一种利用废旧铅酸蓄电池铅膏制备硫化铅超细粉的方法与流程

本发明涉及一种硫化铅超细粉，具体为一种利用废旧铅酸蓄电池铅膏制备硫化铅超细粉的方法。

背景技术：

目前废旧铅酸电池主要用于回收再生铅，其工艺主要分为火法冶金和湿法冶金，其中湿法治金目前更为推广，这些工艺虽然能够制备出高纯度的再生铅，但再生铅的附加值低，需要二次加工オ能应用到特定行业。

发明专利cn103146923b公开了一种基于原子经济途径回收废旧铅酸电池生产氧化铅的方法，属于对废铅酸电池进行清洁回收的化工领域。通过将铅酸电池的铅膏和铅粉通过加热进行固相混合反应、氢氧化钠碱性脱硫和氢氧化钠浸取过程直接得到含铅碱性溶液和滤渣，该溶液通过净化和冷却结晶得到高纯度的氧化铅，并副产硫酸钠，从而消除了现有氧化铅合成工艺需要消耗大量化学原料的缺点，是一种清洁节能型和大规模产业化应用前景的新技术。这些回收方法都要进行脱硫过程，没能充分利用硫元素，并且操作流程长而复杂。

为此，我们提出一种利用废旧铅酸蓄电池铅膏制备硫化铅超细粉的方法。

技术实现要素：

本发明的目的就在于提供一种利用废旧铅酸蓄电池铅膏制备硫化铅超细粉的方法，用以解决现有回收废旧铅酸蓄电池技术不足，回收产品附加值低的现状，本发明以解决废旧铅酸蓄电池所造成的资源浪费和环境污染问题为目的，提出了一种简单高效、无污染的利用废旧铅酸蓄电池铅膏制备硫化铅超细粉的方法。以废旧铅酸电池铅膏为原料，通过粉碎机将干燥铅膏进行粉碎，并进一步用研磨器研磨成更细粉状颗粒，在真空条件下，采用加热碳还原、蒸发气化同时硫化，通入惰性气体骤冷的方法制备高纯度高分散的立方体状超细硫化铅粉；本发明中粉碎机的主要工作部件是一对圆柱体转轴，转轴表面安装有粉碎齿，干燥铅膏通过两转轴之间受到锯切、研磨而粉碎。粉碎的程度可据需要而调节。具有生产效率高、功耗低、调节方便等优点；在出料斗上端安装有挂钩，保护外罩靠近出料斗的一侧安装有挂杆，机体框架内部安装有滑料板，这样设置能够使得粉碎后的颗粒不仅在粉碎机粉碎齿的带动下向出料斗运动，同时颗柆的重力也会促使其向出料斗移动，这样粉碎后的颗粒则极容易的从粉碎机内排出，不会粘附于粉碎机内；采用先破碎，再研磨粉碎的方式，后进行加热和冷凝，当加热室和冷凝室达到所设定温度时，打开供氮气系统，通入氮气至管式炉内，并控制压强为300-6000pa，保持恒定，保持时间1-3.5h；在惰性气体骤冷以及加热室和冷凝室温度差梯度下，冷凝室平放的收集基底收集冷凝后的硫化铅蒸汽，直至冷却至室温，得到所述硫化铅超细粉，充分利用硫元素，避免造成浪费。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种利用废旧铅酸蓄电池铅膏制备硫化铅超细粉的方法，包括如下步骤：

步骤一：将废旧铅酸蓄电池破碎并分离得到铅膏；并用低温带式干化机将得到的铅膏低温烘干；

步骤二：将步骤1中得到的干燥铅膏用粉碎机进行粉碎，并进一步用研磨器研磨成更细粉状颗粒；

步骤三：将粉状铅膏与还原剂充分混合后置于耐高温的坩埚中，把坩埚放入管式炉内，管式炉分为加热室和冷凝室，同时在加热室的两端用带孔管堵隔绝，其一端带孔管堵的前端放置装有硫粉的坩埚，另一端带孔管堵的后端水平放置有收集基底；

