一种利用高锡再生铅生产铅锡合金的工艺

摘要

一种利用高锡再生铅生产铅锡合金的工艺，包括以下工艺步骤：(1)将通信废电池、电动车废电池通过破碎分选后，将板栅、铅零件等高含锡合金与废旧铅膏、废旧塑料外壳分离；(2)将铅栅、铅零件等高含锡合金通过低温熔铸后，得到富含锡的再生铅；低温熔铸的温度为700℃‑800℃，低温熔炼不会带来尾气的污染，能耗也比较低；(3)将再生铅首先采用熔析除铜除去大部分的铜，然后再采用除铜剂进行深度除铜，然后采用加置换剂进行置换反应，使其它的杂质(如锑、镉、砷、铁)成份与置换剂反应生成不溶于铅液的化合物，再通过造渣方式除去，得到铅锡合金；(4)将上述铅锡合金直接用于板栅、铅零件等高含锡合金件的铸造。

说明书

技术领域

本发明涉及再生铅技术领域，具体涉及一种利用高锡再生铅生产铅锡合金的工艺。

背景技术

尽管当今各种电池新技术在不断发展，拥有150多年发展历史的铅酸电池依然凭借其优良的性价比、稳定的电化学性能、成熟的生产工艺及其废旧产品较高的回收利用等优点在二次电池市场中占据首位。年产量的持续增长既代表铅酸电池对人类的重要性，也意味着每年有大量的铅消耗于铅酸蓄电池产品上。

铅酸蓄电池作为全世界主要的消费产品，同时也成为最主要的铅再生资源。中国再生铅的主要原料有80％以上来自废旧铅酸蓄电池。铅作为一种高毒性的重金属，从环保的角度看，对废旧铅酸蓄电池中铅的回收再利用具有重要意义。

现阶段的铅酸电池废铅膏的回收工艺主要分为：火法熔炼工艺和湿法回收工艺。火法熔炼工艺在加热过程中会产生铅尘和二氧化硫等二次污染物，且能耗高、利用率低。湿法回收工艺目前最常用的废铅膏脱硫方法为以Na₂CO₃或NaHCO₃为脱硫剂，搅拌反应使其脱硫，将PbSO₄转化为PbCO₃，再对其焙烧或电解得到铅粉。

通信废电池、电动车废电池通过破碎分选后，铅栅、铅零件等高含锡合金与铅膏、塑料外壳分离，通过低温熔铸后，得到富含锡的再生铅，这种再生铅本身就是以合金形态存在，但在电池使用中发生电化学反应和熔铸过程中造成杂质成份的带入，如：锑、铜、镉、砷、铁等元素，使这种再生铅经过再处理后才能作为合金去使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种方法简单，经济效益好的利用高锡再生铅生产铅锡合金的工艺。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种利用高锡再生铅生产铅锡合金的工艺，包括以下工艺步骤：

(1)将通信废电池、电动车废电池通过破碎分选后，将板栅、铅零件等高含锡合金与废旧铅膏、废旧塑料外壳分离；

(2)将铅栅、铅零件等高含锡合金通过低温熔铸后，得到富含锡的再生铅；低温熔铸的温度为400℃-700℃，低温熔炼不会带来尾气的污染，能耗也比较低；

(3)将再生铅首先采用熔析除铜除去大部分的铜，然后再采用除铜剂进行深度除铜，然后采用加置换剂进行置换反应，使其它的杂质(如锑、镉、砷、铁)成份与置换剂反应生成不溶于铅液的化合物，再通过造渣方式除去，得到铅锡合金；

(4)将上述铅锡合金直接用于板栅、铅零件等高含锡合金件的铸造。

上述废旧铅膏经脱硫、除杂处理后用于铅膏的制备，其中脱硫、除杂的方法如下：

(1)收集废旧铅酸电池拆解中产生的废铅膏，根据废铅膏含硫量的不同，在能形成强对流的反应釜内将废铅膏加水配置成质量分数35％-65％的矿浆；

(2)向步骤(1)的矿浆中内加入Na₂CO₃，其中Na₂CO₃的加入量为理论用量的1.3-1.4倍，过程不需要加热；

(3)启动反应釜连续搅拌25-35分钟后，将矿浆放入一带有强力撞击、挤压、摩擦作用的设备中进行反应，将脱硫过程中敷在PbSO₄表面的PbCO₃层打开，使PbSO₄在溶液中与Na₂CO₃充分接触，从而提高脱硫效率，达到强制脱硫的目的；

