本發(fā)明涉及一種超聲波強化碳酸氫銨為脫硫劑的鉛膏脫硫方法，屬于廢舊鉛酸蓄電池資源再生領域，用于廢舊鉛酸蓄電池再生過程中的鉛膏脫硫。

背景技術：

我國是世界上第一大鉛的產銷國，鉛消費量的80%在鉛酸蓄電池中，我國每年報廢的鉛酸蓄電池有3億多只，含鉛近400萬噸。鉛酸蓄電池中含有鉛、硫酸，屬于危險廢物，必須安全處置。廢舊鉛酸蓄電池匯集到再生鉛企業(yè)后，先進行破碎分選，得到塑料、廢酸、鉛頭、鉛膏等主要的物料，其中鉛膏是最主要的組成，鉛膏的主要成分包括：PbSO₄（50-60%）、PbO₂（30-35%）、PbO（10-15%）和其他物質（0.2-0.7%）?，F(xiàn)行的鉛循環(huán)產業(yè)政策要求對鉛膏進行預脫硫處理，將硫酸鉛轉變?yōu)樘妓猁}等不含硫的物質，再進入熔煉環(huán)節(jié)，這樣熔煉時不僅可以進行低溫熔煉，大大降低能耗的同時減少鉛的揮發(fā)損失，而且熔煉過程不產生或者很少產生二氧化硫，使熔煉過程變得更清潔，更環(huán)保。目前行業(yè)采用的鉛膏預脫硫工藝幾乎都是碳酸鈉脫硫工藝，脫硫效果很好，運行也很穩(wěn)定，但預脫硫的產物為硫酸鈉，我國硫酸鈉產能很非常充足，且硫酸鈉價格不高，因而碳酸鈉預脫硫系統(tǒng)盡管實現(xiàn)了鉛膏再生的清潔生產，但經濟效益不佳。探索更經濟高效的鉛膏預脫硫技術工藝和裝備，對鉛膏清潔再生產業(yè)進步有很重要的推動意義。

碳酸銨和碳酸氫銨是另外兩種可以用做鉛膏預脫硫劑的物質，脫硫后得到的硫酸銨凈化后可以用于農業(yè)生產，但目前碳酸銨的價格過高，將其用于鉛膏預脫硫，最終的經濟性能比采用碳酸鈉更低。碳酸氫銨的價格較碳酸銨低很多，用作鉛膏預脫硫將會比碳酸鈉工藝效益有可能大大提升。碳酸氫銨與硫酸鉛的反應如下：

PbSO_4（S）+2NH₄HCO₃= PbCO_3（S）+(NH₄)₂SO₄+CO₂↑

可見，反應過程有兩個問題需要重視，一是硫酸鉛PbSO₄固體與可溶的NH₄HCO₃反應，生成了固體PbCO₃和可溶的(NH₄)₂SO₄，生成的PbCO₃將包裹在PbSO₄表面，形成產物層，將阻礙PbSO₄ 與NH₄HCO₃的進一步反應，要使脫硫反應進行的徹底，必須采取強化措施及時將包裹在PbSO₄表面的PbCO₃產物殼層粉碎并及時剝離；二是脫硫反應過程生成大量的CO₂，這將造成反應罐產生大量的泡沫，必須采取措施及時將泡沫消除。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決碳酸氫銨鉛膏脫硫反應過程產物覆蓋反應物表面阻礙反應進行和產生大量泡沫的問題，提升碳酸氫銨在鉛膏脫硫反應過程中的效果，本發(fā)明提供一種超聲波強化碳酸氫銨為脫硫劑的鉛膏脫硫方法，利用超聲波對于固體的粉碎作用即時破碎包裹在反應物表面的產物層，產物層破碎后隨即在攪拌的作用下分散到漿液中去；同時利用超聲波的空化作用即時打碎泡沫中的氣泡，釋放出氣泡中夾帶的漿液，防止泡沫層膨脹。

本發(fā)明的技術方案為：

一種超聲波強化碳酸氫銨為脫硫劑的鉛膏脫硫方法，包括如下步驟：鉛膏稱重后在脫硫罐中加水或者硫酸銨溶液配制成固含量30~70%（質量百分數(shù)或質量濃度）的漿液，脫硫劑碳酸氫銨總量為鉛膏中硫酸鉛物質的量的2.02~2.10倍，脫硫劑碳酸氫銨分批加入脫硫罐，控制脫硫罐中碳酸氫銨的質量濃度全過程不大于5%；脫硫罐配置轉速可調的攪拌器，攪拌器轉速70~120轉/分鐘，使脫硫罐中的漿液混合良好；脫硫罐同時配置超聲波發(fā)生器，開始加入脫硫劑時啟動超聲波發(fā)生器開始脫硫反應，固體物料含硫率低于設定的標準時，停止超聲波發(fā)生器，啟動排漿泵將反應后的物料輸送到后續(xù)工序，物料輸送完畢后停止輸送泵和攪拌器。

