【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及固廢利用，特別涉及一種廢鉛膏短流程轉化為鉛碳復合材料的方法。
技術介紹
1、電動汽車、風電儲能等行業的持續發展，推動著鉛酸電池使用量的穩定增長，統計數據表明約有40～60％的鉛精礦用于鉛蓄電池的生產和應用，而這必然導致廢舊鉛酸電池的產量持續升高。廢棄鉛酸電池的不當處置具有重大的環境威脅，也是一種資源浪費，所以實現廢棄鉛酸電池中鉛的回收和利用相當必要。廢棄鉛酸電池中主要的含鉛廢物為廢鉛膏，廢鉛膏組分復雜，雜質含量多，它的再生處置是廢鉛酸電池循環利用最關鍵部分。目前廢鉛膏的處置方式主要包括火法和濕法冶金工藝，其中，濕法冶金由于反應條件溫和、能耗低和污染小等優點，被廣泛應用。
2、常規的濕法冶金過程一般為“脫硫轉化—還原浸出—沉淀—焙燒”，經過該工藝后可以獲得氧化鉛粉末。例如現有技術公開的一種從廢鉛酸蓄電池鉛膏中回收鉛的方法，采用碳酸銨作為脫硫劑，對鉛膏中的硫酸鉛進行脫硫轉化后，以硝酸、醋酸和雙氧水進行酸浸和還原浸出，得到的含鉛浸出液，通過沉淀和電解的方式回收；又如現有技術公開的一種鉛酸蓄電池廢鉛膏濕法回收高純氧化鉛的方法，采用堿將鉛膏中的硫酸鉛轉變成氧化鉛，然后用乙酸將脫硫鉛膏中的氧化鉛和鉛，二氧化鉛用雙氧水還原后用乙酸溶解最后將鉛膏中所有的含鉛廢料轉變成乙酸鉛，過濾分離除雜，乙酸鉛濾液經過沉淀和焙燒后制備出氧化鉛與副產品乙酸鈉，實現廢鉛膏的回收利用。但是這些方法通常需要采用脫硫試劑、浸出劑、沉淀劑等多類溶劑，且試劑消耗量大、工藝流程較長的工藝問題。
3、同時，商業化的鉛蓄電池正面臨著正極膨脹和
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的上述技術問題之一。為此，本專利技術的目的在于提供一種廢鉛膏短流程轉化為鉛碳復合材料的方法，實現廢鉛膏回收利用的同時，提供一種能夠用于鉛酸電池電極的鉛碳復合材料。
2、為了實現上述目的，本專利技術所采取的技術方案是：
3、本專利技術第一方面提供一種廢鉛膏短流程轉化為鉛碳復合材料的方法，包括如下步驟：
4、將廢鉛膏與浸出劑混合，浸出，固液分離，得到鉛膏浸出液；
5、將所述鉛膏浸出液與陰離子交換樹脂混合，吸附脫除硫酸根離子，固液分離，得到凈化液；
6、對所述凈化液進行結晶處理，得到前驅體；將所述前驅體進行熱解，得到鉛碳復合材料。
7、本專利技術利用浸出劑從廢鉛膏中浸出含鉛成分，例如硫酸鉛、二氧化鉛，一氧化鉛和鉛單質，再利用陰離子交換樹脂從浸出液中吸附去除其中的硫酸根陰離子，溶液結晶后得到的鉛鹽經過熱解可以制備出鉛碳復合材料。該鉛碳復合材料能夠作為電池電極材料，在實現廢鉛膏的回收利用的同時，制備出鉛碳復合電極材料。本專利技術的方法為具有流程短、效率高的優點的濕法冶金工藝，通過將鉛酸電池的廢鉛膏轉化為鉛碳復合材料，有效解決了現有濕法工藝中存在工藝流程長和試劑消耗量大等問題。
8、其中，“短流程”指工藝流程短。
9、在本專利技術的一些實施方式中，所述浸出的溫度為10～100℃。
10、在本專利技術的一些優選的實施方式中，所述浸出的溫度為20～40℃。
11、在本專利技術的一些具體的實施方式中，所述浸出的溫度為20～30℃。
12、在本專利技術的一些實施方式中，所述浸出的時間為10～360min。
13、在本專利技術的一些優選的實施方式中，所述浸出的時間為1～3h。
14、在本專利技術的一些具體的實施方式中，所述浸出的時間為1.5～2.5h。
15、在本專利技術的一些實施方式中，所述浸出劑與廢鉛膏的液固比為(10～200)ml：1g。
16、在本專利技術的一些優選的實施方式中，所述浸出劑與廢鉛膏的液固比為(90～100)ml：1g。
17、在本專利技術的一些實施方式中，所述浸出劑包括過氧乙酸溶液和乙酸鹽溶液；和/或，所述乙酸鹽包括乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸銨中的至少一種。
18、在本專利技術的一些實施方式中，所述過氧乙酸溶液的體積濃度為0.1～15％；所述乙酸鹽溶液的濃度為0.5～5mol/l。
19、在本專利技術的一些優選的實施方式中，所述過氧乙酸溶液的體積濃度為0.5～3％；所述乙酸鹽溶液的濃度為0.5～3mol/l。
20、在本專利技術的一些具體的實施方式中，所述過氧乙酸溶液的體積濃度為0.5～3％；所述乙酸鹽溶液的濃度為2～3mol/l。
21、此處過氧乙酸溶液的體積濃度為在乙酸鈉溶液中的體積濃度。
22、在本專利技術的一些實施方式中，所述吸附過程中的ph為2～6。
23、在本專利技術的一些優選的實施方式中，所述吸附過程中的ph為2～4。
24、在本專利技術的一些具體的實施方式中，所述吸附過程中的ph為2～3。
25、具體地，吸附過程中的ph通過調整浸出液的ph進行調整。
26、在本專利技術的一些實施方式中，所述吸附的溫度為10～90℃。
27、在本專利技術的一些實施方式中，所述吸附時間為10min～12h。
28、在本專利技術的一些優選的實施方式中，所述吸附的時間為1～3h。
29、在本專利技術的一些實施方式中，所述陰離子交換樹脂相對于浸出液的添加量為10～100g/l。
