廢鉛膏濕法回收和高性能鉛酸蓄電池電極活性物質濕法制造設備制造技術

本實用新型專利技術公開了廢鉛膏濕法回收和高性能鉛酸蓄電池電極活性物質濕法制造設備，所述設備包括：實現本實用新型專利技術中化學法工藝、化學機械法工藝或電化學機械法工藝中的一種或多種工藝過程所需的設備。本實用新型專利技術所獲得的活性物質材料顯著提高鉛酸蓄電池活性物質的利用率、電池的比能量及電池充電接受能力等，同時避免鉛氣、鉛煙、鉛塵、SO2有害物質的產生和排放，提高生產過程中鉛的利用率、有助于對鑄板或焊接工藝鉛氣回收產生的鉛化合物、含鉛液進行處理和再利用，降低成本。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種廢舊鉛酸蓄電池鉛膏、鉛或鉛化合物的濕法回收再利用的設備，特別是涉及一種環保的、低成本的、高性能鉛酸蓄電池電極活性物質制造或廢舊鉛酸蓄電池鉛膏、鉛或鉛化合物回收的設備。
技術介紹
專利技術至今，鉛酸蓄電池已有150多年歷史，目前其仍是二次電池中應用最廣、市場份額最大(約占80%)的產品，且時至今日全球市場對其需求仍以每年約5 10%的速率增力口，這與原有應用領域，如交通、電力、通信等，和新興應用領域，如太陽能、風能、電動車、網 絡等，對鉛酸蓄電池需求的增長有直接關系。市場容量與應用領域擴大，期待鉛酸蓄電池性能，如比能量等，進一步提高，成本進一步降低，同時，鉛酸蓄電池對社會環境所造成的污染問題也突顯并受到政府和全民的重視。鉛酸蓄電池在其使用過程中基本不危害用戶或環境的安全，尤其是密閉免維護類的鉛酸蓄電池在使用過程中可以說是零污染，其對環境所造成的污染主要源于目前的生產和回收過程。生產過程中的污染主要來源于鉛粉制造(即鉛酸蓄電池的電極活性物質材料)、鉛板柵鑄造和電池焊接工藝。目前鉛粉的制造過程會產生大量的鉛氣和鉛塵以及噪聲污染，鉛板柵鑄造和電池焊接工藝也會造成鉛氣、鉛煙的污染。所謂的鉛粉實際上是表面被氧化了的鉛顆粒，一般制造電池用的鉛粉其約含有75%的氧化鉛。當前工業，制造鉛粉時廣泛采用兩種工藝球磨法和氣相氧化法(也稱巴頓法)。圖IA示出的國內廣泛采用的風選式球磨工藝的主要設備，在球磨法中，將鉛錠先鑄成鉛球或鉛塊，裝入球磨機內進行研磨，并鼓風氧化鉛粉。鉛球、鉛段或鉛塊被送入球磨滾筒后，保持在鉛表面易于被氧化的適當溫度，旋轉滾筒，筒內鉛塊的表面相互摩擦、撞擊并發生位移同時被氧化，從而與整體之間發生裂縫，隨著裂縫的逐漸深入，因變形位移了的表面結晶層便在撞擊和摩擦的作用下，從球體或塊體上脫落下來，被進一步磨碎、研細生成鉛粉。研細的鉛粉，經過布袋式風選獲得所需要的鉛粉，在這個過程中，鑄造、球磨、風選均會產生大量的鉛氣煙塵，一方面大大降低了鉛原材料的利用效率，另一方面，也易對生產及周邊環境造成嚴重污染。圖IB中則示出了氣相氧化法的生產原理示意圖。即將鉛塊在反應鍋內熔化后，然后將鉛液與空氣一起送入氣相氧化室內，利用葉輪的高速旋轉使熔融鉛液被攪拌成鉛的小霧滴并使之與空氣充分接觸而被氧化生成具有一定氧化度的細鉛粉，細鉛粉經過風選獲得需要的鉛粉，其熔鉛、風選過程同樣會產生大量的鉛氣煙塵。在上述的鉛粉制造、鉛板鑄造和鉛焊接工藝過程中，雖然可通過附加環保設備來控制這些過程中的污染，但一方面，控制效果不夠理想，另一方面控制成本較高，由于市場競爭，多數企業或者不附設環保控制設備或者只是將為滿足環保部門要求而設置的環保控制設備作為一種擺設。