本发明属于铅精炼,具体涉及一种铅酸电池回收用铅精炼工艺。
背景技术:
1、铅酸电池是目前世界上产量和市场份额最大,用途最广的蓄电池。它拥有着例如电压稳定,运行安全,寿命较长和性价比较高等诸多优点。基于这些优点,铅酸电池在诸多方面有着广泛的应用。但随着铅资源的匮乏,废铅酸电池中的铅资源的回收变得尤为重要。
2、废铅酸电池中含铅最多以及最有价值的部分是废铅膏,可以对废铅酸电池进行手工拆解,获得废铅膏。成分测定表明废铅膏的主要成分为硫酸铅,二氧化铅,氧化铅和铅单质。此外,废铅膏中还存在着多种其他金属杂质,例如fe、a l、ba、cu和zn等。目前,废铅酸蓄电池的回收处理一般分为火法、湿法和联合法。
3、cn103374657a公开了一种利用废铅膏制备的超细氧化铅及其制备方法,包括脱硫,浸出结晶转化,将脱硫铅膏加入柠檬酸溶液、还原剂,脱硫铅膏与柠檬酸溶液反应后,经过滤、洗涤、干燥后得到柠檬酸铅;柠檬酸铅经过焙烧后,制得超细氧化铅。但是,能耗高,限制其进一步发展。
4、虽然现有技术都对铅离子进行了提纯,但是废铅膏中还存在着多种其他金属杂质,没有被除去,因此,想要提高铅的回收率、纯度,有必要提供一种铅酸电池回收用铅精炼工艺。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种铅酸电池回收用铅精炼工艺,以解决背景技术中回收铅含有其他金属杂质、纯度低的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种铅酸电池回收用铅精炼工艺,可以通过以下步骤实现:
4、步骤(1):将收集的废铅酸电池进行拆解,得到铅膏粉末;
5、步骤(2):将铅膏粉末在室温下加入混合液a中,搅拌,过滤,得固体,将固体洗涤,干燥后,加入到氢氧化钠水溶液中,过滤,洗涤,干燥,得脱硫铅膏;
6、步骤(3):在25-35℃下,将脱硫铅膏加入到混合液b中,搅拌,过滤,得含乙酸铅溶液;将离子印迹吸附剂加入到含乙酸铅溶液中,25℃震荡吸附12h,过滤,得含铅离子印迹吸附剂,将含铅离子印迹吸附剂使用洗脱剂洗脱,得洗脱液;
7、步骤(4):在30-50℃下,调整洗脱液ph为6-8,搅拌,然后滴加30wt%氢氧化钠水溶液,直至无固体析出,继续搅拌10-30min后,过滤,洗涤,得氧化铅固体;
8、其中,混合液a由98wt%浓硫酸、30wt%双氧水和水按照质量比为12.5:21.5:200组成;
9、其中,混合液b由乙酸、30wt%双氧水和水按照质量比为12.6:28.05:100组成。
10、其中,所述离子印迹吸附剂的合成步骤为:
11、s1.将4-乙烯基吡啶作为功能单体,将体积分数为50%的乙醇水溶液作为致孔溶剂,将乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂,将偶氮二异丁腈作为引发剂;
12、将硝酸铅和功能单体加入到致孔溶剂中,超声,振荡,加入交联剂、乙烯化多壁碳纳米管和引发剂,超声后,转移至密闭容器中,再次超声后,通入氮气,然后振荡聚合,得聚合物;
13、s2.将聚合物经过滤、干燥后置于索氏提取器中,采用洗脱剂洗脱聚合物中的铅离子,直至溶液中检测不出铅离子为止,再用甲醇洗涤至中性,干燥,即可得到离子印迹吸附剂。
14、进一步地,所述硝酸铅、功能单体、致孔溶剂、交联剂、乙烯化多壁碳纳米管和引发剂的用量比为0.0331g:2-6mmo l:20ml:50-60mmo l:30-90mg:15mg;
15、进一步地,所述振荡,温度为25℃,转速为60r/s,时间为3h;
16、进一步地,所述振荡聚合,温度为70℃,转速为60r/s,时间为24h;
17、进一步地,所述检测为通过电感耦合等离子体发射光谱仪检测铅离子浓度;
18、进一步地,所述乙烯化多壁碳纳米管,包括以下制备步骤:
19、将氨基化多壁碳纳米管加入到n,n-二甲基甲酰胺中,超声后,加入无水na2co3,搅拌,滴加溴丙烯,室温反应24h后,进行抽滤,依次用纯水和甲醇洗涤,干燥后即得乙烯化多壁碳纳米管;
20、进一步地,所述氨基化多壁碳纳米管、n,n-二甲基甲酰胺、无水na2co3和溴丙烯的用量比为1g:25ml:10mmo l:10mmo l。
21、其中,步骤(1)所述铅膏用球磨机粉碎至1000目以下。
22、其中,步骤(2)所述铅膏粉末和混合溶液a的质量比为100:234。
23、其中,步骤(2)所述氢氧化钠水溶液的浓度为5-10wt%。
24、其中,步骤(2)所述搅拌的转速为400r/min,时间为60min。
25、其中,步骤(3)所述脱硫铅膏、混合液b、离子印迹吸附剂和洗脱剂的用量比为46.2g:140.65g:8g:200-400ml。
26、其中,步骤(3)所述洗脱剂由甲醇和乙酸按照体积比9:1组成。
27、其中,步骤(4)所述调整洗脱液ph的物质为10wt%氢氧化钠水溶液。
28、本发明的有益效果:
29、1、本发明制备的回收用铅具有纯度高的特点,铅膏中含有fe、al、ba、cu和zn等元素,脱硫后的铅膏,去除了大部分的cu、zn、al,但是对fe和ba的去除率较低。通过使用离子印迹技术,制备二价铅离子的离子印迹吸附剂,解决了fe和ba的去除率较低状态,即使混有其他未检测出的物质,也可以保持很高的离子选择性,保证了所回收铅的纯度,且离子印迹吸附剂具有可重用性。
30、2、本发明公开的铅酸电池回收用铅精炼工艺具有不腐蚀设备的特点,本发明使用的工艺不需要在精炼锅中使用氢氧化钠和硝酸钠进行高温精炼,即可得到高纯度的氧化铅。
31、3、本发明公开的铅酸电池回收用铅精炼工艺具有工艺简单、能耗低的特点,本发明使用的工艺不需要对设备进行过多的加热,通过调节ph、选择性吸附、固液分离等手段即可分离出高纯度的氧化铅。
32、4、本发明使用的离子印迹吸附剂具有高选择性,离子印迹技术通过在合成过程中,制作pb2+的形状模版,在制备完成的离子印迹吸附剂中可以准确的识别pb2+的形状,对pb2+进行精准的吸附。
33、5、本发明以乙烯化多壁碳纳米管为载体,采用表面印迹聚合法,通过接枝技术将离子印迹聚合物聚合在载体表面,形成离子印迹吸附剂。乙烯化多壁碳纳米管具有大的比表面积、稳定的化学结构,加上离子印迹聚合物对pb2+的精准吸附,因此,离子印迹吸附剂具有吸附能力强、稳定性强等特点。
1.一种铅酸电池回收用铅精炼工艺,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种铅酸电池回收用铅精炼工艺,其特征在于,所述离子印迹吸附剂,包括如下合成步骤:
3.根据权利要求1所述的一种铅酸电池回收用铅精炼工艺,其特征在于,步骤(3)所述脱硫铅膏、混合液b、离子印迹吸附剂和洗脱剂的用量比为46.2g:140.65g:8g:200-400ml。
4.根据权利要求1所述的一种铅酸电池回收用铅精炼工艺,其特征在于,所述洗脱剂由甲醇和乙酸按照体积比9:1组成。
5.根据权利要求2所述的一种铅酸电池回收用铅精炼工艺,其特征在于,所述硝酸铅、4-乙烯基吡啶、乙醇水溶液、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙烯化多壁碳纳米管和偶氮二异丁腈的用量比为0.0331g:2-6mmo l:20ml:50-60mmo l:30-90mg:15mg。
6.根据权利要求2所述的一种铅酸电池回收用铅精炼工艺,其特征在于,所述振荡聚合,温度为70℃,转速为60r/s,时间为24h。
7.根据权利要求2所述的一种铅酸电池回收用铅精炼工艺,其特征在于,所述乙烯化多壁碳纳米管,包括以下合成步骤:
8.根据权利要求7所述的一种铅酸电池回收用铅精炼工艺,其特征在于,所述氨基化多壁碳纳米管、n,n-二甲基甲酰胺、无水na2co3和溴丙烯的用量比为1g:25ml:10mmo l:10mmol。