步骤四：密封管式炉后启动真空泵抽气，使得管式炉内的压力为0.2-1.5pa；

步骤五：启动管式炉电源，以升温速率为15-30℃/min的速率分别将加热室和冷凝室加热到800-900℃和250-500℃；

步骤六：当加热室和冷凝室达到所设定温度时，打开供氮气系统，通入氮气至管式炉内，并控制压强为300-6000pa，保持恒定，保持时间1-3.5h；

步骤七：在惰性气体骤冷以及加热室和冷凝室温度差梯度下，冷凝室平放的收集基底收集冷凝后的硫化铅蒸汽，直至冷却至室温，得到所述硫化铅超细粉。

优选的，步骤三中铅膏、还原剂以及硫粉的质量比例如下：

铅膏∶还原剂∶硫粉＝1∶0.13-0.63∶0.5-1.3；其中，所述还原剂为碳粉、铁屑、镁粉或其中之一。

优选的，步骤一中，低温带式干化机烘干铅膏的温度为30℃-90℃，步骤二中，细粉状颗粒的粒径为0.01-0.1mm；步骤三中，带孔管堵的厚度为2-6cm，带孔管堵的直径为80-120mm，其中，带孔管堵中心通气孔的直径为50-132mm；步骤三中，装有硫粉的坩埚具体位置为距带孔管堵15-25mm处，收集基底的具体位置为距带孔管堵30-85cm处；步骤三中，收集基底为150-350目不锈钢网、光滑石英片或氧化铝纤维丝。

优选的，所述粉碎机包括机体框架、丝杆、保护壳、输送槽、摇杆、开关盒、挂杆、挂钩、出料斗、电机、移动轮、主动轮、副轮、从动轮、从转齿、电机支架、主转齿、粉碎齿、第三轴、主转轴、链条、从转轴、转动轮、保护外罩、滑料板以及副轴，所述机体框架内部安装有电机，所述电机下侧固定有电机支架，所述机体框架与电机支架之间安装有丝杆，所述机体框架下侧安装有移动轮，所述移动轮共有四个，分别位于机体框架底部四角，所述机体框架上侧安装有粉碎机构；

所述粉碎机构包括保护外罩、输送槽、传动机构、滑料板与出料斗，所述保护外罩上侧安装有开关盒，所述开关盒上侧安装有摇杆，所述保护外罩一侧安装有输送槽，所述保护外罩远离输送槽的另一侧安装有出料斗，所述出料斗上端安装有挂钩，所述保护外罩靠近出料斗的一侧安装有挂杆，所述机体框架内部安装有滑料板；

所述传动机构包括电机、主动轮、从动轮、主转齿以及从转齿，所述电机的输出轴上安装有转动轮，所述机体框架上侧安装有主转轴，所述主转轴贯穿保护外罩转动安装在机体框架上侧，所述主转轴靠近转动轮的一侧安装有主动轮，所述主转轴位于主动轮的外侧安装有副轮，所述机体框架上侧安装有从转轴，所述从转轴贯穿保护外罩转动安装在机体框架上侧，所述从转轴靠近转动轮的一侧安装有主转齿，所述从转轴位于主转齿的外侧安装有从动轮，所述从转轴上侧安装有副轴，所述副轴贯穿保护外罩转动安装在机体框架上侧，所述副轴靠近转动轮的一侧安装有从转齿，所述副轴上侧安装有第三轴，所述第三轴与从转轴通过链条连接，链条外侧安装有保护壳；

所述第三轴与从转轴被保护外罩包裹的部分均安装有粉碎齿，所述粉碎齿呈不规则形状。

优选的，所述主转轴、从转轴、副轴以及第三轴均安装有轴承，所述转动轮、副轮、主动轮与从动轮内部均开设有皮带槽，皮带槽与传动皮带匹配。

优选的，所述挂杆与挂钩匹配。

优选的，所述保护外罩侧边安装有固定块，所述保护外罩内部安装有弧形块，所述弧形块顶端安装有凸起块，所述保护外罩上侧安装有l形块，所述l形块下连接有弹性件，所述弹性件套在凸起块表面，所述固定块与第三轴连接。

优选的，所述粉碎机粉碎干燥铅膏的步骤如下：

步骤一：准备外界两根传动皮带，用一根传动皮带连接转动轮与副轮，另一根传动皮带连接主动轮与从动轮，连接粉碎机的电源；

步骤二：将干燥铅膏倒入输送槽，将开关盒上侧的摇杆拨动到开启状态；

步骤三：电机启动，电机转动带动电机的输出轴上转动轮转动，转动轮通过传动皮带带动副轮转动，副轮带动主动轮，主动轮带动从动轮转动，进而带动主转轴以及从转轴转动；从转轴通过带动主转齿，主转齿带动从转齿转动，从转轴通过链条带动第三轴转动；

