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废铅酸电池湿法回收铅新工艺对比研究

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0前言中国每年生产约五六百万个废铅酸电池,铅金属的量约为三四十万吨。据估计,中国的金属铅消费量将达到500万吨,其中大部分将用于铅酸电池的生产。如此巨大的消耗将导致铅资源的急剧减少。基于中国铅资源可持续发展的战略考虑,人们越来越关注废电池膏中铅的回收利用。传统的火灾回收技术消耗大量能量,并且容易对铅烟,SO 2和其他有毒有害物质进行消毒,因此研究人员越来越倾向于通过湿循环利用来回收废铅膏。近年来,Kumar等人。剑桥大学的美国化学研究所开发了一种通过柠檬酸-柠檬酸钠湿法浸提贫铅化合物的方法。华中科技大学的杨丹妮等人已使用草酸-柠檬酸钠浸出系统回收废铅浆。将PbO细粉制成成品电池后进行了测试,显示出良好的放电性能和循环性能。

本文针对废铅膏中Pb2的回收问题,直接使用草酸-草酸钠浸出系统来减少在柠檬酸-柠檬酸钠浸出系统中添加还原剂以还原Pb2的需要。将通过两种浸出法制得的前驱体分别煅烧以获得铅粉,并将所得铅粉用作正极材料,以制备微型铅酸电池(2V 0.2Ah),其放电容量和循环寿命为对准备好的电池进行了测试。使用两种方法比较了铅粉的电化学性能。

1。使用LANDCT2001C充放电仪对电池进行充放电,比较两组铅粉的放电容量和循环性能。

用牛奶酸铋电池制备自制铅粉的电池的结果和讨论2.1前驱体的合成和表征实验铅A组和B组中铅浸出膏的反应分别形成前驱体的XRD图谱。中间前体的XRD图谱与现有技术报道的柠檬酸铅Pb(C6H607)的XRD图谱和草酸铅PbC24的XRD图谱基本吻合,表明两种湿法浸提工艺均可生产相对纯的前体材料。

2.2铅粉的形成和表征分别煅烧样品1和2后获得铅粉P-1和P-2的XRD图谱。可以看出,柠檬酸铅煅烧制得的铅粉主要由P-PbO,a-PbO和少量Pb组成,草酸铅煅烧制得的铅粉主要包括a-PbO和Pb34。和少量的Pb。在制造电池的过程中,通常在正极铅膏的制造过程中添加一定量的Pb34,这有助于提高电池的形成效率,从而增加电池的放电容量,并增加铅粉的含量。该工厂。主要成分是α-PbO。可以看出,通过草酸-草酸钠的湿浸法制得的铅粉更接近于工厂铅粉的要求。

分别通过煅烧样品1和2获得的铅粉的SEM图像。可以看出,通过柠檬酸铅的煅烧获得的铅粉是多孔且薄的,并且通过草酸铅的煅烧获得的铅粉被造粒并聚集。两种铅粉的形态也可能不同。会影响电池性能。

实验研究每个样品煅烧后,在20 mA/g电流密度下,铅粉SEM.3电池性能测试的第一个放电曲线。可以看出,2号电池的首次放电容量达到105mAh/g,1号电池的放电容量为95.7mAh/g。可以看出,可以看到通过使用草酸-草酸钠浸出系统回收废铅膏而获得的铅粉。由柠檬酸-柠檬酸钠体系制备的铅粉具有较高的放电容量(10%或更高),这可能是由于由草酸-草酸钠体系制备的铅粉和铅膏的密度较高。粘贴后。较高的表观密度有利于电池的形成,并且第一放电容量也增加,并且铅粉包含一定量的Pb34,这也可以促进电池的形成并增加放电容量。

该结果也与上述测试结果一致。

可以计算。可以看出,2号电池的容量保持率一直保持在90%以上,表明其循环性能良好。该分析可能是因为草酸-草酸钠系统产生的铅粉具有较小的粒径,较大的比表面积和易于聚集的特点。并且更均匀,使得固化的铅膏的表观密度更高,活性物质在电池的充电和放电过程期间均匀地分布,并且紧密结合,从而使得循环性能保持稳定。 1号电池在10个循环后显示出容量保持率增加,然后急剧下降。该分析可能是因为通过柠檬酸-柠檬酸钠系统制备的铅粉的内部孔隙率高,导致固化。铅膏较松。当形成化学物质时,硫酸容易进入板的深部,并且活性材料的利用率增加,因此电池的初始放电容量增加,但是随着电池循环次数的增加,板的活性材料由于其柔软性而粘在格栅上。会发生收敛程度的降低甚至脱落,导致电池放电容量在随后的阶段显着降低

在现有柠檬酸-柠檬酸钠浸提体系的基础上,采用草酸-草酸钠浸提体系代替柠檬酸-柠檬酸钠浸提体系,比较了两组浸出过程。结果表明,前者获得的铅粉的首次放电容量提高了约10%,循环性能明显提高,经过50次循环后的容量保持率仍可达到90%以上。同时,后者中的草酸具有还原性,可以直接还原废铅膏中的Pb02,而无需添加H2O2,不仅节省了实验步骤,而且成本更低,更有利用于工业应用。