在廢舊鉛酸蓄電池回收方面，其污染主要來源于對廢鉛膏的回收處理。目前廣泛使用的廢鉛膏回收工藝主要可以分為火法和電解濕法。圖2示出了當前廢鉛膏回收火法和的電解濕法工藝的流程示意圖。在火法工藝中，主要是通過高溫加熱還原未脫硫或已預脫硫的廢鉛膏使之轉化成粗鉛，然后再對粗鉛進行熔融狀態下的精煉除雜以得到精鉛。火法工藝中涉及鉛的高溫冶煉和熔融，因此難免會產生污染排放物，如鉛氣煙塵、CO2, SO2等，控制和處理這些污染物使工藝的復雜性和成本大幅增加，同時大量污染物的生成及排出，大大降低了鉛的回收率以及能量的利用效率。在電解濕法工藝中，主要是對廢鉛膏進行脫硫、浸出，然后以電解法將鉛從鉛浸出溶液中電沉積出來并鑄成鉛錠以待后用。電解濕法解決了火法冶煉中上述鉛氣鉛煙、CO2, SO2的排放問題，但另外存在著電解過程中來自電解質溶液的有害氣體問題。更現實的問題是，該電解濕法工藝設備投資大，耗能大，盈利能力較差，往往其回收廢電池的價格在市場上不具有競爭力，導致廢鉛酸蓄電池供應不足，工廠開工率低，因而實際產生的經濟效益和社會效益有限。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一種環保的、低成本的、高性能的鉛酸蓄電池電極活性物質制造或廢鉛酸蓄電池鉛膏、鉛或鉛化合物回收的設備。通過本技術可實現廢鉛酸蓄電池鉛膏、鉛或鉛化合物的環保、低成本回收，和具有新型、高性能結構的鉛酸蓄電池活性物質的環保及低成本制造。 所述鉛酸蓄電池電極活性物質材料包括鉛氧化物、鉛、氫氧化鉛、鉛碳酸鹽中一種或多種的顆粒或顆粒聚集體；鉛氧化物則包括二氧化鉛、一氧化鉛、四氧化三鉛、三氧化二鉛、其它非化學計量的氧化鉛中的一種或多種；鉛碳酸鹽包括碳酸鉛、堿式碳酸鉛、碳酸氫鉛中的一種或多種；鉛化合物包括硫酸鉛、堿式硫酸鉛、鉛氧化物、鉛鹽、堿式鉛鹽、鉛酸鹽、亞鉛酸鹽中的一種或多種為解決上述技術問題，第一方面，本技術提供一種廢鉛膏濕法回收和高性能鉛酸蓄電池電極活性物質濕法制造的適用于化學法工藝的設備，該設備包括至少一反應釜，用于實現包括攪拌混和、化學反應、固液氣間相分離等操作；其中，相分離操作包括離心、壓濾、過濾、抽濾、蒸發、結晶、萃取等操作中的一種或多種；至少一分解爐，用于實現包括對反應釜傳送來的含鉛顆粒進行烘焙或/和加熱分解；至少一粉化器，用于將分解爐烘焙或/和熱分解過程中或后的顆粒聚集體進行破碎、粉體化。當反應釜、分解爐或粉化器在設備中不止一個時，可通過串行或并行方式實現每一單元部分的功能。例如，串行時，將化學法I反應步驟(1)、(2)反應在一個反應釜中完成，反應步驟(3)在另一個反應釜中進行，這樣有利于實現反應不完全的廢鉛膏或鉛化合物顆粒與反應后生成的含鉛顆粒彼此分開獲得，而不是混合在一起。反應釜、分解爐和粉化器可以在空間上彼此分立，也可以彼此整合在一起。作為選擇，為了實現工藝中的氣體和液體化學品的循環使用，該設備除上述反應釜、分解爐和粉化器構成外，還可包括液體循環設備和氣體循環設備。其中，循環設備均帶有氣體或液體儲存器。液體循環設備與反應釜通過進液口和出液口相連接；氣體循環設備則通過進/出氣口與反應釜相連接，也通過抽氣口與分解爐相連接。另外，上述設備還可配備其它附屬裝置，以實現較優的工藝效果和操作的自動化、數字化、智能化。