30、在本專利技術的一些優選的實施方式中，所述陰離子交換樹脂相對于浸出液的添加量為40～50g/l。
31、在本專利技術的一些具體的實施方式中，陰離子交換樹脂相對于浸出液的添加量為45～50g/l。
32、在本專利技術的一些實施方式中，所述廢鉛膏來自廢棄鉛酸電池；所述廢鉛膏中包括硫酸鉛、二氧化鉛、一氧化鉛和鉛單質。
33、在本專利技術的一些優選的實施方式中，所述廢鉛膏中按質量分數計，包括硫酸鉛50～55％、二氧化鉛30～40％、一氧化鉛7～9％和鉛單質2～3％。
34、在本專利技術的一些具體的實施方式中，所述廢鉛膏中按質量分數計，包括硫酸鉛52～53％、二氧化鉛35～36％、一氧化鉛8～9％和鉛單質2～3％。
35、在本專利技術的一些實施方式中，所述陰離子交換樹脂為d201強堿性陰離子交換樹脂、ira-400強堿性陰離子交換樹脂、d311弱堿性陰離子交換樹脂、ira-900弱堿性陰離子交換樹脂中的至少一種。
36、在本專利技術的一些實施方式中，所述熱解的溫度為400～800℃。
37、在本專利技術的一些優選的實施方式中，所述熱解的溫度為400～600℃。
38、在本專利技術的一些具體的實施方式中，所述熱解的溫度為400～500℃。
39、在本專利技術的一些實施方式中，所述熱解的時間為0.5～6h。
40、在本專利技術的一些優選的實施方式中，所述熱解的時間為0.5～3h。
41、在本專利技術的一些具體的實施方式中，所述熱解的時間本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種廢鉛膏短流程轉化為鉛碳復合材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸出的溫度為10～100℃；和/或，所述浸出的時間為10～360min；和/或，所述浸出劑與廢鉛膏的液固比為(10～200)mL：1g。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述浸出劑包括過氧乙酸溶液和乙酸鹽溶液；和/或，所述乙酸鹽包括乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸銨中的至少一種。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述過氧乙酸溶液的體積濃度為0.1～15％；所述乙酸鹽溶液的濃度為0.5～5mol/L。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸附過程中的pH為2～6；和/或，所述吸附溫度為10～90℃；和/或，所述吸附時間為10min～12h；和/或，所述陰離子交換樹脂相對于浸出液的添加量為10～200g/L。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述廢鉛膏來自廢棄鉛酸電池；所述廢鉛膏中包括硫酸鉛、二氧化鉛、一氧化鉛和鉛單質。
7.根據權利要求1或5所述的方法，其特征在
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述結晶的方式為蒸發結晶；
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱解的溫度為400～800℃；和/或，所述熱解的時間為0.5～6h；和/或，所述熱解在惰性氛圍下進行。
10.權利要求1～9任一項所述的方法制備得到的鉛碳復合材料。
...【技術特征摘要】
1.一種廢鉛膏短流程轉化為鉛碳復合材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸出的溫度為10～100℃；和/或，所述浸出的時間為10～360min；和/或，所述浸出劑與廢鉛膏的液固比為(10～200)ml：1g。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述浸出劑包括過氧乙酸溶液和乙酸鹽溶液；和/或，所述乙酸鹽包括乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸銨中的至少一種。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述過氧乙酸溶液的體積濃度為0.1～15％；所述乙酸鹽溶液的濃度為0.5～5mol/l。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸附過程中的ph為2～6；和/或，所述吸附溫度為10～90℃；和/或，所述吸附時間為10min～12h；和/或...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曾強，王瑞剛，熊政越，
申請(專利權)人：廣東省科學院生態環境與土壤研究所，
類型：發明
國別省市：
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