專利名稱：一種從廢蓄電池回收鉛的方法
技術領域：
本發(fā)明是一種關于廢金屬回收，特別是一種在電解設備中關于從廢蓄電池回收鉛的方法。
從廢蓄電池回收鉛的方法，現(xiàn)有“火法”和“濕法”兩種。“火法”國內(nèi)廠家采用，該法工藝落后(如回收過程必須在1000℃左右進行)、回收率低、污染環(huán)境-在熔煉過程中會產(chǎn)生鉛煙和毒氣(如二氧化硫、氯氣等)。“濕法”是一種無污染的回收鉛方法，按其所用的電解液介質(zhì)種類可分為“堿法”和“酸法”。兩法工藝可分別參見美國專利US4107007和US4597841文獻前者是一種“懸浮電解法”，其特點是用4-6倍理論量的8-12N的濃堿液溶解機械處理廢蓄電池后的鉛化物，然后在非緊裝配結(jié)構(gòu)的電解設備中電解此含鉛堿液，以漂浮的海綿鉛形式回收鉛，所用的電解設備中除電解槽外還有攪拌器、循環(huán)泵等附加設備，后者是一種“兩步還原電解法”，其特點是使壓成式陰極在0-36%硫酸中固相還原電解成鉛，使用電解槽和附加設備油壓機。由于上述特點，決定它們只能用小電流、高電解電壓(達3.5伏)回收鉛，致使付反應多、能耗大、電解時間長和生產(chǎn)成本高。
本發(fā)明的目的是針對上述的不足，提供一種電解時間短、能耗低的一種從廢蓄電池回收鉛的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的將廢蓄電池機械處理后，得到廢硫酸以及含鉛和鉛化物的大塊鉛部件、廢鉛粉料，其特征是電解槽1內(nèi)含有0.5-4N的稀堿電解液2以及呈緊裝配結(jié)構(gòu)形式排列的陽極3、隔板4和涂膏式陰極5，通過固相還原電解法，使涂膏式陰極5形成還原鉛，電解溫度為20-80℃，最佳稀堿液濃度為2N。
本發(fā)明的目的還可以這樣實現(xiàn)涂膏式陰極5可以由水、和膏劑以及還原處理后的低價廢鉛粉按比例配制而成，它在1.3-2伏的電解電壓下可以形成還原鉛。低價廢鉛粉可以由廢鉛粉在廢硫酸中還原制成，廢鉛粉與廢硫酸之重量比可以是1∶1.051∶1.15，反應溫度可以是100-200℃，以110-140℃為好，廢鉛粉中的鉛和二氧化鉛與廢硫酸作用機理主要是
由于反應(1)相當于短路微電池且反應(2)由H2SO4產(chǎn)生了新生態(tài)氫，所以上述還原反應充分，即高價鉛的轉(zhuǎn)化率可達99%。
本發(fā)明除了具有濕法的優(yōu)點外，由于采用了新的工藝路線和電解方法，即先機械處理廢蓄電池得到廢鉛粉，后利用廢蓄電池里的硫酸和鉛將廢鉛粉中的高價鉛化物還原轉(zhuǎn)化為低價鉛化物，再與水、和膏劑制成涂膏式陰極，最后使之在稀堿中用“固相還原電解法”得到還原鉛，所以與現(xiàn)有的濕法(以下簡稱老法)比，優(yōu)點更突出電解電流可達30-50安培/公斤廢料，比老法約大1-2倍，所以電解時間短(僅需4-5小時)、生產(chǎn)效率高。電流效率可達90-95%，比老法高20%左右，電解電壓低，比老法約低1伏，付反應少且省電300-400度/噸鉛;電解液中鉛化物殘留少且堿液可通過價廉的石灰水處理更新回用，由上可知能耗低。此外，本發(fā)明由于采用了緊裝配結(jié)構(gòu)和不需附加設備，所以反應空間緊湊和生產(chǎn)成本低。


圖1是本發(fā)明的電解設備示意圖。
圖2是本發(fā)明的工藝流程方框示意圖。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作出進一步說明。
如圖1所示，有電解槽1，稀堿電解液2，陽極3，隔板4，涂膏式陰極5，鎖緊端板6，鎖緊螺桿7等。
