基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅方法与流程

1.本发明涉及蓄电池回收处理技术领域，尤其涉及基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅方法。


背景技术：

2.铅酸蓄电池具有安全性能好、电化学性能稳定、生产成本低等优点，在汽车工业、电信工业、新能源工业等领域得到了广泛的应用，使铅酸蓄电池行业呈现出蓬勃发展的态势；
3.废旧铅酸蓄电池由塑料外壳、废硫酸、铅电极板、铅格栅、铅接线头、废铅泥组成，其中前五种组分均可以通过简单的物理过程进行回收利用，而铅泥的回收利用则难度较大，已成为废铅酸蓄电池有效回收综合利用的技术关键和难点，铅泥占废铅酸蓄电池总重量的30
‑
35％，主要成分为硫酸铅及少量铅粉、一氧化铅和二氧化铅，其中铅含量达75％；
4.而目前有关铅泥的回收利用主要有三种工艺，即火法冶炼、湿法处理以及干—湿法联合处理，其最终产品均为金属铅；火法冶炼是目前大多数国家所采用的方法，工艺流程以苏打、铁屑法为主，该法突出的缺点是冶炼温度高达1350℃以上，能耗大，铅挥发严重，铅回收率低(70
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90％)，资源浪费大，同时还有so2排放等问题；
5.申请号201910433840x的专利公开了了一种由废旧铅酸蓄电池回收氧化铅的方法，属于废旧铅酸蓄电池的清洁回收和氧化铅再循环技术领域。包括以下步骤：从废旧铅酸蓄电池回收碳酸铅后粉碎，得到碳酸铅粉末；将碳酸铅粉末进行闪速热分解，得到氧化铅；该发明以废铅酸蓄电池回收的碳酸铅为原料，在适当温度下，采用闪速热分解的方法来获得氧化铅，具有反应时间短、工艺流程短、无污染、能耗低等突出优点，实现了废旧铅酸蓄电池的绿色循环利用；
6.但是存在以下技术问题：无法对运输过程中产生的碳酸铅废料灰尘颗粒进行收集利用，缺乏相应的吸收处理装置或设备，以进一步提高氧化铅的回收收率和纯度，为此，我们提出一种基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅方法。


技术实现要素：

7.本发明针对现有技术的不足，提供了基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅方法。
8.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
9.基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅方法，包括以下步骤：
10.步骤一，回收粉碎：将废旧铅酸蓄电池进行回收后，取其中的碳酸铅废料粉碎至粒径300～400目；
11.步骤二，振动输送：废旧铅酸蓄电池中回收粉碎的碳酸铅废料通过振动输送机构进行振动过筛输送；
12.步骤三，蛟龙输送：碳酸铅废料通过蛟龙剪切输送；
13.步骤四，闪速热分解：碳酸铅废料通过闪速热分解机构进行闪速热分解，得到氧化铅和二氧化碳气体，并将二氧化碳气体排出吸附；
14.步骤五，络合、沉淀、热分解：振动过筛输送过程中产生的碳酸铅废料灰尘通过集尘沉淀回收机构进行收集、络合、沉淀后继续进入闪速热分解机构中进行热分解；
15.步骤六，氧化铅收集：对热分解得到的氧化铅粉末进行收集。
16.作为本发明进一步改进的方案，所述闪速热分解的温度为400～550℃；络合用的络合剂为乙二胺四乙酸二钠，沉淀用的沉淀剂选自草酸铵、碳酸铵中的一种或两种的混合物。
17.作为本发明进一步改进的方案，所述闪速热分解机构包括分解罐，分解罐呈水平圆柱状且从外到内依次设有石英管加热层、热分解腔，石英管加热层内分布有用于电加热的加热丝。
18.作为本发明进一步改进的方案，所述分解罐的外部一侧设有第二驱动电机，第二驱动电机连接有水平伸入分解罐内腔的搅拌轴，搅拌轴的径向方向均匀分布有多个搅拌叶片。
19.作为本发明进一步改进的方案，所述分解罐的底部外围固定有氧化铅收集罐，分解罐的底部设有排料阀，分解罐的顶部与出料斗连通，热分解腔的侧壁通过排气管连接有排风机。
20.作为本发明进一步改进的方案，所述排风机的出风口伸入碱液罐内，碱液罐内盛放有浓度为20～40wt％的碱液。
