超重力條件下強化廢鉛酸電池鉛膏脫硫過程研究.pdf

1、鉛膏是鉛酸蓄電池中重要的含鉛物質，是鉛回收工藝的主要原料，對其處理不當將嚴重污染環(huán)境和危害人類健康。目前，濕法處理工藝由于具有能耗低環(huán)境污染小等優(yōu)點越來越受到廣泛關注。然而，傳統(tǒng)的濕法處理鉛膏過程受擴散控制，液固相間的混合和傳質效率低，從而限制了其工業(yè)應用。本論文首次將新型過程強化設備超重力旋轉填充床應用于鉛膏脫硫過程，旨在實現(xiàn)連續(xù)快速高效脫硫;進一步通過對其微觀混合和傳質機理的理論分析，揭示其脫硫過程機制。全文的主要研究內容和結論如下

2、:
　　1)在傳統(tǒng)攪拌釜(STR)中，以Na2CO3和NaOH作為脫硫轉化劑，進行了PbSO4的脫硫過程研究。重點考察了濃度、物料配比（脫硫劑和PbSO4的摩爾比）、溫度等對PbSO4脫硫過程的影響規(guī)律。結果表明:隨著脫硫轉化劑濃度的增加，PbSO4的脫硫率也隨之增加;隨著物料配比的提高，脫硫率也同樣增加，當脫硫劑過量20％時，脫硫效率最佳;溫度對脫硫過程影響小。此外，當Na2CO3為脫硫劑時，12 min(720 s)后脫硫率為

3、99.7％;而當NaOH為脫硫劑時，6 min(360 s)后脫硫率為99.5％。
　　2)采用超重力旋轉填充床（RPB）為強化脫硫反應器，進行了PbSO4脫硫過程研究。分別考察了轉速、進料流量、物料配比、溫度、濃度等因素對脫硫過程的影響。研究發(fā)現(xiàn):脫硫率隨著濃度、轉速、進料流量的提高均有不同程度的提升，在轉速1500 rpm、進料流量1100 mL/min條件下可達到較優(yōu)脫硫效果。當Na2CO3為脫硫劑時，低濃度下提高溫度可提高

4、脫硫率，繼續(xù)提高則將導致脫硫率的下降，但高濃度下溫度的影響不顯著;當NaOH為脫硫劑時，隨著溫度的升高，脫硫率呈先降低后升高的趨勢，20℃時達到最高脫硫率。按化學計量比計算，當Na2CO3過量20％和NaOH不過量時，均可實現(xiàn)高效快速脫硫，即在＜1 s的反應時間內，脫硫率達到99.5％，較STR縮短了2個數(shù)量級，更重要的是實現(xiàn)了連續(xù)化操作。
　　3)基于RPB內PbSO4脫硫的較優(yōu)工藝條件，進一步開展了RPB處理實際鉛膏負極粉和正

5、極粉的脫硫過程研究。對比研究發(fā)現(xiàn)，在STR中，對于Na2CO3體系，在9000rpm轉速下反應10min(600 s)，脫硫率為97％;對于NaOH體系，14min(840 s)后脫硫率為99％。而在相同溫度、濃度和物料配比等實驗條件下，RPB（轉速1500rpm）實現(xiàn)同樣的鉛膏脫硫率，所用時間僅需＜1s，至少提高2個數(shù)量級。
　　上述研究結果表明，本論文提出的超重力旋轉填充床強化廢鉛酸電池鉛膏的脫硫技術，具有重要的工業(yè)應用價值。