步骤四：第三轴与从转轴被保护外罩包裹的部分均安装有粉碎齿，第三轴与从转轴的转动带动粉碎齿进行啮合，进而对干燥铅膏进行碾压成细小颗粒；

步骤五：打开出料斗，通过出料斗上侧的挂钩将出料斗挂在挂杆上，细小颗粒通过滑料板滑动，从出料斗漏出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明使得废旧铅酸电池中的铅得到高值化回收利用，促进了有限资源循环利用的同时也缓解了废旧铅酸电池给人类及环境带来潜在铅污染的危害。本发明利用废旧铅酸电池铅膏制备超细硫化铅粉的方法，具有操作简单、高效等特点；废旧铅酸电池的各个组分都能得到妥善的资源化处理；相比于传统的火法冶金回收废旧铅酸电池中铅的方法，本发明在环境保护和资源高效利用方面优势突出。

2、本发明中粉碎机的主要工作部件是一对圆柱体转轴，转轴表面安装有粉碎齿，干燥铅膏通过两转轴之间受到锯切、研磨而粉碎。粉碎的程度可据需要而调节。具有生产效率高、功耗低、调节方便等优点。

3、本发明中粉碎机，在出料斗上端安装有挂钩，保护外罩靠近出料斗的一侧安装有挂杆，机体框架内部安装有滑料板，这样设置能够使得粉碎后的颗粒不仅在粉碎机粉碎齿的带动下向出料斗运动，同时颗柆的重力也会促使其向出料斗移动，这样粉碎后的颗粒则极容易的从粉碎机内排出，不会粘附于粉碎机内。

4、本发明采用先破碎，再研磨粉碎的方式，后进行加热和冷凝，当加热室和冷凝室达到所设定温度时，打开供氮气系统，通入氮气至管式炉内，并控制压强为300-6000pa，保持恒定，保持时间1-3.5h；在惰性气体骤冷以及加热室和冷凝室温度差梯度下，冷凝室平放的收集基底收集冷凝后的硫化铅蒸汽，直至冷却至室温，得到所述硫化铅超细粉，充分利用硫元素，避免造成浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中粉碎机的整体立体结构示意图；

图2为本发明中粉碎机的正等测图；

图3为本发明中粉碎机的主视图；

图4为本发明中粉碎机的左视图；

图5为本发明中粉碎机的俯视图；

图6为图1中a处的放大图。

图中：1、机体框架；2、丝杆；3、保护壳；4、输送槽；5、摇杆；6、开关盒；7、挂杆；8、挂钩；9、出料斗；10、电机；11、移动轮；12、主动轮；13、副轮；14、从动轮；15、从转齿；16、电机支架；17、主转齿；18、粉碎齿；19、第三轴；20、主转轴；21、链条；22、从转轴；23、转动轮；24、保护外罩；25、滑料板；26、副轴；27、弧形块；28、凸起块；29、弹性件；30、l形块；31、固定块。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6所示，一种利用废旧铅酸蓄电池铅膏制备硫化铅超细粉的方法，包括如下步骤：

步骤一：将废旧铅酸蓄电池破碎并分离得到铅膏；并用低温带式干化机将得到的铅膏低温烘干；

步骤二：将步骤1中得到的干燥铅膏用粉碎机进行粉碎，并进一步用研磨器研磨成更细粉状颗粒；

步骤三：将粉状铅膏与还原剂充分混合后置于耐高温的坩埚中，把坩埚放入管式炉内，管式炉分为加热室和冷凝室，同时在加热室的两端用带孔管堵隔绝，其一端带孔管堵的前端放置装有硫粉的坩埚，另一端带孔管堵的后端水平放置有收集基底；