21.作为本发明进一步改进的方案，所述振动输送机构包括振动输送仓、支座，振动输送仓通过减振弹簧设于支座上，振动输送仓的内腔底部设有输送皮带。
22.作为本发明进一步改进的方案，所述输送皮带的输送路径上依次设有一次筛网、导力板、二次筛网，一次筛网和导力板的底端通过倾斜板连接有倾斜设置的振动电机。
23.作为本发明进一步改进的方案，所述振动输送仓的顶部覆盖有防尘盖，振动输送仓的一侧顶部设有进料口，另一侧壁部设有排料口；一次筛网和二次筛网的筛孔尺寸为300～400目。
24.作为本发明进一步改进的方案，所述集尘沉淀回收机构包括引风机、络合分离罐、沉淀分离罐，引风机与伸入进料斗的吸尘管连通，引风机通过除尘管从络合分离罐的顶部伸入，络合分离罐的底部侧壁通过滤液管从沉淀分离罐的顶部伸入，沉淀分离罐通过滤渣管与出料斗连通；络合分离罐内设有第一过滤板，沉淀分离罐内倾斜设有第二过滤板。
25.本发明的有益效果：
26.1、本发明基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅方法，废旧铅酸蓄电池中回收粉碎的碳酸铅废料通过振动过筛输送、蛟龙输送后，闪速热分解得到氧化铅和二氧化碳气体，并将二氧化碳气体排出吸附；而且能够及时将振动过筛输送过程中产生的碳酸铅废料灰尘进行收集，络合、沉淀后继续进入闪速热分解机构中进行热分解，碳酸铅废料灰尘络合、沉淀形成的二价铅化合物能够进一步热分解形成氧化铅，该回收方法提高了对碳酸铅废料灰尘颗粒的利用率，提高了氧化铅的回收收率和纯度，氧化铅的回收收率和纯度均达到95.5％以上。
27.2、本发明振动输送机构的设计，当从进料口加入废旧铅酸蓄电池中回收粉碎的碳
酸铅废料后，振动电机通过倾斜板对一次筛网、导力板、二次筛网进行斜向振动，使得碳酸铅废料沿输送皮带向前输送，并依次经过一次筛网、二次筛网的过滤，得到尺寸均匀分布在300～400目的碳酸铅废料后，持续稳定地从排料口排出，提高输送效率和稳定性。
28.3、本发明闪速热分解机构的设计，碳酸铅废料从出料斗落入热分解腔后，将加热丝通电升温，使得热分解腔内的温度达到400～550℃，启动第二驱动电机，第二驱动电机驱动搅拌轴、搅拌叶片高速转动，使得碳酸铅废料高速转动受热，迅速热分解为氧化铅粉末和二氧化碳气体；开启排料阀后，氧化铅粉末进入氧化铅收集罐内，二氧化碳气体在排风机的吸引作用下，经排气管排入碱液罐内被碱液吸收，提高了闪速热分解的效率和气体吸附速率。
附图说明
29.图1为本发明基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅方法流程图；
30.图2为本发明基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅系统的结构示意图；
31.图3为本发明振动输送机构的结构示意图；
32.图4为本发明闪速热分解机构的结构示意图；
33.图5为本发明集尘沉淀回收机构的结构示意图；
34.图中：100、振动输送机构；110、输送仓；111、输送皮带；112、一次筛网；113、导力板；114、二次筛网；115、倾斜板；116、振动电机；117、防尘盖；118、进料口；119、排料口；120、支座；121、减振弹簧；200、蛟龙输送机构；210、输送箱；211、进料斗；212、出料斗；220、第一驱动电机；230、螺旋蛟龙；300、闪速热分解机构；310、分解罐；311、石英管加热层；312、热分解腔；313、加热丝；320、第二驱动电机；330、搅拌轴；340、搅拌叶片；350、氧化铅收集罐；360、排料阀；370、排气管；380、排风机；390、碱液罐；400、集尘沉淀回收机构；410、引风机；411、吸尘管；420、络合分离罐；421、滤液管；422、除尘管；423、第一过滤板；430、沉淀分离罐；431、滤渣管；432、第二过滤板。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
37.实施例1：
38.如图1
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5所示，本实施例提供一种基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅方法，包括以下步骤：
39.步骤一，回收粉碎：将废旧铅酸蓄电池进行回收后，取其中的碳酸铅废料粉碎至粒径300～400目；
