柠檬酸湿法回收废铅膏过程中的杂质转化及其对电池性能影响

发布时间：2021-03-05 12:37

　　铅酸蓄电池因性能稳定且价格便宜,占据了二次电池的主要市场份额。目前,废铅酸蓄电池大部分采用火法熔炼回收工艺，存在环境污染的风险。课题组前期研究了柠檬酸湿法回收废铅酸蓄电池铅膏新工艺,低温焙烧制备新型超细铅粉,该铅粉可以直接作为新铅酸蓄电池的活性物质。对于现有的回收铅酸蓄电池的湿法工艺,除杂研究较少,大量的铁、锑、铜、锌等杂质存在于废铅膏中,最后残留在铅粉中对铅酸蓄电池的性能造成影响。因此,在湿法回收工艺中,铁、锑、铜、锌杂质在浸出体系的转化,及其对新型铅粉制备电池性能的影响规律,需要深入探讨。本论文针对上述关键问题,进行了大量的研究,取得的主要成果包括：1、模拟铅膏湿法制备的新型铅粉和传统球磨氧化法铅粉性能对比研究通过对实际废铅膏成分的分析,采用分析纯试剂配制模拟铅膏（65%PbSO4,29.5%PbO2,4.5%PbO,0.5%Pb）。将模拟铅膏用柠檬酸/柠檬酸钠体系浸出,得到前驱体柠檬酸铅,375℃低温焙烧生成新型铅粉。对新型铅粉和传统球磨氧化法铅粉进行物理和电化学性质的比较,新型铅粉吸水值220mL/kg,氧化度81%、吸酸值0.256g/g、视比重1.612g/cm3,平均粒径... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：192 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 前言
    1.2 废铅酸蓄电池回收现状及方法
    1.3 铅酸蓄电池的制备、机理及生效
    1.4 杂质对铅酸蓄电池性能影响的研究现状
    1.5 铅酸蓄电池性能评价指标
    1.6 研究内容
    1.7 论文总体框架
    1.8 论文特色与创新点
2 实验方法及原理
    2.1 实验原料
    2.2 主要实验、分析仪器
    2.3 柠檬酸法浸出铅膏实验
    2.4 低温焙烧柠檬酸铅前驱体制备铅粉和特性测试方法
    2.5 电池的制备和测试方法
    2.6 主要研究技术方案
    2.7 本章小结
3 新型铅粉和传统球磨氧化法铅粉性能比较
    3.1 柠檬酸铅前驱体的制备和特性
    3.2 新型铅粉和传统铅粉性质的比较
    3.3 不同铅粉制备电池正极材料装配电池的性能比较
    3.4 电池失效机理的探讨
    3.5 本章小结
4 铁杂质在柠檬酸/柠檬酸钠体系中的转化及对电池性能影响
    4.1 铁杂质在不同pH柠檬酸浸出体系中的转化
    4.2 掺铁模拟铅膏在柠檬酸浸出体系中的转化规律
    4.3 铁杂质对柠檬酸铅低温焙烧制备的新型铅粉的影响
    4.4 铁杂质对新型铅粉作电池正极材料装配电池性能的影响
    4.5 铁杂质对电池循环失效作用机理的探讨
    4.6 本章小结
5 锑杂质在柠檬酸/柠檬酸钠体系中的转化及对电池性能影响
    5.1 锑杂质在不同pH柠檬酸浸出体系中的转化
    5.2 掺锑模拟铅膏在柠檬酸浸出体系中的转化
    5.3 锑杂质对柠檬酸铅低温焙烧制备新型铅粉的影响
    5.4 锑杂质对新型铅粉作电池正极材料装配电池性能的影响
    5.5 锑杂质对电池循环失效作用机理的探讨
    5.6 本章小结
6 铜杂质在柠檬酸/柠檬酸钠体系中的转化及对电池性能影响
    6.1 铜杂质在不同pH柠檬酸浸出体系中的转化
    6.2 掺铜模拟铅膏在柠檬酸浸出体系中的转化
    6.3 铜杂质对柠檬酸铅低温焙烧制备新型铅粉的影响
    6.4 铜杂质对新型铅粉作电池正极材料装配电池性能的影响
    6.5 铜杂质对电池循环失效作用机理的探讨
    6.6 本章小结
7 锌杂质在柠檬酸/柠檬酸钠体系中的转化及对电池性能影响
    7.1 锌杂质在不同pH柠檬酸浸出体系中的转化
    7.2 掺锌模拟铅膏在柠檬酸浸出体系中转化
    7.3 锌杂质对柠檬酸铅低温焙烧制备新型铅粉的影响
    7.4 锌杂质对新型铅粉作电池正极材料装配电池性能的影响
    7.5 锌杂质对电池循环失效作用机理的探讨
    7.6 锌电池制作过程中间机理分析
    7.7 本章小结
8 实际废铅膏中杂质对电池性能的影响
    8.1 实际废铅膏浸出实验结果
    8.2 实际废铅膏焙烧实验结果
    8.3 实际废铅膏电池性能
    8.4 本章小结
9 全文总结和展望
    9.1 全文总结
    9.2 存在问题与展望
致谢
参考文献
附录一：攻读学位期间发表的论文*


【参考文献】：
期刊论文
[1]我国废铅酸蓄电池火法冶炼污染防治最佳可行技术研究[J]. 陈曦,祁国恕,惠怀胜,张正洁.  资源再生. 2012(06)
[2]铅膏硫酸盐转化为碳酸盐的实验研究[J]. 丁希楼,谢伟.  安徽化工. 2011(04)
[3]提高潜艇铅酸蓄电池寿命技术途径的研究[J]. 朱运裕.  船电技术. 2010(10)
[4]废旧铅酸电池回收处置现状及对策[J]. 刘金生,杨骥,陈婷.  轻工机械. 2010(05)
[5]铅酸蓄电池中铁杂质含量控制的实践与探讨[J]. 刘群,刘辉,邵华光.  蓄电池. 2010(04)
[6]高垢量直流锅炉的化学清洗[J]. 熊斌,祝郦伟.  浙江电力. 2010(07)
[7]以废铅酸电池铅膏制备超细氧化铅粉末[J]. 朱新锋,刘万超,杨海玉,李磊,杨家宽.  中国有色金属学报. 2010(01)
[8]铅酸蓄电池的回收利用[J]. 胡小芳.  有色冶金设计与研究. 2009(06)
[9]铅酸蓄电池硫化的原因及对策[J]. 王慧,胡恒生,张明莲,胡恩勇.  电源技术应用. 2009(11)
[10]铅酸蓄电池用铅粉的研究进展[J]. 赵瑞瑞,陈红雨.  蓄电池. 2009(02)

博士论文
[1]废铅膏有机酸浸出及低温焙烧制备超细铅粉的基础研究[D]. 朱新锋.华中科技大学 2012

硕士论文
[1]电解液添加剂对新型铅粉制备电池性能影响的研究[D]. 王琴.华中科技大学 2013
[2]基于新型铅粉的铅酸蓄电池制备及其电化学性能研究[D]. 杨丹妮.华中科技大学 2013
[3]铅酸蓄电池正极性能提高的研究[D]. 沈左松.哈尔滨工程大学 2003



本文编号：3065212