ES2343258T3 - Produccion de sulfato de plomo tetrabasico procedente de reacciones en estado solido para la preparacion de placas activas que se van a usar en baterias de plomo-acido. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de reacción en estado sólido para la producción de sulfato de plomo tetrabásico haciendo reaccionar (a) - 4PbO y PbSO4; (b) - 3PbO-PbSO4-H2O y PbO; (c) - 5PbO y H2SO4; (d) - 4PbO y PbCO3 y H2SO4; o (e) - 5PbO y (NH4)2SO4; que comprende las etapas de (1) mezclar una mezcla estequiométrica de (a); (b); (c); (d); o (e); (2) calentar dicha mezcla estequiométrica a una temperatura entre 500 y 700ºC durante 3 a 8 horas; y (3) desaglomerar y tamizar el sulfato de plomo tetrabásico resultante sin ninguna molienda adicional del material.
Description
Producción de sulfato de plomo tetrabásico
procedente de reacciones en estado sólido para la preparación de
placas activas que se van a usar en baterías de plomo-ácido.
Esta invención se refiere en general a la
producción de sulfato de plomo tetrabásico y más específicamente a
la producción de sulfato de plomo tetrabásico procedente de
reacciones en estado sólido para la preparación de placas activas
que se van a usar en baterías de plomo-ácido.
La preparación de electrodos o placas activas
para baterías de plomo-ácido implica tres etapas: a) aplicación de
la pasta a una rejilla de soporte, b) secado y endurecimiento de la
rejilla empastada, y c) formación electroquímica de la rejilla
endurecida para producir los materiales activos usados en la batería
de plomo-ácido cargada. La formación de la batería se lleva a cabo
normalmente haciendo pasar corriente a través del electrodo, los
que da como resultado una placa positiva que tiene aglomerados de
dióxido de plomo, y una placa negativa que tiene aglomerados de
plomo metálico. El sulfato de plomo tetrabásico,
4PbO\cdotPbSO_{4} es un material de partida muy útil para la
preparación de electrodos positivos para baterías de plomo-ácido.
Según la Patente de los Estados Unidos Nº 3.765.943 y la Patente de
los Estados Unidos Nº 3.899.349, las placas o electrodos de batería
fabricados con este sulfato y endurecidos en presencia de una
cantidad controlada de dióxido de carbono gaseoso, se asocian con
un mayor rendimiento del producto, más vida, mayor reproducibilidad
de las propiedades químicas y físicas del producto, y una
morfología cristalina más adecuada para el funcionamiento de la
batería. Aunque se pueden formar electrodos positivos y negativos
con sulfato de plomo tetrabásico, este material se usa
preferiblemente para las placas positivas. Véase también Pavlov, D y
Papazov, G., Journal of Applied Electrochemistry 6, 1976, pp,
339-345, así como Pavlov, D y Kapkov, N.J.,
Electrochemical Society 137(1), 1990, pp.
16-28.
En el procedimiento de fabricación de las
baterías de plomo-ácido, el sulfato de plomo tetrabásico se produce
normalmente mezclando las cantidades requeridas de óxido de plomo
(\alpha y \beta-PbO con plomo libre), ácido
sulfúrico y agua. Aunque este procedimiento parece ser muy directo,
se ha informado de diversas variaciones importantes del mismo,
principalmente en la bibliografía de patentes.
Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos Nº
3.765.943 da a conocer un procedimiento para la fabricación de
electrodos positivos para las baterías de plomo-ácido en el que los
electrodos se fabrican a partir de rejillas cargadas con pasta y
que incluye las etapas de hacer reaccionar óxido de plomo
ortorrómbico en una suspensión acuosa con ácido sulfúrico a
80-100ºC para producir sulfato de plomo
tetrabásico. El material que contiene plomo contiene al menos un
90% en peso de óxido de plomo, la suspensión acuosa en la que la
reacción tiene lugar está acidificada a un intervalo de pH de
1-3,5 antes de la adición del óxido de plomo y el
sulfato de plomo tetrabásico se separa de la suspensión acuosa en el
intervalo comprendido de una hora después de la adición completa
del ácido sulfú-
rico.
rico.
