以脱硫铅膏为原料制备四碱式硫酸铅
发布时间：2021-12-18 18:25
铅酸电池在人们的生活中已经广泛使用,其每年的巨大报废量使得环境面临较大威胁。有研究表明,已有较为成熟的技术对废铅膏进行脱硫回收处理。研究了以脱硫铅膏为原料,通过控制硫酸、十二烷基苯磺酸（DBSA）添加量和煅烧温度来合成四碱式硫酸铅。通过对各条件下得到的四碱式硫酸铅产品进行分析,得到制备四碱式硫酸铅适宜的工艺条件。研究结果表明:按n（铅）∶n（硫酸）=5∶1加入硫酸、按照n（铅）∶n（DBSA）=18∶1加入DBSA、煅烧温度为600℃条件下制得的四碱式硫酸铅纯度最高（92.7%）,产物为斜方晶体,满足铅酸电池对其作为添加剂的要求。本研究可以提供一种废铅膏回收利用的途径,实现铅资源的循环再利用。
【文章来源】：无机盐工业. 2020,52(09)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同硫酸添加量所得产物XRD谱图（a、b）和4BS含量（c)
按照n(Pb）∶n(DBSA)=18∶1加入DBSA,n(Pb)n(H2SO4)=5∶1加入硫酸，对得到的中间产物分别在450、500、550、600、650℃煅烧5 h，得到终产物。图2a为各煅烧温度下所得产物XRD谱图。由图2a看出，煅烧温度为450、500℃时所得产物的成分差别不大，均含有较多的PbO和Pb3O4，而4BS含量较少；煅烧温度为550℃时所得产物主要为4BS和1BS，也含有少量Pb O；煅烧温度为600、650℃所得产物中绝大部分为4BS，有极少量1BS，两种产物差别较小。图2b为各煅烧温度下所得产物中4BS含量变化趋势，结果显示450、500、550、600、650℃对应4BS质量分数分别为29.3%、39.1%、64.8%、92.7%、92.8%，可以看到当煅烧温度达到600℃后才能保证4BS有较高产率。图2c为各温度下所得产物的外观，发现随着温度升高，终产物颜色整体呈现变浅的趋势。其中，450、500、550℃得到的产品为橘红色，三者颜色差别不大；600、650℃得到的产品均为浅黄色。从温度对产物影响的总体趋势来看，认为温度较低时（450、500、550℃）提供能量不足，使得脱硫铅膏分解产生的铅氧化物难以进一步与硫酸铅结合生成4BS，而是停留在中间阶段生成较多的Pb3O4和PbO，使得产物整体呈现为橘红色；当温度足够高时（600、650℃），足够的能量使铅氧化物与硫酸铅进一步结合得到较多4BS产物，PbO和Pb3O4含量极少，使得产物呈现浅黄色。综合上述分析，在保证4BS产率的同时控制生产成本，选择600℃作为合适的生成温度。对600℃得到的产品进行SEM观察，结果见图2d。从图2d看出，4BS颗粒表面还均匀附着粒径较为接近的小颗粒。2.3 DBSA添加量对合成4BS的影响
对n(Pb）∶n(DBSA)=18∶1条件所得产物进行SEM观察，结果见图5。由图5看出，样品为分散均匀的斜方晶体，长为15～20μm，宽为2～3μm，部分晶体棱角并不十分明显，可能是局部温度过高所致。因此认为n(Pb）∶n(DBSA)=18∶1是DBSA合适的添加量。3 结论
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年铅酸蓄电池及相关产业发展综述[J]. 肖玥,陈志雪,孔德敏. 蓄电池. 2018(06)
[2]铅酸蓄电池正极材料超细四碱式硫酸铅（4BS）的制备与表征[J]. 陈梅,柯昌美,张松山,杨柯. 现代化工. 2017(04)
[3]铅酸电池生产废弃物制备3BS、4BS和4BS-BaPbO3[J]. 吴战宇,雷立旭,顾立贞,董志成. 电池. 2011(05)
[4]高纯度四碱式硫酸铅的制备[J]. 吴战宇,雷立旭,顾立贞,董志成,张琳. 电池工业. 2011(02)
[5]用铅酸蓄电池极板生产过程中的废料制备四碱式硫酸铅[J]. 吴战宇,顾立贞,张琳,董志成. 蓄电池. 2011(02)
[6]四碱式硫酸铅在铅酸电池正极中应用的进展[J]. 虞东东,高云芳,肖云飞. 电池. 2010(02)
[7]通信用阀控密封铅酸蓄电池的早期容量损失[J]. 朱品才,魏杰,马荷琴. 电源技术. 2004(01)