(4)反应10-30分钟后，对反应物进行固液分离，得到脱硫母液和脱硫铅膏；

(5)将脱硫铅膏放在冷冻设备中，在-25℃的温度下进行冷冻，冷冻时间为30～60分钟，目的是使脱硫铅膏内部组织产生膨胀，提高后续研磨工艺。

(6)把冷冻后的脱硫铅膏放入尼龙球磨罐中，以玛瑙球为磨球，球料质量比为6：1，在转速为150转/分的条件下，连续球磨2小时，得到脱硫铅膏粉末，研磨后利于烘干和精炼；

(7)将脱硫铅膏粉末烘干，在850-900℃经还原熔炼后铅液直接打入铅锅，在线对铅液的成分进行分析，加入除杂剂进行分步除杂，制得再生铅膏；产生的不同除杂产物，采用湿法分别回收其中的锡、锑、铋、铜等有价金属。

本发明的有益效果是：本发明方法简单易行，经济效益好，采用再生铅锡合金直接制备铅酸电池板栅等部件，高清洁、低能耗、低成本，属于绿色高效回收项目，有利于对废旧蓄电池再生资源的无害化综合利用和绿色回收。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

一种利用高锡再生铅生产铅锡合金的工艺，包括以下工艺步骤：

(1)将通信废电池、电动车废电池通过破碎分选后，将板栅、铅零件等高含锡合金与废旧铅膏、废旧塑料外壳分离；

(2)将铅栅、铅零件等高含锡合金通过低温熔铸后，得到富含锡的再生铅；低温熔铸的温度为400℃，低温熔炼不会带来尾气的污染，能耗也比较低；

(3)将再生铅首先采用熔析除铜除去大部分的铜，然后再采用除铜剂进行深度除铜，然后采用加置换剂进行置换反应，使其它的杂质(如锑、镉、砷、铁)成份与置换剂反应生成不溶于铅液的化合物，再通过造渣方式除去，得到铅锡合金；

(4)将上述铅锡合金直接用于板栅、铅零件等高含锡合金件的铸造。

实施例2

一种利用高锡再生铅生产铅锡合金的工艺，包括以下工艺步骤：

(1)将通信废电池、电动车废电池通过破碎分选后，将板栅、铅零件等高含锡合金与废旧铅膏、废旧塑料外壳分离；

(2)将铅栅、铅零件等高含锡合金通过低温熔铸后，得到富含锡的再生铅；低温熔铸的温度为400℃-700℃，低温熔炼不会带来尾气的污染，能耗也比较低；

(3)将再生铅首先采用熔析除铜除去大部分的铜，然后再采用除铜剂进行深度除铜，然后采用加置换剂进行置换反应，使其它的杂质(如锑、镉、砷、铁)成份与置换剂反应生成不溶于铅液的化合物，再通过造渣方式除去，得到铅锡合金；

(4)将上述铅锡合金直接用于板栅、铅零件等高含锡合金件的铸造。

上述废旧铅膏经脱硫、除杂处理后用于铅膏的制备，其中脱硫、除杂的方法如下：

(1)收集废旧铅酸电池拆解中产生的废铅膏，根据废铅膏含硫量的不同，在能形成强对流的反应釜内将废铅膏加水配置成质量分数35％-65％的矿浆；

(2)向步骤(1)的矿浆中内加入Na₂CO₃，其中Na₂CO₃的加入量为理论用量的1.3-1.4倍，过程不需要加热；

(3)启动反应釜连续搅拌25-35分钟后，将矿浆放入一带有强力撞击、挤压、摩擦作用的设备中进行反应，将脱硫过程中敷在PbSO₄表面的PbCO₃层打开，使PbSO₄在溶液中与Na₂CO₃充分接触，从而提高脱硫效率，达到强制脱硫的目的；

(4)反应10-30分钟后，对反应物进行固液分离，得到脱硫母液和脱硫铅膏；

(5)将脱硫铅膏放在冷冻设备中，在-25℃的温度下进行冷冻，冷冻时间为30～60分钟，目的是使脱硫铅膏内部组织产生膨胀，提高后续研磨工艺。

(6)把冷冻后的脱硫铅膏放入尼龙球磨罐中，以玛瑙球为磨球，球料质量比为6：1，在转速为150转/分的条件下，连续球磨2小时，得到脱硫铅膏粉末，研磨后利于烘干和精炼；

(7)将脱硫铅膏粉末烘干，在850-900℃经还原熔炼后铅液直接打入铅锅，在线对铅液的成分进行分析，加入除杂剂进行分步除杂，制得再生铅膏；产生的不同除杂产物，采用湿法分别回收其中的锡、锑、铋、铜等有价金属。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。