La Patente de los Estados Unidos Nº 4.324.768 da
a conocer un procedimiento para la preparación de compuestos de
plomo insolubles en agua que tienen una composición representada por
la fórmula general nPbO\cdotPbX_{2}, en la que X representa un
radical de ácido inorgánico, x indica la valencia del radical X y n
es un número de entre 0 y 5, que comprende hacer reaccionar
monóxido de plomo según el procedimiento húmedo con un ácido
inorgánico o un ácido orgánico en presencia de hidroxilamina en
condiciones tales que el valor inicial del pH del sistema de
reacción no es mayor de 7. El compuesto de plomo representado por la
fórmula general puede ser una ortosal tal como cromato de plomo o
una sal básica tal como sulfato de plomo tetrabásico
(4PbO.PbSO_{4}). Adicionalmente, puede ser una sal que contenga
al menos dos radicales ácidos, tal como silicosulfato de plomo.
La Patente de los Estados Unidos Nº 5.096.611 da
a conocer un procedimiento para preparar una pasta de batería que
comprende una etapa inicial de formar una mezcla de pasta por
reacción entre un óxido de plomo que tiene un bajo contenido de
plomo libre y ácido sulfúrico en una suspensión acuosa, seguido por
la deshidratación de la suspensión parcialmente reaccionada para
obtener el material de la pasta. En una realización descrita, se
forma una suspensión que contiene uno o más sulfatos de plomo básico
para uso como material activo en los electrodos de la batería de
plomo-ácido en un reactor tipo tanque con agitación continua. La
suspensión se retira del reactor y se alimenta a una prensa de
bandas, que reduce el contenido en humedad de la suspensión hasta
el nivel deseado. Las pastas de batería producidas según esta
invención se pueden alimentar continuamente a una empastadora para
la producción de la masa de las placas positiva y negativa de la
batería a partir de rejillas. Este procedimiento puede utilizar una
variedad de óxidos de plomo que incluye óxidos Barton, de plomo y
no de plomo, de cualquier estructura cristalina, y puede producir
una pasta que contenga tanto sulfato de plomo tribásico, sulfato de
plomo tetrabásico, como una mezcla de los mismos a una relación
especificada. La cantidad de sulfato de plomo tetrabásico en la
pasta de la batería se determina durante la formación de la pasta,
y no se necesita ajuste posterior. El plomo libre se puede retirar u
oxidar y la etapa de endurecimiento desaparece del procedimiento de
fabricación de la batería de plomo-ácido. La Patente de los Estados
Unidos Nº 5.290.359 da a conocer un equipo para fabricar una pasta
de batería siguiendo el procedimiento que se da a conocer en la
Patente de los Estados Unidos Nº 5.096.611.
La Patente de los Estados Unidos Nº 5.252.105 da
a conocer un procedimiento continuo en el que se prepara un
electrodo para una batería de plomo-ácido sin la etapa de
endurecimiento convencional. El procedimiento general para preparar
electrodos incluye preparar una mezcla de pasta que comprende un
precursor de material activo, ácidos que contienen sulfato, y un
inhibidor. El precursor de material activo incluye óxidos de plomo
que tienen al menos un 10% en peso de óxido de plomo en forma de
Pb_{3}O_{4} (plomo rojo) y un área superficial BET de al menos
aproximadamente 0,8 m^{2}/g; deseablemente aproximadamente 1,00 a
1,50 m^{2}/grano y preferiblemente aproximadamente 1,0 a 1,25
m^{2}/g. El inhibidor (preferiblemente un azúcar simple o un
compuesto relacionado que tenga al menos un grupo hidroxilo por
átomo de carbono) evita la formación del sulfato de plomo tribásico
y del sulfato de plomo tetrabásico procedentes de material precursor
y los ácidos que contienen sulfato, excepto a elevadas temperaturas
(se forma sulfato de plomo tetrabásico con procesamiento adicional a
temperaturas normalmente superiores a 80ºC). Se aplica la pasta a
las rejillas del electrodo y se hace reaccionar a temperaturas
elevadas durante entre aproximadamente 5 y aproximadamente 30
minutos, para formar el material activo del electrodo de los
electrodos positivo y negativo. A continuación las placas se
ensamblan en las baterías y se cargan. Los electrodos negativos
difieren de los positivos, principalmente en los aditivos
usados.
