CN101885510B - 一种由废铅蓄电池铅膏湿法制备氯化铅和硫酸钙的方法 - Google Patents
一种由废铅蓄电池铅膏湿法制备氯化铅和硫酸钙的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种由废铅蓄电池铅膏湿法制备氯化铅和硫酸钙的方法，以废铅蓄电池铅膏为原料，包括铅膏在HCl-NaCl体系中浸取、浸取液冷析结晶以及分离、洗涤和干燥，其特征在于：自冷析滤液中回收硫资源并实现冷析滤液闭路循环，这就是向冷析滤液中加入氯化钙，生成硫酸钙沉淀，经分离、洗涤、干燥后得到硫酸钙产品，滤液用来配饱和NaCl溶液返回浸取工序。本方法既得到了氯化铅，又得到了纯度达97％以上的工业石膏，使硫资源得以回收利用，同时使冷析滤液得以循环使用，经四次循环后铅回收率达96％以上，避免了铅资源的浪费和铅污染问题。
Description
一、技术领域
本发明涉及废铅蓄电池的回收处理、资源化利用及无机盐制备的技术领域，特别涉及一种废铅蓄电池铅膏的回收处理方法，尤其涉及由废铅蓄电池铅膏湿法制备氯化铅和硫酸钙的方法。
二、背景技术
铅的用途非常广泛，其年产量在有色金属中仅次于铝、铜、锌位居第四。随着社会的发展，人类对铅的需求仍在不断增大。由于自然界中的铅资源日益枯竭，因此含铅废料的回收及资源化利用得到了广泛的关注。
据不完全统计，全世界消费的铅中，大约有80％～85％用于铅蓄电池，因此废铅蓄电池是当前最主要的铅回收原料。根据废铅蓄电池的回收方法不同，铅回收技术大致可分为火法、干湿联合法及全湿法三种。目前，国内再生铅厂广泛采用火法回收废铅蓄电池。该工艺成熟、设备简单、成本小收益大，但普遍存在铅回收率较低、环境污染较严重等问题。现代再生铅厂多采用干湿联合法，即湿法脱硫转化-火法还原熔炼技术。全湿法回收技术基本不产生污染，且铅回收率高、能耗低，是一种环境友好的废铅蓄电池回收方法，也是当前再生铅回收方法的主要研究方向。
目前利用铅膏湿法制备氯化铅的方法主要是氯盐法，即在HCl-NaCl体系下将铅膏中的铅以氯化铅的形态浸取出来，经冷析结晶后制得氯化铅产品。氯盐法制备氯化铅具有工艺过程简单、能量消耗低、产品质量好等特点。但该法中冷析结晶并不能使氯化铅完全析出，导致铅回收率低。此外，对冷析滤液中的硫酸根离子也未有效去除，致使冷析滤液不能进行循环利用，浪费资源不说，且易造成铅污染等。
三、发明内容
本发明针对上述现有技术所存在的不足之处，旨在提供一种改进的由废铅蓄电池铅膏湿法制备氯化铅和硫酸钙的方法，所要解决的技术问题是提高铅回收率，同时回收硫资源。
本发明提供的由废铅蓄电池铅膏湿法制备氯化铅和硫酸钙的方法，以废铅蓄电池铅膏为原料，包括铅膏在HCl-NaCl体系中浸取、浸取液冷析结晶以及分离、洗涤和干燥，与现有技术的区别是自冷析滤液中回收硫资源并实现冷析滤液闭路循环。这就是向冷析滤液中加入氯化钙，生成硫酸钙沉淀，经分离、洗涤、干燥后得到硫酸钙产品，滤液用来配饱和NaCl溶液返回浸取工序。
所用铅膏的主组分含量如表1所示：
表1铅膏主组分含量
具体操作步骤如下：
所述的铅膏浸取是在粒度小于100μm的铅膏中，按铅膏与饱和氯化钠溶液重量比为1∶13～15加入饱和氯化钠溶液，及按铅膏与之重量比为1∶2～2.5加入重量百分比浓度为37％的盐酸，在70-100℃下反应150～180min，反应完毕后趁热过滤得滤饼和滤液；
所述的浸取液冷析结晶是将所述铅膏浸取滤液降至室温，并在室温下静置3h以上，使其中的氯化铅冷却结晶析出，过滤；滤饼经洗涤、干燥即得氯化铅；滤液中含有未析出的氯化铅和副产物硫酸钠；
所述的自冷析滤液中回收硫资源是在冷析滤液中加入氯化钙，将其中硫酸根离子生成硫酸钙沉淀，过滤；滤饼经洗涤、干燥即得硫酸钙产品；滤液中硫酸根离子含量得到了有效降低，可配制饱和NaCl溶液返回浸取工序循环使用，其所含的少量PbCl2亦得以再次回收。
本发明方法各步骤反应方程式为：
a、铅膏浸取
PbSO4+2NaCl→PbCl2+Na2SO4
Pb+2HCl→PbCl2+H2↑
PbO+2HCl→PbCl2+H2O
PbO2+4HCl→PbCl2+2H2O+Cl2↑
Pb+PbO2+4HCl→2PbCl2+2H2O
b、冷析滤液除硫酸根离子
Na2SO4+CaCl2→CaSO4↓+2NaCl