步骤四：密封管式炉后启动真空泵抽气，使得管式炉内的压力为0.2-1.5pa；

步骤五：启动管式炉电源，以升温速率为15-30℃/min的速率分别将加热室和冷凝室加热到800-900℃和250-500℃；

步骤六：当加热室和冷凝室达到所设定温度时，打开供氮气系统，通入氮气至管式炉内，并控制压强为300-6000pa，保持恒定，保持时间1-3.5h；

步骤七：在惰性气体骤冷以及加热室和冷凝室温度差梯度下，冷凝室平放的收集基底收集冷凝后的硫化铅蒸汽，直至冷却至室温，得到所述硫化铅超细粉。

其中，步骤三中铅膏、还原剂以及硫粉的质量比例如下：

铅膏∶还原剂∶硫粉＝1∶0.13-0.63∶0.5-1.3；其中，所述还原剂为碳粉、铁屑、镁粉或其中之一。

其中，步骤一中，低温带式干化机烘干铅膏的温度为30℃-90℃，步骤二中，细粉状颗粒的粒径为0.01-0.1mm；步骤三中，带孔管堵的厚度为2-6cm，带孔管堵的直径为80-120mm，其中，带孔管堵中心通气孔的直径为50-132mm；步骤三中，装有硫粉的坩埚具体位置为距带孔管堵15-25mm处，收集基底的具体位置为距带孔管堵30-85cm处；步骤三中，收集基底为150-350目不锈钢网、光滑石英片或氧化铝纤维丝。

其中，所述粉碎机包括机体框架1、丝杆2、保护壳3、输送槽4、摇杆5、开关盒6、挂杆7、挂钩8、出料斗9、电机10、移动轮11、主动轮12、副轮13、从动轮14、从转齿15、电机支架16、主转齿17、粉碎齿18、第三轴19、主转轴20、链条21、从转轴22、转动轮23、保护外罩24、滑料板25以及副轴26，所述机体框架1内部安装有电机10，所述电机10下侧固定有电机支架16，所述机体框架1与电机支架16之间安装有丝杆2，所述机体框架1下侧安装有移动轮11，所述移动轮11共有四个，分别位于机体框架1底部四角，所述机体框架1上侧安装有粉碎机构；

所述粉碎机构包括保护外罩24、输送槽4、传动机构、滑料板25与出料斗9，所述保护外罩24上侧安装有开关盒6，所述开关盒6上侧安装有摇杆5，所述保护外罩24一侧安装有输送槽4，所述保护外罩24远离输送槽4的另一侧安装有出料斗9，所述出料斗9上端安装有挂钩8，所述保护外罩24靠近出料斗9的一侧安装有挂杆7，所述机体框架1内部安装有滑料板25；

所述传动机构包括电机10、主动轮12、从动轮14、主转齿17以及从转齿15，所述电机10的输出轴上安装有转动轮23，所述机体框架1上侧安装有主转轴20，所述主转轴20贯穿保护外罩24转动安装在机体框架1上侧，所述主转轴20靠近转动轮23的一侧安装有主动轮12，所述主转轴20位于主动轮12的外侧安装有副轮13，所述机体框架1上侧安装有从转轴22，所述从转轴22贯穿保护外罩24转动安装在机体框架1上侧，所述从转轴22靠近转动轮23的一侧安装有主转齿17，所述从转轴22位于主转齿17的外侧安装有从动轮14，所述从转轴22上侧安装有副轴26，所述副轴26贯穿保护外罩24转动安装在机体框架1上侧，所述副轴26靠近转动轮23的一侧安装有从转齿15，所述副轴26上侧安装有第三轴19，所述第三轴19与从转轴22通过链条21连接，链条21外侧安装有保护壳3；

所述第三轴19与从转轴22被保护外罩24包裹的部分均安装有粉碎齿18，所述粉碎齿18呈不规则形状。

其中，所述主转轴20、从转轴22、副轴26以及第三轴19均安装有轴承，所述转动轮23、副轮13、主动轮12与从动轮14内部均开设有皮带槽，皮带槽与传动皮带匹配。

其中，所述挂杆7与挂钩8匹配。

其中，所述保护外罩24侧边安装有固定块31，所述保护外罩24内部安装有弧形块27，所述弧形块27顶端安装有凸起块28，所述保护外罩24上侧安装有l形块30，所述l形块下连接有弹性件29，所述弹性件29套在凸起块28表面，所述固定块31与第三轴19连接。

其中，所述粉碎机粉碎干燥铅膏的步骤如下：

步骤一：准备外界两根传动皮带，用一根传动皮带连接转动轮23与副轮13，另一根传动皮带连接主动轮12与从动轮14，连接粉碎机的电源；

步骤二：将干燥铅膏倒入输送槽4，将开关盒6上侧的摇杆5拨动到开启状态；

步骤三：电机10启动，电机10转动带动电机10的输出轴上转动轮23转动，转动轮23通过传动皮带带动副轮13转动，副轮13带动主动轮12，主动轮12带动从动轮14转动，进而带动主转轴20以及从转轴22转动；从转轴22通过带动主转齿17，主转齿17带动从转齿15转动，从转轴22通过链条21带动第三轴19转动；