La Patente de los Estado Unidos Nº 5.273.554 da
a conocer un procedimiento para la fabricación de una batería en el
que se produce sulfato de plomo tetrabásico haciendo reaccionar
óxido de plomo con un exceso sustancial de un reactivo de sulfato a
un pH en el intervalo de 9,3 a 12. Los materiales resultantes
proporcionan estructuras de tipo aguja con una anchura generalmente
en el intervalo de 3 a 1 \mum. Las agujas relativamente estrechas,
cuando se emplean en electrodos positivos de una batería de
plomo-ácido, mejoran la eficacia de la formación, proporcionan
buena adhesividad a la placa positiva, prolongan la vida de la
batería, así como, dan como resultado una excelente capacidad por
gramo de material activo. En una realización, se prepara un
precursor haciendo reaccionar óxido de plomo con ácido sulfúrico en
presencia de un exceso de sulfato para formar una pasta y se aplica
la pasta a una rejilla con endurecimiento posterior. El control de
la temperatura por debajo de 60ºC en el medio de reacción y el
exceso de sulfato dan como resultado, tras el endurecimiento a una
temperatura por encima de 70ºC y una humedad del 100%, una placa
positiva que tiene un sulfato de plomo tetrabásico con tamaño
prismático extremadamente uniforme, y una distribución de poro
uniforme. Más significativamente, la anchura de estos cristales es
extremadamente pequeña -teniendo una dimensión promedio en el
intervalo de 1 a 2 \mum- permitiendo la rápida conversión a óxido
de plomo procedente del precursor y proporcionando adicionalmente
atributos potenciados de adhesión y capacidad de corriente. De esta
manera, el óxido de plomo obtenido tras la conversión tiene
cristales prismáticos con una anchura promedio del cristal inferior
a 2,5 \mum. En una segunda realización, se consigue sulfato de
plomo tetrabásico de tamaño prismático relativamente pequeño
únicamente haciendo reaccionar óxido de plomo con ácido sulfúrico en
una disolución acuosa agitada que contiene sulfato en exceso a
temperaturas por encima de 60ºC para formar inmediatamente sulfato
de plomo tetrabásico. El sulfato de plomo tetrabásico se mezcla con
agua para formar una pasta. Las placas positivas fabricadas
aplicando esta pasta a una rejilla de plomo y convertidas en óxido
de plomo tienen también mayores atributos de capacidad de
corriente. La Patente de los Estados Unidos Nº 5.660.600 se refiere
a las baterías fabricadas según el procedimien-
to que se da a conocer en la Patente de los Estados Unidos Nº 5.273.554, así como a los materiales útiles de la misma.
to que se da a conocer en la Patente de los Estados Unidos Nº 5.273.554, así como a los materiales útiles de la misma.
La Patente de los Estados Unidos Nº 6.454.977 da
a conocer un procedimiento continuo de fabricación de pasta para
baterías de plomo-ácido que incluye las etapas de mezclar agua con
un óxido de plomo, haciendo reaccionar un ácido (normalmente ácido
sulfúrico) con un óxido de plomo en una mezcla para producir
compuestos de óxido de plomo- sulfato de plomo, y formando una
pasta que comprende cristales complejos de sulfato de plomo básico
entrelazados procedentes de los compuestos de óxido de
plomo-sulfato de plomo, en el que la mezcla,
reacción, y etapas de formación del cristal se producen en una
extrusión o en un equipo de procesamiento continuo de elevada
cizalladura. El procedimiento incluye también la etapa de extrudir
la pasta procedente del equipo de extrusión en una malla de la
rejilla sobre la que se seca la pasta para formar una placa de la
batería de la batería de plomo-ácido.
Evidentemente, el sulfato de plomo tetrabásico
es una materia prima esencial para la industria de las baterías de
plomo-ácido. Sorprendentemente, se ha informado en la bibliografía
científica únicamente de unos pocos procedimientos de síntesis,
diferentes de los mencionados anteriormente para la producción de
sulfato de plomo tetrabásico.
