废铅酸蓄电池铅膏回收利用技术的现状与发展.pdf

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1、第32卷第1期有色矿冶Vo1．32．№12016年O2月N0N—FERROUSMININGANDMETALLURGYFebruary2016文章编号：1007—967X(2016)01—48一O5废铅酸蓄电池铅膏回收利用技术的现状与发展詹光，黄草明(中国有色矿业集团有限公司，北京106029)摘要：对铅酸蓄电池的物质组成特性进行了分析，介绍了铅膏回收技术的发展现状，对比了各工艺的优缺点。传统的铅酸蓄电池火法冶炼工艺存在能耗高，污染大的缺点。剑桥大学开发的柠檬酸湿法浸取铅膏的新工艺，回收PbO超细粉体直接用于电池生产，为废旧铅酸电池的回收提供了一种新的思路。关键词：铅酸蓄电池

2、；物质组成；铅膏回收；技术进展中图分类号：TM912文献标识码：A0引言1铅酸蓄电池结构及反应原理铅酸蓄电池目前是机动车、船舶等不可缺少的一般铅酸蓄电池由3块或6块相互独立的单格动力能源。由于腐蚀、钝化等原因，我国每年从车、组成，各单格之间用铅质联条串联起来J。单格是船上替换下来的报废铅蓄电池数量巨大。报废电池组成铅酸蓄电池的基本结构，由栅板架、正极板、负不仅严重浪费资源，而且会对生态环境和人体健康极板、隔板、电解液及相关附件组成，正负极板按照”造成严重威胁。2012年全球精铅产量达到了1065负极板一隔板一正极板一隔板～负极板⋯·一负极万t，其中近810万t精铅用于制造铅

3、酸蓄电池，占板”的排列方式组成。单格的电极板排列方式如图精铅产量的809／6；2012年我国精铅产量为464．6万1所示。t，其中约330万t被用于铅酸蓄电池的制造¨1]。制造铅酸蓄电池的基本原料是金属铅和硫酸，在铅酸蓄电池的使用过程中，发生一系列化学反应，从而在电池板上形成多种含铅化合物铅膏，该类化合物主要有Pb0、PbO。和PbSO等。随着铅酸蓄电池的报废，电池中大量的含铅废物需要处理。从综合统计看，再生铅的回收费用只相当于从原生矿开采冶隔极图1铅酸蓄电池的正负电极板排列示意图炼费用的1／3，回收和再生铅生产已成为我国实现Fig．1Thestaggeredarrange

4、mentstructureofpositiveand铅工业可持续发展战略不可缺少的重要组成部negativeelectrodeplateoflead——acidbattery分]。铅是有害于环境和人体健康的金属，各种铅铅酸蓄电池的极板分正极板和负极板，由栅板废料若不加以合理回收，都将会对环境和人体造成架和活性物质组成。其结构示意图如图2所示]。较大的危害，尤其是废铅蓄电池，只有充分回收利其中负极板是将海绵铅(Pb)和稀硫酸调成膏状，涂用，才能避免其中的铅膏和硫酸污染环境口]。为了抹在栅板上而组成。正极板是将二氧化铅(PbO)减少铅酸蓄电池对环境的污染，应侧重于提高铅酸和稀硫

5、酸调成膏状，涂抹在栅板上而组成。蓄电池使用寿命和采用新型回收铅工艺J。其中，铅酸蓄电池充放电过程中的电极反应为]：开发清洁高效的回收铅技术来实现铅资源的可持续放电过程：发展，并减少铅回收过程对环境的二次污染，成为亟负极反应：待解决的问题。本文对现有铅酸蓄电池铅膏的回收Pb+HS0l—PbSO+H+2e(1)技术进行了综述。正极反应：*收稿日期：2015—10—10作者简介：詹光(1985一)，男，博士，工程师，主要从事科技项目管理工作。第l期詹光等：废铅酸蓄电池铅膏回收利用技术的现状与发展49Pb()2+2e+HS()『+3H—PbS()4十2HO(2)阳极反应：总反应为：

6、PbSO+2H2()一2e--~PbO2+HSOg-4-3H(4)Pb+PbO+2H+2HSO~一2PbSO+阴极反应：2H2O(3)PbSO+H+2e—Pb+HSO(5)架总反应为：2PbSO+2H2O-~Pb+PbO2+2H+2HS()j(6)活性物质铅酸蓄电池经过长时间的“放电一充电一放电”过程，当它的容量下降到一定程度或者板栅腐蚀过度而不能修复时，即需报废。从废铅酸蓄电池中回收的铅主要来自于正负极板栅、活性物质及其铅质支撑凸起图2铅酸蓄电池正～负极板结构示意图联条，其中正负极板栅及其铅质联条约占电池铅总量的45～5O；腐蚀后的极板和活性填料组成的Fig．2Thest

7、ructureofpositiveandnegative铅膏约占电池铅总量的5O～55％。electrodeplateoflead—acidbattery表1为废铅酸蓄电池含铅物相的典型组成。充电过程：表1废铅酸蓄电池含铅典型物相组成Table1Typicalphasecompositionofwastelead—acidbattery废铅酸蓄电池的回收过程一般是先经机械破生大量SO气体，这是火法熔炼过程中产生大量碎，然后经过分选，分出板栅、铅膏和有机物料三种SO。的主要原因。同时高温会造成大量的铅挥发损成分，其中