铅膏硫酸盐转化为碳酸盐的实验研究.pdf

第37卷，第4期 安 徽 化 工 ． 4 4 2011年 8月 ANHUICHEMICAL INDUSTRY 铅膏硫酸盐转化为碳酸盐的实验研究 丁希楼，谢 伟 (安徽工业大学建筑工程学院，安徽 马鞍山 243002) 摘要：以NazCO。、NH4HCO，、K2CO为脱硫转化剂，设计并进行正交实验 ，详细考查了废铅酸蓄电池铅膏硫酸盐转化为碳酸盐的工艺，分析 了不同控制条件下各因素对转化率的影响程度大小，并对转化前后的铅膏试样进行TG—DTA分析，研究了其热分解特性。结果表明，经 反应之后，铅膏中的PbSO 已基本转化为PbCO，，转化后的铅膏分解温度大幅降低，从而降低了能耗，减轻了火法处理废旧铅酸蓄电池产 生的SO：污染。 关键词：废铅酸蓄电池；铅膏；碳酸盐化；正交实验设计；脱硫转化 doi：10．39696．issn．1008-553X．2011．04．016 中图分类号：TM912．1 文献标识码：A 文章编号：1008—553x(2ol1)04—0041—06 近年来 ，铅酸蓄电池消费量迅速增加，其报废速度 拌器；MP512—03型精密PH计；HW2000高频红外碳硫 相应加快，因此有必要对铅酸蓄电池中的铅膏进行金属 仪 ；德国布鲁克 D8AX射线衍射仪；热电ARL9800XP+ 铅无污染再生过程的研究，并采取完善的技术对铅膏进 型波长色散X荧光光谱仪；WCT一2型差热分析天平。 行还原转化以获得铅及铅合金 【21。铅膏的冶炼是其中的 1．2铅膏原样的制备 重难点，目前可分为火法、湿法与干湿联合法等 。废铅 将废蓄电池分解处理取出板栅合金。从板栅上取下 膏经脱硫预处理后 ，提升了炉料的铅品位 ，减少了火法 铅膏，剔除其中的杂物 ，于 80~C的环境中烘干。在 冶炼过程中的烟气尤其是SO：的排放量，降低了能耗 ， xPM一中120×3型三头研磨机内研磨 10min，用小于 提高了金属回收率、工效和产能，另一方面也降低了工 74ixm的筛子筛选3次，得到预处理后的铅膏原样。 人劳动强度 ，减少了生产过程中的人为环境污染 ；同时 1．3正交实验设计 铅膏预脱硫处理是实施湿法电沉积冶炼的前提，主要特 分别以Na2CO3、NHHCO、KCO为脱硫转化剂，采 点是在冶炼过程中杜绝了废气、废渣的产生，铅回收率 用正交实验法研究反应时间(A)、反应温度 (B)、pH值 可达95％ 97％以上(如美国的RSR公司)5_【lq。 (c)、脱硫转化液浓度 (D)、反应液固比(E)、搅拌速率 铅膏碳酸化脱硫转化即是以碳酸盐作为脱硫剂将 (F)等因素对铅膏脱硫率的影响。实验因素和水平见表 铅膏中的PbSO转化为PbCO，，而硫以硫酸盐形式进人 1，根据七因素三水平表L。(3)进行实验㈣，实验安排如 溶液的过程，常用的脱硫转化剂有Na2CO。、NH4HCO，、 表 2所示。对各转化剂的脱硫结果作极差分析，最后在 K2C0等[11-13]。本文分别以这三种脱硫转化剂进行正交 不考虑交互作用的情况下，根据极差 RI大小及各因子 实验设计 ，研究比较各 自的转化工艺。 水平值(K K Ki)的高低，确定各转化剂对铅膏脱硫的 1实验部分 最优方案。 1．1主要试剂及仪器 1．4 实验方法 主要试剂：6一备用DZM一10型铅酸蓄电池 (长兴 用蒸馏水分别将三种转化剂配制成脱硫转化液，调 昌盛电器有限公司)，主要 由5部分组成：电解液、板栅 节好pH值，由恒温水浴摇床控制转化液的温度。将称 合金、塑料、铅膏 (约 占总质量的50％)、金属连接部件。 量好的铅膏原样加入至恒温的转化液中，以设定的速率 实验采用的分析纯试剂 NaCO、NHHCO。、KCO。等产