Por ejemplo, Burbank J., Journal of The
Electrochemical Society 113(1), 1966, pp.
10-14, describe un procedimiento para la
preparación de sulfatos de plomo monobásicos, tribásicos y
tetrabásicos haciendo reaccionar PbO y ácido sulfúrico diluido. Se
identificaron las fases cristalinas mediante difracción de rayos x,
y el examen al microscopio electrónico mostró que las tres estaban
constituidas por agujas prismáticas. Se presionaron los tres
sulfatos básicos para formar aglomerados y se oxidaron anódicamente
en un marco de plomo puro y con ácido sulfúrico con un peso
específico de 1,050. La difracción de rayos x mostró que cada una de
estas se había transformado en dióxido de plomo alfa. El PbO_{2}
formado a partir de los aglomerados preparados con sulfato de plomo
tetrabásico se formó mecánicamente fuerte debido al entrelazado de
grandes cristales.
Vilhunen, Journal of Power Sources 39, 1992, pp.
59, evaluó las diferencias que se producían en el material activo
positivo con contenido elevado en sulfato de plomo tetrabásico
debido a la técnica de preparación o al material de partida. Se
usaron los procedimientos de análisis químico por vía húmeda, la
difracción de rayos X, y el microscopio electrónico de transmisión
y barrido para caracterizar los materiales. Se preparó el sulfato
de plomo tetrabásico a partir de óxido de plomo y PbO tetragonal
mediante procedimiento de disolución o pasta. La pasta dio como
resultados cristales más pequeños que eran también más irregulares
que las grandes partículas tipo cristal único, resultantes del
procedimiento de disolución. Estos resultados proporcionan opciones
para conseguir la estructura cristalina en placas acondicionadas más
conducentes a un ciclo de vida largo.
Finalmente, Grugeondewale y col., Journal of
Power Sources 7282), 1998, pp. 126-131, prepararon
sulfato de plomo tribásico y sulfato de plomo tetrabásico mediante
pulverización reactiva. Se investigaron los efectos de diversos
parámetros experimentales (estequiometría, higrometría de los
compuestos de partida, duración del tratamiento mecánico) sobre la
naturaleza y las características morfológicas de la fase resultante.
Con agua en exceso, únicamente se produjo sulfato de plomo
tribásico mientras que los reactivos secos condujeron a sulfato de
plomo tetrabásico. En ambos casos se obtuvieron muestras con un
tamaño de partícula pequeño y una elevada reactividad. Con el fin
de evaluar la influencia de la morfología sobre los rendimientos
electromecánicos de dichas muestras producidas en la pulverización,
se midió la capacidad y se comparó con la de las muestras
tradicionales de sulfato de plomo tribásico y sulfato de plomo
tetrabásico.
En resumen, los procedimientos disponibles para
la producción de sulfato de plomo tetrabásico son complejos,
costosos, o dan como resultado cristales de tamaños
heterogéneos.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención se refiere a los
diferentes procedimientos usados en la producción se sulfato de
plomo tetrabásico por medio de reacciones en estado sólido a
elevadas temperaturas, lo que permite formar compuestos de sulfato
en polvo que tienen un tamaño de partícula de menos de 10 \mum.
Según la presente invención, se emplean las siguientes reacciones
para obtener el sulfato de plomo tetrabásico:
4PbO + PbSO_{4} + tratamiento térmico
\rightarrow 4PbO\cdotPBSO_{4}
3PbO PbSO_{4} H_{2}O + PbO + tratamiento
térmico \rightarrow 4PbO\cdotPbSO_{4} + H_{2}O
5PbO + H_{2}SO_{4} + tratamiento térmico
\rightarrow 4PbO\cdotPbSO_{4} + H_{2}O
4PbO + PbCO_{3} + H_{2}SO_{4} +
tratamiento térmico \rightarrow 4PbO\cdotPbSO_{4} +
H_{2}O
5PbO + (NH_{4})_{2}SO_{4} +
tratamiento \rightarrow 4PbO\cdotPbSO_{4} + 2NH_{3}
Los procedimientos indicados en la presente
invención permiten obtener partículas de sulfato de plomo
tetrabásico que tienen un tamaño de menos de 10 \mum, evitando
cualquier molienda adicional del material y requiriendo únicamente
el empleo de un procedimiento de dispersión, que se puede llevar a
cabo tanto en condiciones secas como en suspensión líquida.
