铅酸电池回收技术与实现

陈 宏

（深圳市雄韬电源科技股份有限公司，广东 深圳518120）

0 引 言

铅酸电池对于我国经济的发展起到了主导作用，在很大的程度上，在短时间内没有其他的产品能够取代它。但是在最近几年，频繁发生铅中毒和血铅事件，引起了国家、媒介以及生产厂家的高度重视。因此，为避免此类事件的发生，做好回收是解决问题的首要工作。

1 铅酸电池简介

1．1 使用情况

日常生活中大容量的蓄电池主要有镍氢电池、铅酸电池、锂电池。其中，镍氢电池的价格昂贵在市场中用得较少。锂电池更适合地去取代铅酸电池，但是由于它本身价格昂贵，而且安全系数不达标，也难以普及应用。目前的市场上阀控铅酸蓄电池应用很广泛，因阀控铅酸蓄电池的价格适宜，做工精良，所以在今后的市场中铅酸电池还会占领主导市场，而不会被其他电池的完全代替掉。

1．2 对环境造成的污染分析

铅酸电池包含的化学成分为：硫酸、塑料、铅、以及部分其他金属。铅酸电池里面有硫酸这一化学成分，其浓度可以和纯度的硫酸相当，具有很强的溶解作用，里面含有很多的无机盐和铅成分。为此在废弃的电池中铅对于环境的污染是最严重的。铅本身属于重金属类，它会变成粉尘或者灰尘融入到环境空气当中。对于很微小的铅烟尘一般会在500℃以上才能产生，所以说大颗粒的铅粉尘才是罪魁祸首，是造成空气污染的主要因素。如果人体大量的摄入100μg／L的铅，那么人就会产生脉搏减弱、贫血、腹痛，还会产生生殖系统的紊乱，代谢异常，最为严重的情况还会致人死亡。如果这些因素处理不当，不慎流入农民的农田中就会促使农作物的死亡。废弃的铅酸电池已经列入国家的危险废弃物品的名列当中。据资料的统计电动车上的废旧电池足足地可以将水流域污染的很严重。

2 铅酸电池回收处理工艺

铅酸电池主要由固态的有机物（占百分之二十二至百分之三十的胶木，聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等）、铅膏（大概占据的比例为百分之三十至百分之四十）、渣泥、金属铅（占百分之二十四至百分之三十的连接件、板栅）组合而成的，还有以液态形式出现的电解液（大概占据百分之十一至百分之三十的H2SO4溶液）。铅酸电池的回收处理工艺主要是将硫酸、聚丙烯塑料外壳以及铅分离后待有效地利用。

2．1 分选待处理

通常采用机械的方式来进行分选，也要考虑其环境的因素和劳动的强度，主要分为湿法分选和干法分选两大类。湿法的分选不是那么的注重设备的要求，所以应用性还是很普遍的。现在的系统选择主要是美国M．A公司开发的M．A破碎分选系统和意大利Engitec公司开发的CX破碎分选系统。M．A破碎分选系统的传送过程是把完整的废弃电池放在自动的放酸机构当中，促使电解液倒至在下设的储酸槽中。废弃的电池要完全的进行放酸处理，然后送入到鳄式破碎仓中，在经过不锈钢摆锤的处理，压制成不能超过50 mm的碎片即可。与此同时，还需要经过震动和水的处理来进入下一个环节进行一级、二级的滚筒冲洗筛分。末了，在经过一定流量的上溢水流和物料间的颗粒差别、密度的不同性，将其隔板、铅膏、板栅、聚丙烯塑料分开富集。通过板框式压滤机或者真空连续过滤机来对分选所产生的铅膏流体进行过滤，形成待处理的滤饼状堆积，然而酸性液体就通过水泵来传送的方式进入废水处理的循环系统中进行有效的处理并回用。这种使用工艺不仅没有任何污染的产生而且回收利用率也是很高的。

2．2 处理废铅合金板的策略

处理废铅合金板的策略主要通过四大部分组成：（1）溶解的有效处理（是氧化铅转化生成纯铅）、（2）进行活化的有效处理（让废弃电池中的硫酸铅变为氧化铅和金属铅的形式）（3）电解的有效处理（让电解液转化得到纯铅金属）（4）拆散的有效护理（采用的方式是以机械破碎分选为主）。废铅合金板先要经过热度的溶解熔化形成合金铅锭，然后通过专业的制作来完成蓄电池合金板栅。主要通过（1）铅锑合金板（2）熔化铸锭（3）栅铅锑合金来完成工艺。这样一个质量优的铅合金板栅稍微经过清洗处理就可以直接拿来供使用部门使用了。其余的板栅再拿到铅处理的公司再进行多重的处理将其铅还原出来。在整体的工艺流程中不单单只加还原剂还需要加上碳酸钠、石英、铁屑、萤石和石灰石等其他溶剂。

2．2．1 通过火的处理工艺冶金

通过火的处理工艺冶金主要通过预处理单独冶炼、无预处理混炼、无预处理单独冶炼这三种方式来处理的。

（1）无预处理混炼：废铅酸蓄电池首先要将自身带的壳去掉，把酸倒去进行最基本的处理，然后再用火进行双重的冶炼，从而冶炼出铅锑合金。会有百分之八十五至百分之九十的金属会被回收出来。如果没有进行有效合理的利用锑、废酸以及塑料的话就会对环境造成很大的影响。