例如，包括氣體壓縮機、氣體真空機、稱重裝置、參數采集及分析裝置、緩沖存儲裝置、觀察系統裝置、自清潔設備裝置、溫控裝置、壓控/真空設備裝置、紫外線或更高頻電磁波作用裝置、微波作用裝置、超聲波作用裝置、樣品采集口、溫度計、PH計、備用泵、自動控制用傳感器、時控裝置、固體傳送裝置、單片機控制系統、智能控制系統中的一種或任意多種。所述附屬裝置能與反應釜、分解爐或粉化器，根據工藝要求進行自由組合。再者，對于不經過烘焙或/和熱分解而獲得鉛酸蓄電池電極活性物質材料，或所獲得的鉛酸蓄電池電極活性物質材料顆粒沒有發生聚集硬結的，可去掉上述化學法I 18中的設備結構中的分解爐或粉化器，即該設備，包括反應釜。第二方面，本技術還提供另一種廢鉛膏濕法回收和高性能鉛酸蓄電池電極活性物質濕法制造的適用于化學機械法工藝的設備該設備包括至少一反應釜和一種對鉛表面的鉛氧化物薄膜施加機械作用(包括研磨、拋光等)的裝置，其中，該施加機械作用的裝置安裝于反應釜內。或者該設備包括至少一反應釜和一種對廢鉛膏或鉛化合物顆粒施加機械作用(包括研磨、拋光、攪拌或沖擊等)的裝置構成。其中，該施加機械作用的裝置安裝于反應釜內。或者該設備包括至少一反應釜、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種廢鉛膏濕法回收和高性能鉛酸蓄電池電極活性物質濕法制造設備，其特征在于，包括：至少一反應釜，用于實現包括：攪拌混和、化學反應或固液氣間相分離操作。

【技術特征摘要】
1.一種廢鉛膏濕法回收和高性能鉛酸蓄電池電極活性物質濕法制造設備，其特征在于，包括至少一反應釜，用于實現包括攪拌混和、化學反應或固液氣間相分離操作。2.如權利要求I所述的設備，其特征在于還包括 至少一分解爐，用于實現包括對反應釜傳送來的含鉛顆粒進行烘焙或/和加熱分解； 至少一粉化器，用于將分解爐烘焙或/和熱分解過程中或后的顆粒聚集體進行破碎、粉體化。3.如權利要求2所述的設備，其特征在于還包括液體循環設備和氣體循環設備；其中，循環設備均帶有氣體或液體儲存器； 液體循環設備與反應釜通過進液口和出液口相連接； 氣體循環設備則通過進/出氣口與反應釜相連接，也通過抽氣口與分解爐相連接。4.如權利要求2所述的設備，其特征在于還配備附屬裝置，包括氣體壓縮機、氣體真空機、稱重裝置、參數采集及分析裝置、緩沖存儲裝置、觀察系統裝置、自清潔設備裝置、溫控裝置、壓控/真空設備裝置、紫外線或更高頻電磁波作用裝置、微波作用裝置、超聲波作用裝置、樣品采集口、溫度計、PH計、備用泵、自動控制用傳感器、時控裝置、固體傳送裝置、單片機控制系統、智能控制系統中的一種或多種； 所述附屬裝置能與反應釜、分解爐或粉化器，能根據工藝要求進行組合。5.一種廢鉛膏濕法回收和高性能鉛酸蓄電池電極活性物質濕法制造設備，其特征在于，包括依次相連的反應釜、分解爐、粉化器； 反應釜包括真空/壓力計，安全閥門，反應釜殼體，PH計，攪拌器，反應釜出口及控制閥，溫控裝置，循環液體進/出口，過濾液體裝置，液體管道，物料進口，液泵，液體控制閥，釜外液體進/出口，氣/液體控制閥，過濾氣體裝置，釜外氣體進/出口，氣/液泵，氣/液管道； 