En los procedimientos que se reivindican en la
presente invención, la reacción química que tiene lugar entre el
óxido de plomo y los diferentes compuestos sulfatados se produce en
un único tratamiento a elevada temperatura.
El sulfato de plomo tetrabásico obtenido según
los procedimientos de la presente invención se puede usar para la
producción de pastas de batería de plomo-ácido, la producción de
placas de batería de plomo-ácido preparadas con dichas pastas, y la
producción de baterías de plomo-ácido preparadas posteriormente con
las mismas.
\vskip1.000000\baselineskip
La fig. 1 muestra una ilustración gráfica del
modelo característico de difracción de rayos x del sulfato de plomo
tetrabásico obtenido mediante una reacción en estado sólido según la
presente invención;
La fig. 2 muestra una micrografía característica
de microscopía electrónica de barrido del sulfato de plomo
tetrabásico obtenido mediante una reacción en estado sólido según la
presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención se refiere a diferentes
procedimientos usados en la producción de sulfato de plomo
tetrabásico por medio de reacciones en estado sólido a elevadas
temperaturas, lo que permite formar compuestos de sulfato en polvo
que tienen un tamaño de partícula de menos de 10 \mum. según la
presente invención, se emplean los siguientes procedimientos para
obtener el sulfato de plomo tetrabásico.
4PbO + PbSO_{4} + tratamiento térmico
\rightarrow 4PbO\cdotPbSO_{4}
En este caso, se propone un procedimiento de
reacción en estado sólido para la producción de sulfato de plomo
tetrabásico haciendo reaccionar 4PbO y PbSO_{4}. Este
procedimiento comprende las etapas de mezclar la mezcla
estequiométrica de 4PbO y PbSO_{4} a una temperatura entre 500 y
700ºC durante 3 a 8 horas y finalmente, desaglomerar y tamizar el
sulfato de plomo tetrabásico resultante.
\newpage
Ejemplo
1
Se mezclaron íntimamente cinco moles de óxido de
plomo con hasta cuatro moles de sulfato de plomo. Un tratamiento
térmico de la mezcla de reacción a 600ºC durante 4 horas hace
posible conseguir un grado de transformación del 95%.
3PbO PbSO_{4} H_{2}O + PbO + tratamiento
térmico \rightarrow 4PbO\cdotPbSO_{4} + H_{2}O
En este caso, se propone un procedimiento de
reacción en estado sólido para la producción de sulfato de plomo
tetrabásico haciendo reaccionar 3PbO.PbSO_{4}\cdotH_{2}O + PbO
a una temperatura entre 500 y 700ºC durante 3 a 8 horas y finalmente
desaglomerando y tamizando el sulfato de plomo tetrabásico
resultante.
Ejemplo
2
Se consiguió un grado de transformación en el
sulfato de plomo tetrabásico del 38,4% tratando térmicamente a
600ºC durante 5 horas una mezcla de un mol de sulfato de plomo
tribásico con un mol de óxido de plomo.
Un procedimiento alternativo a esta ruta química
para producir sulfato de plomo tetrabásico es como sigue:
Usando tanto materiales activos provenientes de
las pastas usadas para la preparación de las placas de la batería
de plomo-ácido, como provenientes de las placas recicladas de la
batería de plomo-ácido. En este caso, se propone un procedimiento
de reacción en estado sólido para la producción de sulfato de plomo
tetrabásico haciendo reaccionar
3PbO\cdotPbSO_{4}\cdotH_{2}O + PbO. Este procedimiento
comprende las etapas de mezclar tanto la pasta usada para la
preparación de las placas de la batería de plomo-ácido, como la
pasta recuperada de las placas redoladas de la batería de
plomo-ácido, calentando la mezcla a una temperatura entre 500 y
700ºC durante 3 a 8 horas, y finalmente desaglomerando y tamizando
el sulfato de plomo tetrabásico resultante.