40.步骤二，振动输送：废旧铅酸蓄电池中回收粉碎的碳酸铅废料通过振动输送机构
100进行振动过筛输送；
41.步骤三，蛟龙输送：碳酸铅废料通过蛟龙剪切输送；
42.步骤四，闪速热分解：碳酸铅废料通过闪速热分解机构300进行闪速热分解，得到氧化铅和二氧化碳气体，并将二氧化碳气体排出吸附；其中，闪速热分解的温度为400～550℃；
43.步骤五，络合、沉淀、热分解：振动过筛输送过程中产生的碳酸铅废料灰尘，通过集尘沉淀回收机构400进行收集、络合、沉淀后继续进入闪速热分解机构300中进行热分解；其中，络合用的络合剂优选乙二胺四乙酸二钠，沉淀用的沉淀剂选自草酸铵、碳酸铵中的一种或两种的混合物。
44.步骤六，氧化铅收集：对热分解得到的氧化铅粉末进行收集。
45.本实施例基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅方法，废旧铅酸蓄电池中回收粉碎的碳酸铅废料进行振动过筛输送、蛟龙输送后，闪速热分解得到氧化铅和二氧化碳气体，并将二氧化碳气体排出吸附；而且能够及时将振动过筛输送过程中产生的碳酸铅废料灰尘进行收集，络合、沉淀后继续进入闪速热分解机构300中进行热分解，碳酸铅废料灰尘络合、沉淀形成的二价铅化合物能够进一步热分解形成氧化铅，该回收方法提高了对碳酸铅废料灰尘颗粒的利用率，提高了氧化铅的回收收率和纯度，氧化铅的回收收率和纯度均达到95.5％以上。
46.实施例2：
47.如图2所示，本实施例提供一种基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅系统，适用于基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅方法，包括：振动输送机构100，用于将废旧铅酸蓄电池中回收粉碎的碳酸铅废料进行振动过筛输送；蛟龙输送机构200，用于将振动过筛输送来的碳酸铅废料通过蛟龙输送；闪速热分解机构300，用于将碳酸铅废料进行闪速热分解得到氧化铅和二氧化碳气体，并将二氧化碳气体排出吸附；集尘沉淀回收机构400，用于将振动过筛输送过程中产生的碳酸铅废料灰尘进行收集，络合、沉淀后继续进入闪速热分解机构300中进行热分解。
48.本实施例基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅系统，通过将废旧铅酸蓄电池中回收粉碎的碳酸铅废料进行振动过筛输送、蛟龙输送后，闪速热分解得到氧化铅和二氧化碳气体，并将二氧化碳气体排出吸附；而且能够及时将振动过筛输送过程中产生的碳酸铅废料灰尘进行收集，络合、沉淀后继续进入闪速热分解机构300中进行热分解，提高了对碳酸铅废料灰尘颗粒的利用率，提高了氧化铅的回收收率和纯度，氧化铅的回收收率和纯度均达到95.5％以上。
49.具体地，如图2
‑
3所示，振动输送机构100包括振动输送仓110、支座120，振动输送仓110通过减振弹簧121设于支座120上，振动输送仓110的内腔底部设有输送皮带111，输送皮带111的输送路径上依次设有一次筛网112、导力板113、二次筛网114，一次筛网112和导力板113的底端通过倾斜板115连接有倾斜设置的振动电机116，振动输送仓110的顶部覆盖有防尘盖117，振动输送仓110的一侧顶部设有进料口118，另一侧壁部设有排料口119。一次筛网112和二次筛网114的筛孔尺寸为300～400目。
50.当操作人员从进料口118加入废旧铅酸蓄电池中回收粉碎的碳酸铅废料后，开启振动电机116，振动电机116通过倾斜板115对一次筛网112、导力板113、二次筛网114进行斜
向振动，使得碳酸铅废料沿输送皮带111向前输送，并依次经过一次筛网112、二次筛网114的过滤，得到尺寸均匀分布在300～400目的碳酸铅废料后，持续从排料口119排出。减振弹簧121有效缓解振动电机116引起的支座120的振动。
51.如图2所示，蛟龙输送机构200包括输送箱210，输送箱210的外部一侧设有第一驱动电机220，第一驱动电机220连接有水平伸入输送箱210内腔的螺旋蛟龙230，输送箱210靠近第一驱动电机220的一侧顶部设有进料斗211，远离第一驱动电机220的一侧底部设有出料斗212。
52.当尺寸均匀的碳酸铅废料沿进料斗211进入输送箱210后，第一驱动电机220驱动螺旋蛟龙230旋转，螺旋蛟龙230的螺旋叶片对碳酸铅废料进一步剪切，螺旋蛟龙230的轴向推动力推动碳酸铅废料向前移动并从出料斗212落下。
