鉛酸蓄電池綠色回收技術(shù)的現(xiàn)狀與展望

申新華

（山西晉通郵電實(shí)業(yè)有限公司晉城分公司，晉城 048000）

鉛酸蓄電池由法國(guó)人普蘭特于1859年所研發(fā)出來(lái)。因?yàn)樽陨砭哂袠O高的安全性，并且使用壽命長(zhǎng)、大電流充放電，因此鉛酸蓄電池被廣泛引用于各個(gè)領(lǐng)域。鉛酸蓄電池同時(shí)也是我國(guó)主要練鉛的原料，所以鉛酸蓄電池的回收就非常重要?，F(xiàn)代全密封閥控式鉛酸電池在使用過(guò)程中并不會(huì)造成污染，但是在回收環(huán)節(jié)方面往往會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，為了減少回收環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境造成的污染，鉛酸蓄電池綠色回收技術(shù)就尤為重要。綠色回收技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)鉛資源可持續(xù)性發(fā)展的目標(biāo)，并且將鉛回收過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染降到最低。因此深入研究鉛酸蓄電池綠色回收技術(shù)具有很高的現(xiàn)實(shí)意義。

1 鉛酸蓄電池的電極反應(yīng)以及廢鉛蓄電池

鉛酸蓄電池在使用到一定年限之后機(jī)會(huì)產(chǎn)生不可逆硫酸鹽化而無(wú)法進(jìn)行正常的充放電反應(yīng)，從而進(jìn)入報(bào)廢期，報(bào)廢期如果得不到有效的處理，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。對(duì)于廢鉛蓄電池的處理，首先要進(jìn)行預(yù)分選處理，利用利用鉛酸電池中各種物料不同的物理特性，采用機(jī)械的物理方式對(duì)廢鉛蓄電池進(jìn)行分離。然后對(duì)分離后的各種組成部分進(jìn)行二次的利用。

2 鉛酸蓄電池綠色回收技術(shù)

2.1 RSR工藝

RSR工藝的主要內(nèi)容是PbSO4的脫硫還原轉(zhuǎn)化、溶液浸出以及電解沉積。RSR工藝的脫硫劑是（NH4）2CO3，利用（NH4）2CO3將PbSO4轉(zhuǎn)化成PbO2，然后在使用SO2將PbO2還原成PbO，在以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的H2SiF6溶液浸出，使得鉛轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子形式，溶于整個(gè)電解液當(dāng)中。電積過(guò)程分別是將石墨作為陽(yáng)極，鉛為陰極，在槽壓2.2V、電流密度為216A/m2條件下點(diǎn)解4h，電流效率可以達(dá)到96%以上，陰極則會(huì)析出高純度的鉛粉[1]。

2.2 CX-EW工藝

CX-EW工藝和RSR工藝十分相似，但是唯一的區(qū)別在于CX-EW工藝的脫硫劑是Na2CO3，還原劑是H2O2和鉛粉，用于還原PbO2，CX-EW工藝主要可以分為Na2CO3-H2O2-H2SiF6/HBF4三個(gè)階段。CX-EW工藝存在的主要問(wèn)題有以下幾個(gè)：（1）整個(gè)過(guò)程陽(yáng)極會(huì)析出副產(chǎn)物，副產(chǎn)物是PbO2，并且這個(gè)問(wèn)題并不能得到有效的解決。（2）整個(gè)工藝的流程非常多，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，還要消耗大量的化學(xué)試劑，在一定程度上增加了成本。（3）電解廢液中會(huì)殘留高濃度的鉛離子，從而對(duì)相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕，降低設(shè)備的使用壽命，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染[2]。

2.3 堿性浸出劑回收工藝

PbO的堿性溶液具有可控和可逆的溶解結(jié)晶過(guò)程。利用燃料電池和液流電流的基本原理，發(fā)明了H2-PbO燃料電池。H2-PbO燃料電池的結(jié)構(gòu)是負(fù)極電解液是氫負(fù)極并且以NaOH為主，預(yù)重結(jié)晶得到的PbO溶液在熱NaOH溶液中得到NaOH-NaHPbO2溶液可以當(dāng)成H2-PbO燃料電池的正極活性物質(zhì)兼電解液，然后通過(guò)循環(huán)泵在正極得到電子生成Pb和OH-，兩個(gè)電極室之間用過(guò)陽(yáng)離子交換膜隔開(kāi)，然后發(fā)生相應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)。H2-PbO燃料電池的發(fā)明能夠獲得極高純度的金屬鉛，回收率也得到了顯著的提升。

2.4 酸性浸出劑回收工藝

有研究學(xué)者提出使用高氯酸溶液來(lái)濕法回收鉛膏。這個(gè)回收過(guò)程就是先將鉛膏放入到盛有含有高氯酸溶液的反應(yīng)釜中，目的是為了讓鉛膏中的鉛和二氧化鉛發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并且氧化鉛和算反應(yīng)也能夠得到可溶性的鉛鹽溶液，將鉛鹽溶液和含有硫酸鉛的不溶性濾渣分離之后，對(duì)高氯酸鉛溶液進(jìn)行電解，隨后會(huì)獲得金屬鉛、氧氣以及高氯酸電解液，這種工藝獲得的電解液可以返回進(jìn)出工序進(jìn)行循環(huán)的使用。產(chǎn)生的濾渣則可以通過(guò)常規(guī)的工藝進(jìn)行提純，從而得到硫酸鉛，獲得的硫酸鉛可以直接的使用[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

鉛酸蓄電池和其他的儲(chǔ)能設(shè)備相比，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低廉，所以在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的推廣和應(yīng)用。對(duì)于鉛酸蓄電池回收有火法冶煉和濕法冶煉?；鸱ㄒ睙挼淖畲笕秉c(diǎn)就是耗能高、高污染，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，所以現(xiàn)今的科學(xué)領(lǐng)域?qū)穹ㄒ睙挼难邪l(fā)力度不斷的增大。RSR工藝、CX-EW工藝、堿性浸出劑回收工藝以及酸性浸出劑回收工藝等各種濕法冶煉工藝被研發(fā)出來(lái)。濕法冶煉工藝不僅克服了火法冶煉工藝的缺點(diǎn)，同時(shí)還具有排放量少、產(chǎn)品輸出量大的優(yōu)點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種先進(jìn)的濕法冶煉工藝將會(huì)被研發(fā)出來(lái)，充分的體現(xiàn)出綠色回收的理念與核心。