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明方法可使冷析滤液中的硫酸根离子得到有效去除，实现了冷析滤液的循环使用，有效提高了铅的回收率，冷析滤液经四次循环，铅回收率达96％以上，较传统的85％提高了11％以上。避免了铅的浪费及由此带来的铅污染问题；
2、本发明方法在将冷析滤液中的硫酸根离子得到有效去除的同时，还制取了副产物硫酸钙，纯度达97％以上，可作为工业石膏直接使用，使硫资源得到了有效的回收利用。
四、具体实施方式
实施例1：本实施例按如下步骤进行：
1、在粒度为74μm的铅膏中，按铅膏与饱和氯化钠溶液重量比为1∶13加入饱和氯化钠溶液，及按铅膏与之重量比为1∶2.5加入重量百分比浓度为37％的盐酸，在75℃下反应170min，反应完毕后趁热过滤得滤饼和滤液，铅浸出率为99.2％。
2、将上述铅膏浸取滤液降至室温，并在室温下静置3.5h，使其中的氯化铅冷却结晶析出，过滤；滤饼经洗涤、105℃干燥1.5小时即得氯化铅产品。该产品中氯化铅含量为99.6％，达到了质量标准的要求。
3、在上述冷析滤液中按铅膏与之重量比为1∶0.25加入工业氯化钙，将其中硫酸根离子生成硫酸钙沉淀，过滤；滤饼经洗涤、110℃干燥2小时即得硫酸钙产品，该产品中硫酸钙含量为97.5％，达到了质量标准的要求。滤液配饱和氯化钠溶液后返回浸取工序循环使用。冷析滤液不循环时，铅的回收率为85.6％；冷析滤液处理后循环4次时，铅的回收率为96.8％。
实施例2：本实施例按如下步骤进行：
1、在粒度为74μm的铅膏中，按铅膏与饱和氯化钠溶液重量比为1∶14加入饱和氯化钠溶液，及按铅膏与之重量比为1∶2.2加入重量百分比浓度为37％的盐酸，在95℃下反应150min，反应完毕后趁热过滤得滤饼和滤液，铅浸出率为99.5％。
2、将上述铅膏浸取滤液降至室温，并在室温下静置4h，使其中的氯化铅冷却结晶析出，过滤；滤饼经洗涤、101℃干燥2小时即得氯化铅产品。该产品中氯化铅含量为99.4％，达到了质量标准的要求。
3、在上述冷析滤液中按铅膏与之重量比为1∶0.22加入工业氯化钙，将其中硫酸根离子生成硫酸钙沉淀，过滤；滤饼经洗涤、106℃干燥2.5小时即得硫酸钙产品，该产品中硫酸钙含量为97.4％，达到了质量标准的要求。滤液配饱和氯化钠溶液后返回浸取工序循环使用。冷析滤液不循环时，铅的回收率为85.4％；冷析滤液处理后循环4次时，铅的回收率为96.5％。
实施例3：本实施例按如下步骤进行：
1、在粒度为74μm的铅膏中，按铅膏与饱和氯化钠溶液重量比为1∶15加入饱和氯化钠溶液，及按铅膏与之重量比为1∶2加入重量百分比浓度为37％的盐酸，在85℃下反应160min，反应完毕后趁热过滤得滤饼和滤液，铅浸出率为99.7％。
2、将上述铅膏浸取滤液降至室温，并在室温下静置4.5h，使其中的氯化铅冷却结晶析出，过滤；滤饼经洗涤、108℃干燥1小时即得氯化铅产品。该产品中氯化铅含量为99.2％，达到了质量标准的要求。
3、在上述冷析滤液中按铅膏与之重量比为1∶0.25加入工业氯化钙，将其中硫酸根离子生成硫酸钙沉淀，过滤；滤饼经洗涤、102℃干燥3小时即得硫酸钙产品，该产品中硫酸钙含量为97.2％，达到了质量标准的要求。滤液配饱和氯化钠溶液后返回浸取工序循环使用。冷析滤液不循环时，铅的回收率为85.0％；冷析滤液处理后循环4次时，铅的回收率为96.1％。
Claims (1)
1.一种由废铅蓄电池铅膏湿法制备氯化铅和硫酸钙的方法，以废铅蓄电池铅膏为原料，包括铅膏在HCl-NaCl体系中浸取、浸取液冷析结晶以及分离、洗涤和干燥，其特征在于：所述的浸取是在粒度小于100μm的铅膏中，按铅膏与饱和氯化钠溶液重量比为1∶13～15加入饱和氯化钠溶液，及按铅膏与之重量比为1∶2～2.5加入重量百分比浓度为37％的盐酸，在70-100℃下反应150～180min，反应完毕后趁热过滤得滤饼和滤液；所述的浸取液冷析结晶是将上述铅膏浸取滤液降至室温，并在室温下静置3h以上，使其中的氯化铅冷却结晶析出，过滤，得到滤饼和冷析滤液，滤饼经洗涤、干燥即得氯化铅；滤液中含有未析出的氯化铅和副产物硫酸钠；自冷析滤液中回收硫资源并实现冷析滤液闭路循环，这就是向冷析滤液中加入氯化钙，生成硫酸钙沉淀，经分离、洗涤、干燥后得到硫酸钙产品，滤液用来配饱和NaCl溶液返回浸取工序。
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