一种利用矿浆电解技术从废铅膏中回收金属铅的方法

本发明涉及湿法冶金，尤其涉及一种从废铅膏中回收铅的方法。

背景技术：

1、铅主要来源于原生铅和再生铅，近年来，随着汽车、电动自行车、电动三轮车以及光伏能源的飞速发展，原生铅矿资源被大量开采，面临着供应短缺的风险；再生铅已经成为全球铅资源的主要来源。废铅酸蓄电池作为最主要的再生铅资源，每年报废量超过3×108只，其含铅量约65％左右。废铅酸蓄电池不经处理直接堆存，不仅会占用大量的土地资源，还会给生态环境带来严重危害。废铅酸蓄电池于2018年被列入《国家危险废物名录》。同时，也出台了相应的政策规定，以规范废铅酸蓄电池的处理处置，尽可能的减少其对环境的污染。

2、废铅膏是铅酸蓄电池正负极板上的活性物质经过充放电后形成的膏状物质，成分复杂，是废铅酸蓄电池处理的重点和难点。目前国内废铅膏的回收方法大致分为火法冶炼和湿法回收两种工艺。火法冶炼通常是在高温下加入还原剂，将废铅膏直接还原成金属铅，通常以单质铅的形式对废铅膏进行回收利用。火法冶炼是目前最成熟、运用最广泛的废铅膏再生技术，如全氧侧吹熔炼技术(再生铅)，富氧底吹熔炼技术(原生矿和铅膏混合)和低温连续熔炼技术。尽管火法冶炼技术有着工艺简单、工业化应用广泛、铅产物纯度高等优点，但在实际工业回收过程中也有着许多不可忽视的问题，比如产生的硫化物和铅尘会对生态环境和人体健康造成严重危害。此外，由于稳定的pbso4相分解需要高温(＞1000℃)，因此在火法冶炼过程中需要消耗大量的能量。常见的湿法回收工艺主要有电积法和化学转化法。典型的电积法主要有三个步骤：(1)脱硫和二氧化铅还原转化，常见的脱硫剂包括碳酸盐和部分有机溶剂，常见的还原剂有过氧化氢、甲醇、亚硫酸盐等；(2)将可溶性的转化渣浸出在溶液中，浸出剂主要为hbf4、h2sif6；(3)将浸出液进行电沉积后产生金属铅。电解法虽然能得到高纯度的金属铅，但仍然存在工艺流程长、操作复杂、设备腐蚀和产生废液问题。化学转化法实质上是湿法和火法的联用技术，它是先将pbso4脱硫以及pbo2还原转化后，得到熔点较低的铅盐前驱体，该前驱体可在低温条件下分解成为pbo。虽然产物具有优异的电化学活性，但试剂成本高、反应速度慢等特点阻碍了其在工业上的广泛应用。因此寻找一种绿色高效短流程的新技术成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的主要目的是提供一种以铅含量非常丰富的废铅膏为原料，提取其中铅元素的方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种从废铅膏中回收铅的方法，其具体步骤为：

3、(1)将电解液分成等体积的两份，分别置于电解槽的阴极室和阳极室中；

4、(2)将一定量废铅膏粉末置于上述电解槽的阳极室中(废铅膏在阳极室中浸出，pb在阴极室中沉积)；

5、(3)接通电源后，控制电流密度，恒定电流电解一定时间后，铅粉在阴极生长。

6、进一步的，电解槽用双层耐酸碱滤布隔膜隔成阴极室和阳极室。

7、进一步的，阴极室中的阴极板采用316不锈钢板、铅板中任意一种；阳极室中中的阳极板采用dsa镀钌钛板、石墨中任意一种。

8、进一步的，电解液成分组成如下：nacl为250g/l、hcl为0.2-1mol/l、pbcl2为5-25g/l、其余为去离子水。

9、进一步的，废铅膏粉末通过将废铅膏原料破碎成粉末，在60℃下干燥24h，再研磨至过100目筛后得到。

10、进一步的，废铅膏粉末与电解液的比例为20-60g/l。

11、进一步的，恒定电流电解温度为35-75℃，电解时间为6-1小时，电流密度为30a/m2。

12、与现有技术相比，本发明具有以下效益：

13、(1)本发明将矿浆电解技术应用于废铅膏的资源化循环利用，在反应原理、操作过程和设备要求方面都具有明显的优势，与传统方法相比，此法工序少、流程短、工艺简单、能耗低，相关技术研发成功有助于解决目前城市矿山的污染控制与资源化循环利用难题，具有良好的环境、经济效益和社会效益。

14、(2)本发明从废铅膏中提取了铅元素并制备成用处广泛的电解铅，实现了废铅膏的资源化利用。

15、(3)本发明能充分挖掘废铅膏的利用价值，并在一定程度上富集废铅膏中的金属铅，具有可观的经济效益和环境效益。

技术特征：

1.一种利用矿浆电解技术从废铅膏中回收金属铅的方法，其特征在于，采用氯盐矿浆电解体系，其具体步骤为：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电解槽用双层耐酸碱滤布隔膜隔成阴极室和阳极室。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，阴极室中的阴极板采用316不锈钢板、铅板中任意一种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，阳极室中中的阳极板采用dsa镀钌钛板、石墨中任意一种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电解液成分组成如下：nacl为250 g/l、hcl为0.2-1 mol/l、pbcl2为5-25 g/l、其余为去离子水。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，废铅膏粉末通过将废铅膏原料破碎成粉末，在60℃下干燥24 h，再研磨至过100目筛后得到。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，废铅膏粉末与电解液的比例为20-60 g/l。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，恒定电流电解温度为35-75℃，电解时间为6-14 h，电流密度为30 a/m2。

技术总结本发明公开了一种利用矿浆电解技术从废铅膏中回收金属铅的方法，采用氯盐矿浆电解体系，同时实现废铅膏中Pb的浸出和电沉积，以回收金属铅。本发明所选电解液体系包含HCl、NaCl、PbCl<subgt;2</subgt;，其中HCl既可以作酸性介质，又可以直接溶解PbO<subgt;2</subgt;，还可以提供配体Cl<supgt;‑</supgt;，从而起到加速溶液中离子的电迁移速率、降低电阻、提高铅的回收效率的作用。本发明能够在同一个装置中同时进行废铅膏中Pb的浸出和电沉积，是一种短流程新工艺，能降低能耗并获得金属铅产品。技术研发人员：陈梦君,黄瑶,舒建成,薛鹏,王蓉,韩昀晖,罗星珏,李欢受保护的技术使用者：西南科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/23