟硅材料。
[0090] 所述1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂、高沸点溶剂的摩尔量之比为1:1:0.78:9。
[0091] 所述催化剂为多聚磷酸、钛酸四丁酯、四氯化锡按质量比1:3:5混合而成;所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:4:2混合而成。
[0092] 步骤S5中的脱硫处理具体为:将铅膏与脱硫剂按质量比1:1.45)混合均匀后,加入搅拌罐中在一定的反应条件下搅拌反应6小时,得到脱硫铅膏。
[0093] 所述脱硫剂是由如下重量份的各组分组成:甘氨酸钠碳酸盐19份、苯基胍碳酸盐7份、碳酸钠29份、氟化石墨烯5份、海泡石粉3.5份。
[0094] 实施例5
[0095] 一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
[0096] 步骤S1、拆解、分选:将收集的废铅酸蓄电池进行拆解,得到废酸溶液、铅膏、塑料和板栅;
[0097] 步骤S2、废酸处理:将经过步骤S1得到的废酸溶液过滤除渣,然后进入制酸工艺系统进行成品硫酸的制备;
[0098] 步骤S3、塑料处理:将分选的塑料放入不锈钢粉碎机中进行粉碎处理,将粉碎后的塑料粉分散于醇溶剂中,再向其中加入偶联剂,在60℃下搅拌反应8小时,得到表面改性塑料;然后将表面改性塑料与氟硅材料一起加入到双螺杆挤出中挤出成型,得到耐候材料;
[0099] 步骤S4、板栅处理:将分选的板栅用饱和氯化钠水溶液洗净后,依次经过酸化溶解、漂洗、干燥,用于工业再生产品;
[0100] 步骤S5、铅膏处理:将步骤S1中获得的铅膏进行脱硫处理得到脱硫铅膏;后将脱硫铅膏干燥,再在常温条件下,进行氨浸反应,经过滤后,得氨浸液;将氨浸液与氨浸液重量40%的铅粉混合,制成膏状涂于不锈钢阴极框内,然后成化2-6小时,得涂料阴极框;
[0101] 步骤6、电解:在磷酸30g/l,硝酸铵450g/l,氯化亚铁500mg/l的电解液中,采用铅基阳极,将步骤S5获得的涂料阴极框为阴极,将阴阳极板放入电解槽中进行电解反应,得电解铅和电解废液;再将电解铅进行熔化、精炼、铸型后得到铅锭。
[0102] 进一步地,所述制酸工艺具体为:将废酸稀释,裂解,利用吸收液对裂解尾气进行吸收;吸收产生的富液经过换热和蒸汽加热后送去SO2解吸塔进行解吸,解吸再生的贫液返回SO2吸收塔循环利用;解吸产生的高浓度SO2气体经冷凝和气液分离后,与净化单元送来的洁净SO2烟气混合,然后补入空气后送入干燥塔进行干燥,干燥塔出来的烟气经过“一转一吸”工艺后产出成品硫酸。
[0103] 所述吸收液包括如下重量份的各组分:苹果酸钠20份、柠檬酸钠15份、海藻酸钠6份、水100份。
[0104] 步骤S3中所述塑料粉、醇溶剂、偶联剂、氟硅材料的质量比为1:5:0.08:20。
[0105] 所述醇溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇按质量比1:3:2混合而成;所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570按质量比2:3:5混合而成。
[0106] 所述氟硅材料的制备方法,包括如下步骤:将1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂加入到高沸点溶剂中,在120℃下搅拌100分钟,得到反应溶液,然后将该反应溶液转移到高压反应釜中,用氮气置换釜内空气,然后在常压下140℃下搅拌反应5小时,然后减压至100Pa,升温至270℃,保温保压进行搅拌反应20小时,最后在真空条件下,控制温度在250℃之间,搅拌反应8h,反应结束后冷却至室温,在水中沉出,接着用乙醇洗涤6次,再旋蒸除去乙醇,接着置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重,得到氟硅材料;所述1,3-金刚烷二乙酸、邻联甲苯胺砜、催化剂、高沸点溶剂的摩尔量之比为1:1:0.8:10;所述催化剂为多聚磷酸;所述高沸点溶剂为二甲亚砜。
[0107] 步骤S5中的脱硫处理具体为:将铅膏与脱硫剂按质量比1:1.5混合均匀后,加入搅拌罐中在一定的反应条件下搅拌反应6小时,得到脱硫铅膏。
[0108] 所述脱硫剂是由如下重量份的各组分组成:甘氨酸钠碳酸盐20份、苯基胍碳酸盐8份、碳酸钠40份、氟化石墨烯6份、海泡石粉4份。
[0109] 对比例1
[0110] 本例提供一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,与实施例1基本相同,不同的是所述吸收液的制备过程中没有添加苹果酸钠和柠檬酸钠。
[0111] 对比例2
[0112] 本例提供一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,与实施例1基本相同,不同的是所述吸收液的制备过程中没有添加海藻酸钠和柠檬酸钠。
[0113] 对比例3
[0114] 本例提供一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,与实施例1基本相同,不同的是所述脱硫剂不包括成分甘氨酸钠碳酸盐和海泡石粉。
[0115] 对比例4
[0116] 本例提供一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,与实施例1基本相同,不同的是所述脱硫剂不包括成分苯基胍碳酸盐和氟化石墨烯。
[0117] 对比例5
[0118] 本例提供一种废旧铅蓄电池回收处理工艺,与实施例1基本相同,不同的是所述脱硫剂不包括成分甘氨酸钠碳酸盐和碳酸钠。
[0119] 为了进一步说明本发明实施例中所涉及的废旧铅蓄电池回收处理工艺的有益技术效果,对以上实施例1-5及对比例1-5所述的废旧铅蓄电池回收处理工艺效果进行测试,测试结果见表1。表1
[0120] 从表1可以看出,本发明实施例公开的废旧铅蓄电池回收处理工艺,铅回收率≥98.5%,废酸回收率≥99.1%,耐磨材料拉伸强度增长率≥98.3%;而对比例铅回收率≤
97.9%,废酸回收率≤98.6%耐磨材料拉伸强度增长率≤98.2%;可见苹果酸钠、柠檬酸钠、海藻酸钠的添加协同作用能改善硫酸回收率,甘氨酸钠碳酸盐、苯基胍碳酸盐、碳酸钠、氟化石墨烯和海泡石粉协同作用,有利于提高铅回收率。
[0121] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
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