步骤四：第三轴19与从转轴22被保护外罩24包裹的部分均安装有粉碎齿18，第三轴19与从转轴22的转动带动粉碎齿18进行啮合，进而对干燥铅膏进行碾压成细小颗粒；

步骤五：打开出料斗9，通过出料斗9上侧的挂钩8将出料斗9挂在挂杆7上，细小颗粒通过滑料板25滑动，从出料斗9漏出。

具体制备方法：利用废旧铅酸蓄电池铅膏制备硫化铅超细粉的方法，包括如下步骤：

步骤一：将废旧铅酸蓄电池破碎并分离得到铅膏；并用低温带式干化机将得到的铅膏低温烘干；

步骤二：将步骤1中得到的干燥铅膏用粉碎机进行粉碎，并进一步用研磨器研磨成更细粉状颗粒；

其中粉碎机粉碎的过程如下：

第一步：准备外界两根传动皮带，用一根传动皮带连接转动轮23与副轮13，另一根传动皮带连接主动轮12与从动轮14，连接粉碎机的电源；

第二步：将干燥铅膏倒入输送槽4，将开关盒6上侧的摇杆5拨动到开启状态；

第三步：电机10启动，电机10转动带动电机10的输出轴上转动轮23转动，转动轮23通过传动皮带带动副轮13转动，副轮13带动主动轮12，主动轮12带动从动轮14转动，进而带动主转轴20以及从转轴22转动；从转轴22通过带动主转齿17，主转齿17带动从转齿15转动，从转轴22通过链条(21)带动第三轴19转动；

第四步：第三轴19与从转轴22被保护外罩24包裹的部分均安装有粉碎齿18，第三轴19与从转轴22的转动带动粉碎齿18进行啮合，进而对干燥铅膏进行碾压成细小颗粒；

第五步：打开出料斗9，通过出料斗9上侧的挂钩8将出料斗9挂在挂杆7上，细小颗粒通过滑料板25滑动，从出料斗9漏出。

步骤三：将粉状铅膏与还原剂充分混合后置于耐高温的坩埚中，把坩埚放入管式炉内，管式炉分为加热室和冷凝室，同时在加热室的两端用带孔管堵隔绝，其一端带孔管堵的前端放置装有硫粉的坩埚，另一端带孔管堵的后端水平放置有收集基底；

步骤四：密封管式炉后启动真空泵抽气，使得管式炉内的压力为0.2pa；

步骤五：启动管式炉电源，以升温速率为15℃/min的速率分别将加热室和冷凝室加热到800℃和250℃；

步骤六：当加热室和冷凝室达到所设定温度时，打开供氮气系统，通入氮气至管式炉内，并控制压强为6000pa，保持恒定，保持时间1h；

步骤七：在惰性气体骤冷以及加热室和冷凝室温度差梯度下，冷凝室平放的收集基底收集冷凝后的硫化铅蒸汽，直至冷却至室温，得到所述硫化铅超细粉。

以废旧铅酸电池铅膏为原料，通过粉碎机将干燥铅膏进行粉碎，并进一步用研磨器研磨成更细粉状颗粒，在真空条件下，采用加热碳还原、蒸发气化同时硫化，通入惰性气体骤冷的方法制备高纯度高分散的立方体状超细硫化铅粉；粉碎机的主要工作部件是一对圆柱体转轴，转轴表面安装有粉碎齿，干燥铅膏通过两转轴之间受到锯切、研磨而粉碎，粉碎的程度可据需要而调节，具有生产效率高、功耗低、调节方便等优点；在出料斗上端安装有挂钩，保护外罩靠近出料斗的一侧安装有挂杆，机体框架内部安装有滑料板，这样设置能够使得粉碎后的颗粒不仅在粉碎机粉碎齿的带动下向出料斗运动，同时颗柆的重力也会促使其向出料斗移动，这样粉碎后的颗粒则极容易的从粉碎机内排出，不会粘附于粉碎机内；采用先破碎，再研磨粉碎的方式，后进行加热和冷凝，当加热室和冷凝室达到所设定温度时，打开供氮气系统，通入氮气至管式炉内，并控制压强为300-6000pa，保持恒定，保持时间1-3.5h；在惰性气体骤冷以及加热室和冷凝室温度差梯度下，冷凝室平放的收集基底收集冷凝后的硫化铅蒸汽，直至冷却至室温，得到所述硫化铅超细粉，充分利用硫元素，避免造成浪费。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。