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  废铅酸蓄电池回收利用技术应用进展  
 

   铅酸蓄电池是以PbO2 作正极材料,金属铅做负极材料,硫酸溶液作电解液,通过铅与硫酸的化学反应实现充、放电的一种蓄电池。其化学反应方程式如下:
    阳极:Pb(s)+SO42-(aq)→PbSO4(s)+ 2 e -
    阴极:PbO2(s)+SO42-(aq)+4H++2e→PbSO4(s)+2H2O(l)
    总反应方程式为:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)→2PbSO4(s)+2H2O(l)
    铅酸蓄电池反复充、放电数百次仍能保持良好的性能。随着汽车、船舶和通讯工业的快速发展,铅酸蓄电池作为性价比较高的动力能源也随之迅速发展。据初步统计,铅酸蓄电池所消耗的铅约占全球总耗铅量的75%。与此同时,我国目前年产废铅酸蓄电池约 5 000多万只,其含铅量达30 多万吨。
    国内外研究表明,除了电极板外,铅酸蓄电池的其他部分,如聚丙烯容器、铅板末端以及硫酸电解液等组分均可以被回收利用。并且,用废铅酸蓄电池回收铅的成本比从矿石中提取铅的成本低38%,能耗减少1/3。因此,废铅酸蓄电池回收利用可以带来较大的经济效益。另外,铅酸蓄电池使用后若不进行回收处理,会产生严重的环境污染。
    废铅酸蓄电池经过拆解和预处理后得到的电池碎片是由金属铅、铅的氧化物、铅的硫酸盐及其他金属如铜、银、锑、砷等组成的混合物。目前,国内外研究和应用较为前沿的是湿法冶金技术从上述混合物中回收金属铅。
    湿法冶炼技术工作原理
   
湿法冶炼技术是在溶液中加入还原剂,使PbO2 还原转化成低价态的二价铅化合物,以便下一步电解回收金属铅。实践表明,以硫酸溶液中FeSO4 还原PbO2 最为理想。化学反应过程如下:
    PbO2(s)+2FeSO4(l)+2H2SO4(l)→PbSO4(s)+Fe2(SO4)3(l)+2H2O
    该反应过程稳定、速度快,可以使泥渣中的金属铅完全转化,并有利于PbO2 还原。
    铅还原过程中的还原剂可用钢铁酸洗废水配置实现“以废治废”的目的。该化学反应原理如下:
    Pb(s)+Fe2(SO4)3(l)→ PbSO4(s)+2FeSO4(l)
    传送带上被收集起来,碾压成纯度高的铅饼,然后送到炉中浇铸。整个精炼过程可以连续运转,从而便于大规模地回收废铅酸蓄电池中的金属铅等有用资源。
    目前,我国很大一部分废铅酸蓄电池都是在小型回收工厂中进行拆解和高温冶炼回收铅。在此过程中产生的废酸、铅膏和废气等没有得到适当的处理便直接排放到周围环境中,污染严重。随着先进的湿法冶金技术的应用,国内出现了一批规模大、产量高、资源回收率高、对环境污染小和工艺设备先进的企业,如江苏春兴、湖北金洋、上海飞轮等。废铅酸蓄电池再生利用年产量不低于10万吨,占全国总产量的一半以上。

 


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