其中，真空/壓力計、安全閥門分別固定于反應釜殼體上部；PH計、攪拌器固定于反應釜殼體內部；反應釜出口及控制閥連接于反應釜殼體的下部；溫控裝置與反應釜殼體下部相連，溫控裝置中的溫度測量計安裝于反應爸殼體內部，而溫控裝置中的升溫降溫裝置則安裝于反應釜殼體底部；物料進口開口于反應釜殼體的上部；液體管道固定于兩反應釜殼體上，開口于循環液體進/出口和釜外液體進/出口，其上設有與其相連接的液泵以及液體控制閥；液體管道上設有過濾液體裝置；連接于反應釜殼體上的氣/液管道，連同與其連接的氣/液體控制閥、釜外氣體進/出口、氣/液泵共同用來實現氣體的輸入和輸出以及在反應釜內氣體和溶液通過氣/液管道的循環流動，氣/液管道上的過濾氣體裝置和過濾液體裝置用來防止氣/液體傳輸過程中固體顆粒進入氣/液管道。6.一種廢鉛膏濕法回收和高性能鉛酸蓄電池電極活性物質濕法制造設備，其特征在于，包括反應釜、分解爐、粉化器一體機，以及分別與該一體機相連接的液體儲存罐和氣體儲存罐； 反應釜、分解爐、粉化器一體機包括真空/壓力計，安全閥門，反應釜殼體，PH計，攪拌器，反應釜出口及控制閥，溫控裝置，循環液體進/出口，過濾液體裝置，液體管道，物料進口，液泵，液體控制閥，釜外液體進/出口，氣/液體控制閥，過濾氣體裝置，釜外氣體進/出口，氣/液泵，氣/液管道，氣體管道，氣體控制閥，氣體壓縮泵，氣體控制閥，破碎器，粉化器外殼，碾壓研磨裝置，一體機出口 ；其中，真空/壓力計、安全閥門分別固定于反應釜殼體上部；PH計、攪拌器固定于反應釜殼體內部；反應釜出口及控制閥連接于反應釜殼體的下部；物料進口開口于反應釜殼體的上部；連接于反應釜殼體上的氣/液管道，連同與其連接的氣/液體控制閥、釜外氣體進/出口、氣/液泵共同用來實現氣體的輸入和輸出以及在反應釜內氣體和溶液通過氣/液管道的循環流動，氣/液管道上的過濾氣體裝置和過濾液體裝置用來防止氣/液體傳輸過程中固體顆粒進入氣/液管道； 溫控裝置中的升溫降溫裝置安裝于反應釜殼體底部或側壁下部，保溫材料包裹著反應爸殼體； 液體管道固定于反應爸殼體與液體儲存罐殼體上，開口于循環液體進/出口和爸外液體進/出口，其上設有與其相連接的液泵、以及液體控制閥；氣體管道連接于氣體儲存罐殼體和反應釜殼體之間；通過氣體管道上的氣體控制閥、氣體壓縮泵以及氣/液控制閥，實現氣體在環境、氣體儲存罐、反應釜殼體內部，三者之間或反應釜殼體內部的氣體輸運控制，其中氣體壓縮泵、氣體控制閥以及氣/液控制閥實現的是將反應釜殼體內輸送過來的氣體進行壓縮后送入氣體儲存罐中暫存； 破碎器連接于攪拌器或反應釜殼體上，能上下運動及水平轉動；粉化器外殼與反應釜殼體底部相連并罩住反應釜出口及控制閥，以及碾壓研磨裝置，以約束破碎后的鉛氧化物顆粒聚集體的流動路徑并使顆粒聚集體與碾壓研磨裝置充分作用，生成細化的鉛氧化物顆粒或顆粒聚集體，然后通過一體機出口輸出。7.一種廢鉛膏濕法回收和高性能鉛酸蓄電池電極活性物質濕法制造設備，其特征在于包括至少一反應釜和一種對鉛表面的鉛氧化物薄膜施加機械作用的裝置；該施加機械作用的裝置安裝于反應釜內； 其中，機械作用包括研磨、拋光。8.一種適用于如權利要求7所述的設備，其特征在于所述設備包括彼此相連的研磨反應釜和液體儲存罐； 其中，研磨反應爸包括機械研磨裝置，機械研磨裝置研磨面，研磨反應爸出口，研磨反應爸殼體，過濾液體裝置，液體管道，液泵； 機械研磨裝置被連接在研...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊春曉，
申請(專利權)人：楊春曉，
類型：實用新型
國別省市：