Ejemplo
3
Se consiguió un grado de transformación en el
sulfato de plomo tetrabásico del 93% tratando térmicamente a 650ºC
durante 5 horas los materiales activos provenientes de las placas
recicladas de la batería de plomo-ácido.
5PbO + H_{2}SO_{4} + tratamiento térmico
\rightarrow 4PbO\cdotPbSO_{4} + H_{2}O
En este caso, se propone un procedimiento de
reacción en estado sólido para la producción de sulfato de plomo
tetrabásico haciendo reaccionar 5PbO + H_{2}SO_{4}. Este
procedimiento comprende las etapas de mezclar el PbO con 1 mol de
disoluciones acuosas de H_{2}SO_{4} que tiene un peso específico
en el intervalo de 1,100 a 1,400 g/cm^{3}, siguiendo esto por un
aumento de la temperatura de la mezcla estequiométrica de
500-700ºC, manteniendo la mezcla a esta temperatura
durante 3 a 8 horas, y finalmente, desaglomerando y tamizando el
sulfato de plomo tetrabásico resultante.
Ejemplo
4
Se consiguió un grado de transformación en el
sulfato de plomo tetrabásico del 72,9% tratando térmicamente a
600ºC durante 6 horas una mezcla de 5 moles de PbO con 1 mol de
disolución acuosa de H_{2}SO_{4} que tiene un peso específico
de 1,150 g/cm^{3}.
4PbO + PbCO_{3} + H_{2}SO_{4} +
tratamiento térmico \rightarrow 4PbO\cdotPbSO_{4} + CO_{2}
+ H_{2}O
En este caso, se propone un procedimiento de
reacción en estado sólido para la producción de sulfato de plomo
tetrabásico haciendo reaccionar 4PbO + PbCO_{3} + H_{2}SO_{4},
que comprende la etapas de mezclar una mezcla estequiométrica de
4PbO + PbCO_{3}, seguido por la adición de 1 mol de una disolución
acuosa de H_{2}SO_{4} que tiene un peso especifico en el
intervalo de 1,100 a 1,400 g/cm^{3}, calentando a continuación la
mezcla estequiométrica de 4PbO + PbCO_{3} + H_{2}SO_{4} a una
temperatura entre 500 y 700ºC durante 3 a 8 horas, y finalmente,
desaglomerando y tamizando el sulfato de plomo tetrabásico
resultante.
Ejemplo
5
Se consiguió un grado de transformación en el
sulfato de plomo tetrabásico del 86% tratando térmicamente a 650ºC
durante 6 horas una mezcla de 4 moles de PbO con 1 mol de PbCO_{3}
más 1 mol de una disolución acuosa de H_{2}SO_{4} que tiene un
peso especifico de 1,150 g/cm^{3}.
5PbO + (NH_{4})_{2}SO_{4} +
tratamiento \rightarrow 4PbO\cdotPbSO_{4} + 2NH_{3}
En este caso, se propone un procedimiento de
reacción en estado sólido para la producción de sulfato de plomo
tetrabásico haciendo reaccionar 5PbO +
(NH_{4})_{2}SO_{4}, que comprende las etapas de mezclar
la mezcla estequiométrica de 5PbO +
(NH_{4})_{2}SO_{4}, calentando a continuación la mezcla
estequiométrica de 5PbO + (NH_{4})_{2}SO_{4} a una
temperatura entre 500 y 700ºC durante 3 a 8 horas, y finalmente,
desaglomerar y tamizar el sulfato de plomo tetrabásico
resultante.
Ejemplo
6
Se consiguió un grado de transformación en el
sulfato de plomo tetrabásico del 80% tratando térmicamente a 650ºC
durante 6 horas una mezcla de 5 moles de PbO con 1 mol de
(NH_{4})_{2}SO_{4}.
Se muestran en la siguiente tabla los ángulos d
difracción de rayos x característicos del sulfato de plomo
tetrabásico obtenido según la presente invención, y en la Fig. 1, se
indican las intensidades punta correspondientes.
En la Fig. 2 se pueden observar la morfología y
el tamaño de las partículas obtenidas según la presente invención.