53.如图2、图4所示，闪速热分解机构300包括分解罐310，分解罐310呈水平圆柱状且从外到内依次设有石英管加热层311、热分解腔312，石英管加热层311内分布有用于电加热的加热丝313，分解罐310的外部一侧设有第二驱动电机320，第二驱动电机320连接有水平伸入分解罐310内腔的搅拌轴330，搅拌轴330的径向方向均匀分布有多个搅拌叶片340，分解罐310的底部外围固定有氧化铅收集罐350，分解罐310的底部设有排料阀360，分解罐310的顶部与出料斗212连通，热分解腔312的侧壁通过排气管370连接有排风机380，排风机380的出风口伸入碱液罐390内，碱液罐390内盛放有浓度为20～40wt％的碱液。
54.当进一步剪切的碳酸铅废料从出料斗212落入热分解腔312后，将加热丝313通电升温，使得热分解腔312内的温度达到400～550℃，启动第二驱动电机320，第二驱动电机320驱动搅拌轴330、搅拌叶片340高速转动，使得碳酸铅废料高速转动受热，迅速热分解为氧化铅粉末和二氧化碳气体；开启排料阀360后，氧化铅粉末进入氧化铅收集罐350内，二氧化碳气体在排风机380的吸引作用下，经排气管370排入碱液罐390内被碱液吸收。
55.如图1、图5所示，集尘沉淀回收机构400包括引风机410、络合分离罐420、沉淀分离罐430，引风机410与伸入进料斗211的吸尘管411连通，引风机410通过除尘管422从络合分离罐420的顶部伸入，络合分离罐420的底部侧壁通过滤液管421从沉淀分离罐430的顶部伸入，沉淀分离罐430通过滤渣管431与出料斗212连通。络合分离罐420内设有第一过滤板423，沉淀分离罐430内倾斜设有第二过滤板432。第一过滤板423和第二过滤板432的过滤孔尺寸为1～3mm。
56.引风机410通过吸尘管411从进料斗211处吸收输送产生的碳酸铅废料灰尘颗粒后，沿除尘管422进入络合分离罐420内，与添加的络合剂发生络合反应得到络合反应液，络合反应液经过第一过滤板423过滤后，滤液经滤液管421进入沉淀分离罐430内，与添加的沉淀剂发生反应，经过第二过滤板432过滤后得到滤渣和滤液，滤液排出，滤渣经滤渣管431、出料斗212进入闪速热分解机构300内，进行进一步的闪速热分解，得到氧化铅粉末，提高氧化铅的回收收率和纯度。
57.本实施例基于闪速热分解的废旧铅酸蓄电池回收氧化铅系统，工作方法包括以下步骤：
58.从进料口118加入废旧铅酸蓄电池中回收粉碎的碳酸铅废料后，开启振动电机116，振动电机116通过倾斜板115对一次筛网112、导力板113、二次筛网114进行斜向振动，使得碳酸铅废料沿输送皮带111向前输送，并依次经过一次筛网112、二次筛网114的过滤，
得到尺寸均匀分布在300～400目的碳酸铅废料后，持续从排料口119排出；
59.尺寸均匀的碳酸铅废料沿进料斗211进入输送箱210后，第一驱动电机220驱动螺旋蛟龙230旋转，螺旋蛟龙230的螺旋叶片对碳酸铅废料进一步剪切，螺旋蛟龙230的轴向推动力推动碳酸铅废料向前移动并从出料斗212落下；
60.剪切的碳酸铅废料从出料斗212落入热分解腔312后，将加热丝313通电升温，使得热分解腔312内的温度达到400～550℃，启动第二驱动电机320，第二驱动电机320驱动搅拌轴330、搅拌叶片340高速转动，使得碳酸铅废料高速转动受热，迅速热分解为氧化铅粉末和二氧化碳气体；开启排料阀360后，氧化铅粉末进入氧化铅收集罐350内，二氧化碳气体在排风机380的吸引作用下，经排气管370排入碱液罐390内被碱液吸收；
61.引风机410通过吸尘管411从进料斗211处吸收输送产生的碳酸铅废料灰尘颗粒后，沿除尘管422进入络合分离罐420内，与添加的络合剂发生络合反应得到络合反应液，络合反应液经过第一过滤板423过滤后，滤液经滤液管421进入沉淀分离罐430内，与添加的沉淀剂发生反应，经过第二过滤板432过滤后得到滤渣和滤液，滤液排出，滤渣经滤渣管431、出料斗212进入闪速热分解机构300内，进行进一步的闪速热分解。
62.需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
63.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。