PDF《以废铅酸电池铅膏制备超细氧化铅粉末》

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E-mail: [email protected] 第20 卷第

1 期 朱新锋,等:以废铅酸电池铅膏制备超细氧化铅粉末

133 铅的氧化物,因此,铅膏的回收利用,通常是废旧铅 酸蓄电池回用需要着重研究的难点[3] .目前通常采用 火法冶炼回收金属铅,但会产生SO2 和高温Pb尘等二 次污染物,且能耗高、利用率低,必须采取严格的环 境保护措施进行污染控制.为了解决火法高温熔炼带 来的环境问题,近年来,引入湿法冶金回收工艺,解 决了铅膏火法冶炼工艺中的SO2排放以及高温下铅的 挥发问题[4?11] .废铅膏不管经过高能耗的火法冶金或 电积湿法冶金都是回收金属Pb,如果要将金属Pb作为 原料再次用于生产铅酸蓄电池制备极板的活性物质, 必须经过能耗高、环境污染严重的生产工艺流程,且 所得产品活性不高(粒度难以细化、晶格易破坏等缺 点).因此,探索新的低能耗、低污染、高效能的PbO 粉绿色化学制造工艺具有重要意义.国际铅锌研究组 织(ILZRO)设立重了大专项开展铅酸蓄电池活性物质 的研究,研究表明[12?13] ,超细PbO颗粒制备的铅酸蓄 电池具有高容量及长充放电寿命等优点,缺点是制备 超细氧化铅成本太高. KOURGIANTAKIS等[14] 和石晶等[15] 的研究证明, 柠檬酸作为一个与生物体有关的配体,与生物体内铅 的吸收具有很大关系,研究柠檬酸铅的螯合结构对了 解铅的毒性能够提供帮助. 剑桥大学KUMAR等[16] 学者开发了柠檬酸湿法回 收铅酸电池的专利技术,并对湿法浸出的工艺条件进 行了探讨[17?18] .本文作者在此基础上,分别用单组分 PbO、 PbO2和PbSO4 3种起始物以及混合组分的模拟铅 膏与柠檬酸溶液反应,均可以获得类似于柠檬酸铅的 白色晶体,初步探讨了柠檬酸铅前驱体低温焙烧制备 超细PbO粉体的可行性.超细PbO粉体可能进一步作 为制备高性能铅酸电池的原料.

1 实验 1.1 实验材料与仪器设备 试剂:PbSO4,分析纯(纯度>

99%),国药集团化 学试剂有限公司;

PbO,分析纯,国药集团化学试剂 有限公司;

PbO2,分析纯,天津市光复精细化工研究 所;

柠檬酸 C6H8O7・H2O,99.5%,天津科密欧化学有 限公司;

柠檬酸钠,Na3C6H5O7・2H2O,分析纯(纯度>

99%),国药集团化学试剂有限公司;

H2O2,分析纯, (纯度 40%),天津科密欧化学有限公司. 仪器设备:SX?2?5?12 型马弗炉;

CLJB?09 型智 能磁力搅拌器;

AUY120 型电子天平;

YLD?2000 型 电热恒温鼓风干燥箱;

WFX?100 原子吸收光谱仪. 1.2 实验过程 铅膏主要成分为 PbO、PbO2 和PbSO4,因此分别 用分析纯的单组分 PbO、PbO2 和PbSO4

3 种起始物模 拟铅膏与柠檬酸溶液反应. 实验采用智能磁力搅拌器, 按比例配置一定的柠檬酸/柠檬酸钠溶液在

50 mL 的 玻璃烧杯中,开动搅拌器.待柠檬酸/柠檬酸钠完全溶 解后,将准确称量的 5.000 g 单组分铅膏加入溶液中, 固液比为 1???5, 记录温度变化. 氧化铅粉末与柠檬酸反 应中,反应摩尔比 n(PbO)???n(C6H8O7・H2O)=1???1.5.二氧 化铅粉末与柠檬酸溶液反应,在反应过程中加入还原 剂H2O2,反应的摩尔比为 n(PbO2)???n(C6H8O7・H2O)??? n(H2O2)=1???4???4.硫酸铅粉末加入到柠檬酸与柠檬酸钠 的混合溶液中,反应的摩尔比为n(PbSO4)??? n(C6H8O7・H2O)???n(Na3C6H5O7・2H2O)=1???1???2.3 个反应均 在室温下进行, 反应时间为

1 h, 搅拌速度为

600 r/min. 反应生成的柠檬酸铅前躯体离心过滤, 滤饼用水冲洗. 滤液用来分析溶解铅的含量;