Los procedimientos indicados en la presente invención permiten
obtener partículas de sulfato de plomo tetrabásico que tienen un
tamaño de menos de 10 \mum, evitando cualquier molienda adicional
del material y requiriendo únicamente el empleo de un procedimiento
de dispersión, que se puede llevar a cabo tanto en condiciones secas
como en suspensión líquida.
La producción de sulfato de plomo tetrabásico
usando un procedimiento húmedo implica la formación del compuesto
de sulfato de plomo tribásico intermedio que debe transformarse
posteriormente en sulfato de plomo tetrabásico por medio de un
tratamiento térmico adecuado. Por el contrario, en los
procedimientos que se reivindican en la presente invención, la
reacción química tiene lugar entre el óxido de plomo y los
diferentes compuestos sulfatados que se producen en un tratamiento
único de temperatura elevada.
Se puede usar el sulfato de plomo tetrabásico
obtenido según los procedimientos de la presente invención para la
producción de pastas de la batería de plomo-ácido, la producción de
las placas de la batería de plomo-ácido fabricadas con dichas
pastas, y la producción de baterías de plomo-ácido preparadas
posteriormente con las mismas.
Claims (12)
1. Un procedimiento de reacción en estado sólido
para la producción de sulfato de plomo tetrabásico haciendo
reaccionar
- (a)
- - 4PbO y PbSO_{4};
- (b)
- - 3PbO\cdotPbSO_{4}\cdotH_{2}O y PbO;
- (c)
- - 5PbO y H_{2}SO_{4};
- (d)
- - 4PbO y PbCO_{3} y H_{2}SO_{4}; o
- (e)
- - 5PbO y (NH_{4})_{2}SO_{4};
que comprende las etapas de
- (1)
- mezclar una mezcla estequiométrica de (a); (b); (c); (d); o (e);
- (2)
- calentar dicha mezcla estequiométrica a una temperatura entre 500 y 700ºC durante 3 a 8 horas; y
- (3)
- desaglomerar y tamizar el sulfato de plomo tetrabásico resultante sin ninguna molienda adicional del material.
2. El procedimiento de reacción en estado sólido
de la Reivindicación 1 en el que la mezcla estequiométrica
comprende (a).
3. El procedimiento de reacción en estado sólido
de la Reivindicación 1 en el que la mezcla estequiométrica
comprende (b).
4. El procedimiento de reacción en estado sólido
de la Reivindicación 1 en el que la mezcla estequiométrica
comprende (c).
5. El procedimiento de reacción en estado sólido
de la Reivindicación 1 en el que la mezcla estequiométrica
comprende (d).
6. El procedimiento de reacción en estado sólido
de la Reivindicación 1 en el que la mezcla estequiométrica
comprende (e).
7. El procedimiento de reacción en estado sólido
de la Reivindicación 1 en el que la mezcla estequiométrica
comprende 3PbO\cdotPbSO_{4}\cdotH_{2}O y PbO y se obtiene a
partir de materiales activos que provienen de pastas usadas para la
preparación de placas de la batería de plomo-ácido o de placas
redoladas de baterías de plomo-ácido.
8. El procedimiento de reacción en estado sólido
de cualquiera de las Reivindicaciones anteriores en el que el
sulfato de plomo tetrabásico tiene un tamaño de partícula de menos
de 10 \mum.
9. El procedimiento de reacción en estado sólido
de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la etapa
de desaglomeración y tamizado es un procedimiento de dispersión.
10. El procedimiento de reacción en estado
sólido de la Reivindicación 9 en el que el procedimiento de
dispersión se lleva a cabo en condiciones secas.
11. El procedimiento de reacción en estado
sólido de la Reivindicación 9 en el que el procedimiento de
dispersión se lleva a cabo en una suspensión líquida.
12. Un procedimiento para fabricar una batería
que comprende
- a.)
- obtener sulfato de plomo tetrabásico según el procedimiento de reacción en estado sólido de cualquiera de las Reivindicaciones anteriores e incorporar el sulfato de plomo tetrabásico a una pasta;
- b.)
- fabricar una placa de batería usando la pasta según se ha obtenido en la etapa a.); y
- c.)
- fabricar una batería de plomo-ácido usando las placas de batería obtenidas en la etapa b.).
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