背景及概述[1]
堿式硫酸鉛主要包含三堿式硫酸鉛(簡稱為：3BS)和四堿式硫酸鉛(簡稱為：4BS)，其中三堿式硫酸鉛廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)，由于具有優(yōu)良的耐熱性、電絕緣性、對光穩(wěn)定、不變色等優(yōu)點(diǎn)，且對聚氯乙烯有熱穩(wěn)定作用，被廣泛用于聚氯乙烯絕緣材料、油漆顏料、電線、電纜和改善電池性能的添加劑以制備鉛酸蓄電池等。3BS作為添加劑按鉛膏質(zhì)量的3％加入鉛膏中所制成的正極板組裝成電池，進(jìn)行充放電試驗(yàn)，與常規(guī)內(nèi)化成鉛鈣合金鉛酸電池相比，其大電流放電性能有所提高，并顯著延長了電池組的循環(huán)壽命。
制備[1-2]
報(bào)道一、
取市售規(guī)格為12V、55Ah的廢舊閥控式密封鉛酸電池經(jīng)常規(guī)方法破碎分離得到鉛膏和廢硫酸溶液。該鉛膏通過傳統(tǒng)的化學(xué)滴定分析得到其中的含鉛組分及含量分別為Pb含量為9.8％、PbO含量為15.6％、PbO2含量為33.7％和PbSO4含量為39.8％。然后將鉛膏加入到硫酸溶液中進(jìn)行硫化反應(yīng)，處理過程如下：
(1)硫化過程：將1.0kg該鉛膏加入到10L硫化反應(yīng)器中，向該反應(yīng)器加入7.0L濃度為6.0mol/L的硫酸溶液，同時(shí)加入0.2L濃度為2.5mol/L的乙酸溶液作為反應(yīng)的促進(jìn)劑。在反應(yīng)過程中鼓入0.1L空氣作為反應(yīng)的協(xié)同促進(jìn)劑，恒溫50℃條件下攪拌反應(yīng)2h，攪拌速率為350r/min。將反應(yīng)后得到的混合物過濾分離得1.18kg PbSO4粗品和硫酸母液。其中所述PbSO4粗品經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)其為含量為99.5％的PbSO4和極少量不溶性雜質(zhì)的固體混合物。將所述硫酸母液作為下一次的硫化過程溶液循環(huán)使用，同時(shí)將所述PbSO4粗品轉(zhuǎn)入后續(xù)絡(luò)合過程進(jìn)行處理。
(2)絡(luò)合過程：將所述PbSO4粗品轉(zhuǎn)入到10L的絡(luò)合反應(yīng)器中，由5.0L NH3·H2O-(NH4)2SO4溶液作為絡(luò)合溶液，其中NH3·H2O濃度為8.0mol/L，(NH4)2SO4濃度為6.0mol/L。在反應(yīng)過程中鼓入0.2L氨氣作為反應(yīng)的促進(jìn)劑，在恒溫50℃下攪拌反應(yīng)20min,攪拌速率為400r/min。然后將反應(yīng)混合物進(jìn)行固液分離，分離得到含極少量不溶性雜質(zhì)的濾渣和含鉛溶液。
(3)晶化過程：將所得含鉛溶液轉(zhuǎn)入減壓反應(yīng)器中，在壓力為-0.1MPa下持續(xù)反應(yīng)1h得到脫氨后的含鉛溶液和氨氣，將氨氣返回到絡(luò)合過程中循環(huán)使用。將所得脫氨后的含鉛溶液轉(zhuǎn)入冷卻反應(yīng)器中，反應(yīng)溫度為30℃，攪拌速率為450r/min，反應(yīng)6h后經(jīng)過固液分離可得三堿式硫酸鉛產(chǎn)品和絡(luò)合劑溶液，其中絡(luò)合劑溶液返回到絡(luò)合過程循環(huán)使用。
經(jīng)過計(jì)算，上述工藝流程最終制備得到0.96kg三堿式硫酸鉛產(chǎn)品，其純度為99.93％，鉛的綜合回收率為99.23％。
報(bào)道二、
1、將1.2kg廢棄淋酸鉛膏靜置3h，棄去上層液體，得到沉淀物即含酸鉛膏0.8kg。
2、向鉛膏中加入4.0kg水，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，靜置1h，使用離心機(jī)以3000r/min離心15min棄去上層液體及雜質(zhì)，重復(fù)水洗、分離步驟三次，得到pH=6的脫酸鉛膏0.7kg。測定脫酸鉛膏中PbSO4含量為90wt%，即2.1mol。
3、按照（MPbSO4+ MH2SO4）:（MPbO -MH2SO4）=1:3，且MPbO:MPbSO4=4的投料比，分別取氧化鉛粉（氧化度85wt%）2.2kg（氧化鉛摩爾量MPbO=8.4 mol），42wt%稀硫酸122.5g（硫酸摩爾量MH2SO4=0.53 mol），去離子水11.0kg。
首先，將去離子水加熱到75℃；其次，保持溫度，將脫酸鉛膏及氧化鉛粉充分混合，加入到去離子水中，保持75～80℃恒溫，充分?jǐn)嚢璩蕜驖{狀；然后在75～80℃恒溫?cái)嚢钘l件下，將稀硫酸在1.0h內(nèi)逐滴加入到漿料中；滴加結(jié)束后保溫12h后，將產(chǎn)物過濾得到沉淀，經(jīng)75℃充分干燥、粉碎處理，得到純度為90%的三堿式硫酸鉛產(chǎn)品2.9kg。該三堿式硫酸鉛產(chǎn)品可作為添加劑與鉛粉混合制備蓄電池用鉛膏。
參考文獻(xiàn)
[1] [中國發(fā)明,中國發(fā)明授權(quán)] CN201610677993.5 一種從氧化鉛廢料中制備三堿式硫酸鉛的方法
[2] [中國發(fā)明] CN201010532410.2 一種利用廢棄淋酸鉛膏制備三堿式硫酸鉛的方法