進一步地，超聲波發(fā)生器的配置通過在脫硫罐中部配置反應超聲波發(fā)生器探頭及在脫硫罐中上部配置消泡超聲波發(fā)生器探頭實現(xiàn)；在脫硫罐中部，配置2個或者4個反應超聲波發(fā)生器探頭，釋放超聲波用于強化脫硫，探頭從脫硫罐壁面外部插入，浸沒在脫硫漿液中；在脫硫罐上中部，配置2個或者4個消泡超聲波發(fā)生器探頭，探頭從脫硫罐壁面外部插入，浸沒在脫硫過程的泡沫層中，實現(xiàn)消泡。

進一步地，脫硫罐底部為中心高、周邊低的倒V字形，既便于比重較大的鉛頭富集而不沉淀，也便于排漿泵吸液，且脫硫罐底部配排漿泵。

本發(fā)明的有益效果在于：

（1）本發(fā)明采用超聲波強化碳酸氫銨為脫硫劑的鉛膏脫硫反應，一方面強化了脫硫過程反應物料的表面更新，另一方面有效消除了反應產生的泡沫，取得了非常好的脫硫效果。

（2）本發(fā)明的方法工藝簡單，設備結構簡單，運行能耗低，工業(yè)應用性強。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工藝的設備流程圖，其中，1、脫硫罐，2、攪拌槳，3、消泡超聲波探頭，4、反應超聲波探頭，5、排漿泵。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，但本發(fā)明并不限于此。

鉛膏稱重后在脫硫罐中加水或者硫酸銨溶液配制成固含量30~70%的漿液，脫硫劑碳酸氫銨總量為鉛膏中硫酸鉛物質的量的2.02~2.10倍，分批加入脫硫罐1，控制脫硫罐中碳酸氫銨的濃度全過程不大于5%。調整脫硫罐1的攪拌器2轉速70~120轉/分鐘，使脫硫罐1中的漿液混合良好。開始加入碳酸氫銨后啟動反應超聲波發(fā)生器4與消泡超聲波發(fā)生器3。脫硫反應完成后停止超聲波發(fā)生器3、4并啟動排漿泵5將反應后的漿液輸送至后續(xù)壓濾等工序，物料輸送完畢后停止攪拌器2和排漿泵5。

實施例1

將廢鉛酸電池破碎后所得鉛膏400公斤輸入脫硫罐，加水900公斤配成質量百分數(shù)為30.8%的漿液1 m³，啟動攪拌器，調整攪拌轉速到80轉/分，攪拌5分鐘后，稱取總量107公斤脫硫劑NH₄HCO₃，啟動超聲波發(fā)生器，分3次加入NH₄HCO₃，間隔10min，依次加入量為50公斤、40公斤、27公斤。原始鉛膏含硫率為5.3%，經此脫硫工藝脫硫40min，脫硫后鉛膏含硫率為0.32%。

實施例2

將廢鉛酸電池破碎后所得鉛膏600公斤輸入脫硫罐，加水900公斤配成質量百分數(shù)為40%的漿液1.2 m³，啟動攪拌器，調整攪拌轉速到100轉/分，攪拌5分鐘后，稱取總量162公斤脫硫劑NH₄HCO₃，啟動超聲波發(fā)生器，分3次加入NH₄HCO₃，間隔10min，依次加入量為80公斤、60公斤、22公斤。原始鉛膏含硫率為5.3%，經此脫硫工藝脫硫40min，脫硫后鉛膏含硫率為0.34%。

實施例3

將廢鉛酸電池破碎后所得鉛膏1200公斤輸入脫硫罐，加水900公斤配成質量百分數(shù)為57%的漿液1.5m³，啟動攪拌器，調整攪拌轉速到120轉/分，攪拌5分鐘后，稱取總量330公斤脫硫劑NH₄HCO₃，啟動超聲波發(fā)生器，分4次加入NH₄HCO₃，間隔10min，依次加入量為400公斤、300公斤、300公斤、200公斤。原始鉛膏含硫率為5.3%，經此脫硫工藝脫硫60min，脫硫后鉛膏含硫率為0.28%。