[8]中国废铅蓄电池回收利用现状及管理对策[J]. 李金惠,聂永丰,白庆中,牛冬杰. 环境保护. 2000(04)
硕士论文
[1]废铅酸电池铅膏的脱硫除杂和四碱式硫酸铅制备的研究[D]. 张松山.武汉科技大学 2016
本文编号：3542947
【文章来源】：无机盐工业. 2020,52(09)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同硫酸添加量所得产物XRD谱图（a、b）和4BS含量（c)
按照n(Pb）∶n(DBSA)=18∶1加入DBSA,n(Pb)n(H2SO4)=5∶1加入硫酸，对得到的中间产物分别在450、500、550、600、650℃煅烧5 h，得到终产物。图2a为各煅烧温度下所得产物XRD谱图。由图2a看出，煅烧温度为450、500℃时所得产物的成分差别不大，均含有较多的PbO和Pb3O4，而4BS含量较少；煅烧温度为550℃时所得产物主要为4BS和1BS，也含有少量Pb O；煅烧温度为600、650℃所得产物中绝大部分为4BS，有极少量1BS，两种产物差别较小。图2b为各煅烧温度下所得产物中4BS含量变化趋势，结果显示450、500、550、600、650℃对应4BS质量分数分别为29.3%、39.1%、64.8%、92.7%、92.8%，可以看到当煅烧温度达到600℃后才能保证4BS有较高产率。图2c为各温度下所得产物的外观，发现随着温度升高，终产物颜色整体呈现变浅的趋势。其中，450、500、550℃得到的产品为橘红色，三者颜色差别不大；600、650℃得到的产品均为浅黄色。从温度对产物影响的总体趋势来看，认为温度较低时（450、500、550℃）提供能量不足，使得脱硫铅膏分解产生的铅氧化物难以进一步与硫酸铅结合生成4BS，而是停留在中间阶段生成较多的Pb3O4和PbO，使得产物整体呈现为橘红色；当温度足够高时（600、650℃），足够的能量使铅氧化物与硫酸铅进一步结合得到较多4BS产物，PbO和Pb3O4含量极少，使得产物呈现浅黄色。综合上述分析，在保证4BS产率的同时控制生产成本，选择600℃作为合适的生成温度。对600℃得到的产品进行SEM观察，结果见图2d。从图2d看出，4BS颗粒表面还均匀附着粒径较为接近的小颗粒。2.3 DBSA添加量对合成4BS的影响
对n(Pb）∶n(DBSA)=18∶1条件所得产物进行SEM观察，结果见图5。由图5看出，样品为分散均匀的斜方晶体，长为15～20μm，宽为2～3μm，部分晶体棱角并不十分明显，可能是局部温度过高所致。因此认为n(Pb）∶n(DBSA)=18∶1是DBSA合适的添加量。3 结论
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年铅酸蓄电池及相关产业发展综述[J]. 肖玥,陈志雪,孔德敏. 蓄电池. 2018(06)
[2]铅酸蓄电池正极材料超细四碱式硫酸铅（4BS）的制备与表征[J]. 陈梅,柯昌美,张松山,杨柯. 现代化工. 2017(04)
[3]铅酸电池生产废弃物制备3BS、4BS和4BS-BaPbO3[J]. 吴战宇,雷立旭,顾立贞,董志成. 电池. 2011(05)
[4]高纯度四碱式硫酸铅的制备[J]. 吴战宇,雷立旭,顾立贞,董志成,张琳. 电池工业. 2011(02)
[5]用铅酸蓄电池极板生产过程中的废料制备四碱式硫酸铅[J]. 吴战宇,顾立贞,张琳,董志成. 蓄电池. 2011(02)
[6]四碱式硫酸铅在铅酸电池正极中应用的进展[J]. 虞东东,高云芳,肖云飞. 电池. 2010(02)
[7]通信用阀控密封铅酸蓄电池的早期容量损失[J]. 朱品才,魏杰,马荷琴. 电源技术. 2004(01)
[8]中国废铅蓄电池回收利用现状及管理对策[J]. 李金惠,聂永丰,白庆中,牛冬杰. 环境保护. 2000(04)
硕士论文
[1]废铅酸电池铅膏的脱硫除杂和四碱式硫酸铅制备的研究[D]. 张松山.武汉科技大学 2016
本文编号：3542947
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3542947.html