稀堿電解液2所用的堿可以是堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、氫氧化銨、碳酸銨。陽極3可以選用鎳、不銹鋼等材質(zhì)制成。涂膏式陰極5是由還原處理后的廢鉛粉、水、和膏劑混勻調(diào)成陰極膏，將膏涂于金屬網(wǎng)(如銅、鉛、鐵、鈦等做的拉網(wǎng)、編網(wǎng)、沖孔網(wǎng))上做成涂膏式陰極，陰極的孔率為45-70%，厚度為2-10mm，按廢料重量(%)，所用水、和膏劑的用量分別是5-15、0.1-2，和膏劑可以選用聚乙烯醇、羧甲基纖維索等材料。
電解時，只要將多片涂膏式陰極、隔板、陽極按序堆放在一起，夾緊做成壓瀘式電解堆，陰極靠緊裝配自行支撐在電解堆中，再將電解堆放入0.5-4N的稀堿溶液電解槽中，在20-80℃下電解還原，此時陽極產(chǎn)生氧氣，陰極得到海綿狀鉛。在電解過程中電壓在1.3-2伏內(nèi)逐漸上升，如果低于1.3伏，電解效果差，若高于2伏，則陰極析氫付反應會顯著增大。
實施例一廢鉛蓄電池經(jīng)機械處理后得到含鉛廢粉料，其成份為氧化鉛7.80%，硫酸鉛51.74%，金屬鉛6.59%，二氧化鉛33.79%。將廢鉛粉料放入從廢鉛蓄電池得到的廢硫酸中，加熱140℃，使二氧化鉛還原成低價鉛化物，再將低價鉛化物與0.1%的聚乙烯醇和10%的水調(diào)制成膏并涂在金屬網(wǎng)上做成約3mm厚的涂膏式陰極5，然后將涂膏式陰極5、隔板4、陽極3組裝成如圖1所示的電解堆，并使其在室溫下和2N氫氧化鈉溶液中進行電解，電流密度為50-30安培/公斤廢料，電解電壓為1.5-2伏，經(jīng)4-5小時電解完畢，陰極變成海綿鉛極板，其中約含2%雜質(zhì)的硫酸鉛，電解的陰極電流效率大于92%。
實施例二待回收的廢料是鉛蓄電池廠的廢鉛灰，成份主要是氧化鉛及約15%的硫酸鉛，余為少量金屬鉛。此種廢料不需機械處理及還原處理，直接如例1那樣做成厚約3mm的涂膏式陰極并組裝成電解堆，在2N氫氧化鈉中于室溫下進行電解。電解電壓為1.4-2伏，陰極電流密度為50-40安培/公斤廢料，約經(jīng)4小時電解完畢。陰極得到海綿鉛電極，其中含硫酸鉛2-1.5%，鉛97-98%，陰極電流效率為94%。
上述實施例中的海綿鉛極板以及機械處理廢蓄電池所得到的含鉛部件，它們的后處理是，將其投入熔鉛爐中熔化鑄錠。
圖1是本發(fā)明的摘要附圖
權利要求
1.一種關于廢金屬回收，特別是一種關于從廢蓄電池回收鉛的方法，將廢蓄電池機械處理后，得到廢硫酸以及含鉛和鉛化物的大塊鉛部件、廢鉛粉料，其特征是電解槽1內(nèi)含有0.5-4N的稀堿電解液2以及呈緊裝配結(jié)構(gòu)形式排列的陽極3、隔板4和涂膏式陰極5，通過固相還原電解法，使涂膏式陰極5形成還原鉛，電解溫度為20-80℃，最佳稀堿液濃度為2N。
2.根據(jù)權利要求1所述的回收鉛方法，其特征是還原鉛所采用的電解電壓為1.3-2伏。
3.根據(jù)權利要求1所述的回收鉛方法，其特征是涂膏式陰極5是由水、和膏劑以及還原處理后的低價廢鉛粉按比例配制成的。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的回收鉛方法，其特征是低價廢鉛粉是由廢鉛粉在廢硫酸中還原制成，廢鉛粉與廢硫酸之重量比為1∶1.05-1∶1.15，反應溫度是100-200℃，以110-140℃為好。
全文摘要
本發(fā)明是一種關于從廢蓄電池回收鉛的方法，所采用的電解設備中，包含電解槽、稀堿電解液和以緊裝配結(jié)構(gòu)形式排列的陽極、隔板和用還原處理后的廢鉛粉、水、和膏劑制成的涂膏式陰極，通過固相還原電解法，使涂膏式陰極形成還原鉛。本發(fā)明除了具有無污染的優(yōu)點外，還由于其電解電壓低、電流密度大、電流效率高，所以具有電解時間短、能耗低和生產(chǎn)成本低的優(yōu)點。
文檔編號F16L23/02GK1038505SQ8910331
公開日1990年1月3日 申請日期1989年5月17日 優(yōu)先權日1988年5月18日
發(fā)明者易應文, 鄭克文, 王如松, 鐘火坤, 王信友, 楊文秀 申請人:中國船舶工業(yè)總公司第七研究院第七一二研究所, 中國人民解放軍空軍武漢航空四站裝備修理廠