（2）无预处理单独冶炼：将破碎后的废蓄电池分解成为两个部分，分别为铅膏和金属部分，这两个部分分别运用火法进行冶炼，将精铅和铅锑合金分解出来。有百分之九十至百分之九十五会被回收，在很大的程度上将污染的比例降低了。

（3）预处理单独冶炼工艺：将破碎后的废蓄电池分解成为两个部分，分别为铅膏和金属部分，铅膏经过分脱硫转化后，两个部分再分别用火法进行冶炼，将软铅和铅锑合金分别的冶炼出来，会有百分之九十五以上的金属会被回收回来。

有两种脱硫转化的工艺：分别为强碱做脱硫剂和可溶性碳酸盐。在用火法进行提炼的话温度一定要掌握好，其温度要比未处理的温度低100℃至150℃。

2．2．2 如何还原固相电解

将铅泥抹到阴极的部位将其电解完成，只有正离子型铅离子在得到了电子后才能被还原成为金属铅。然后阳极板释放出来的氧气会携带伴随着碱液。然后通过电解槽加上盖子，利用管道将其吸允出来，在经过水部分吸收以后释放出来。有少许的铅化合物在碱性的溶液中将其首先溶解为HPbO3，随后将其金属铅还原出来。运用的电解装置为立式电极方式。通过（1）废铅污泥（2）固相点解（3）低温熔化铸锭（4）金属铅的工艺流程来完成。

2．2．3 采用湿法的方式进行电解

废的电池需要多层的加工处理，例如切割、拆分后将石灰活化添加进去，将蓄电池中的SO4变为CaSO4，直流电通过氟硼酸的作用之下将Pb和PbO进行溶解，在进行电解沉积。这项手段不仅仅可以解决高温下铝的污染，还可以解决铅膏火法在进行处理过程中SO2的污染。但是这项手段只适用于较大规模的回收企业，而且投入也是很大的。结合其特点因素分为非电积法、直接电积法、间接电积法三种。

2．3 电解液的处理技巧

河南豫光金铅股份有限公司引进了一项CX集成处理系统，它主要是处理废旧铅酸电池，而且该公司还设计了一项先进的技术来替代工业补水。该技术就是将废旧电解质溶液通过深层的过滤后将原生铅制酸体进行返回，制造成为工业硫酸的新废电解液的处理手段。通过液压六瓣抓斗行车在地仓中对铅蓄电池进行倒料和翻料，然后将电池拾起在摔下去，其壳就会被弄裂或者是弄破，其电解质溶液也会随之在地仓上料过程中流出。对于那些没有流出的液体而言，会随着震动给料机的作用下又会随之流出一些，这些液体会结合流入到皮带机下部的接液盘中，再流到机器尾部，交汇到地仓之中。本身这种设计就要求有一定的斜度，交汇到集液的坑中，随之用过滤器对其进行过滤，稀酸储槽中汇集了很多的滤液，然后通过电解液输送泵传送到原生铅制酸系统的稀酸储存中间槽里，然后结合酸制的需求将其放入制酸的系统机器中加工生产成为工业硫酸或者将其作为原材料生产。

2．4 一体化处理含铅废水工艺

在破碎分选之前将酸液集中下放，将废弃的酸液汇集到储备的酸池中，水和废酸液体的比例是四比一，在进行溶解稀释以后分多个进行来中和，按照一定的比例参杂碱性铅渣，随后在通过机械搅拌机来进行搅拌，让酸碱度中和（过程中应保持pH值在6至8．5）。在一定时间内静置随后沉淀，再进行离心脱水之后，出来的渣子进行二次提炼。其液体在进行破碎分选的过程中水的补充由于被物料给带走了，是一种循环渐进的过程，所达到的排放指数为零。如今含铅的废水出来了一种新的工艺为“SF型一步净化器”。它主要是将每个生产流程中的废水污水通过管道交汇在一起，先通过污水池对其水的质量进行分解，然后汇集至反应池，将凝聚剂放入其中，更好地将悬浮物排解出去。再将一定的碱剂加入其中，来将硫酸中和在废水当中，将其pH的值达到7至8的标准，并与废水中离子态铅反应－沉淀－澄清－轻质滤料过滤，将水中的一些杂质清除掉，例如，氧化铝粉、悬浮物、氢氧化物。

2．5 废气的有效处理

对于废弃的处理主要是通过吸尘罩将其集中灰尘后放入冷却的烟道进行冷却，然后倒入防尘的地方，运用不带有除尘器的过滤。随后进行有效处理，将处理以后的气体通过风机吸允SF型符合式水膜除尘器及加碱脱硫高度净化设备来解决，合理净化后将气体排放出去。

3 结束语

如今铅酸电池在生活中不可缺少，生产的产量也在呈现增长的趋势，废旧铅酸电池的数量也越来越多了。对于电动车使用过后的电池回收利用，当今形势非常不乐观，影响到了生存的环境。为此，要考虑如何增强力度来解决现有的成本问题，从回收的过程初期开始严格把控，保证各个环节的合理有效，规范回收铅酸电池。此外，对于更好地取代铅酸电池并且可以降低成本的方案需要我们共同努力去探索。

［1］ 郭自强．电动自行车电池用阀控铅酸蓄电池的进展［J］．蓄电池，2006（3）：118－121．

［2］ 毕道治．大容量高功率锂离子电池研究进展［J］．电池工业，2008，13（2）：114－119．