本發(fā)明涉及一種超聲波強(qiáng)化碳酸氫銨為脫硫劑的鉛膏脫硫方法，屬于廢舊鉛酸蓄電池資源再生領(lǐng)域，用于廢舊鉛酸蓄電池再生過(guò)程中的鉛膏脫硫。
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界上第一大鉛的產(chǎn)銷(xiāo)國(guó)，鉛消費(fèi)量的80%在鉛酸蓄電池中，我國(guó)每年報(bào)廢的鉛酸蓄電池有3億多只，含鉛近400萬(wàn)噸。鉛酸蓄電池中含有鉛、硫酸，屬于危險(xiǎn)廢物，必須安全處置。廢舊鉛酸蓄電池匯集到再生鉛企業(yè)后，先進(jìn)行破碎分選，得到塑料、廢酸、鉛頭、鉛膏等主要的物料，其中鉛膏是最主要的組成，鉛膏的主要成分包括：PbSO4（50-60%）、PbO2（30-35%）、PbO（10-15%）和其他物質(zhì)（0.2-0.7%）?，F(xiàn)行的鉛循環(huán)產(chǎn)業(yè)政策要求對(duì)鉛膏進(jìn)行預(yù)脫硫處理，將硫酸鉛轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}等不含硫的物質(zhì)，再進(jìn)入熔煉環(huán)節(jié)，這樣熔煉時(shí)不僅可以進(jìn)行低溫熔煉，大大降低能耗的同時(shí)減少鉛的揮發(fā)損失，而且熔煉過(guò)程不產(chǎn)生或者很少產(chǎn)生二氧化硫，使熔煉過(guò)程變得更清潔，更環(huán)保。目前行業(yè)采用的鉛膏預(yù)脫硫工藝幾乎都是碳酸鈉脫硫工藝，脫硫效果很好，運(yùn)行也很穩(wěn)定，但預(yù)脫硫的產(chǎn)物為硫酸鈉，我國(guó)硫酸鈉產(chǎn)能很非常充足，且硫酸鈉價(jià)格不高，因而碳酸鈉預(yù)脫硫系統(tǒng)盡管實(shí)現(xiàn)了鉛膏再生的清潔生產(chǎn)，但經(jīng)濟(jì)效益不佳。探索更經(jīng)濟(jì)高效的鉛膏預(yù)脫硫技術(shù)工藝和裝備，對(duì)鉛膏清潔再生產(chǎn)業(yè)進(jìn)步有很重要的推動(dòng)意義。
碳酸銨和碳酸氫銨是另外兩種可以用做鉛膏預(yù)脫硫劑的物質(zhì)，脫硫后得到的硫酸銨凈化后可以用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但目前碳酸銨的價(jià)格過(guò)高，將其用于鉛膏預(yù)脫硫，最終的經(jīng)濟(jì)性能比采用碳酸鈉更低。碳酸氫銨的價(jià)格較碳酸銨低很多，用作鉛膏預(yù)脫硫?qū)?huì)比碳酸鈉工藝效益有可能大大提升。碳酸氫銨與硫酸鉛的反應(yīng)如下：
PbSO4（S）+2NH4HCO3= PbCO3（S）+(NH4)2SO4+CO2↑
可見(jiàn)，反應(yīng)過(guò)程有兩個(gè)問(wèn)題需要重視，一是硫酸鉛PbSO4固體與可溶的NH4HCO3反應(yīng)，生成了固體PbCO3和可溶的(NH4)2SO4，生成的PbCO3將包裹在PbSO4表面，形成產(chǎn)物層，將阻礙PbSO4 與NH4HCO3的進(jìn)一步反應(yīng)，要使脫硫反應(yīng)進(jìn)行的徹底，必須采取強(qiáng)化措施及時(shí)將包裹在PbSO4表面的PbCO3產(chǎn)物殼層粉碎并及時(shí)剝離；二是脫硫反應(yīng)過(guò)程生成大量的CO2，這將造成反應(yīng)罐產(chǎn)生大量的泡沫，必須采取措施及時(shí)將泡沫消除。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決碳酸氫銨鉛膏脫硫反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)物覆蓋反應(yīng)物表面阻礙反應(yīng)進(jìn)行和產(chǎn)生大量泡沫的問(wèn)題，提升碳酸氫銨在鉛膏脫硫反應(yīng)過(guò)程中的效果，本發(fā)明提供一種超聲波強(qiáng)化碳酸氫銨為脫硫劑的鉛膏脫硫方法，利用超聲波對(duì)于固體的粉碎作用即時(shí)破碎包裹在反應(yīng)物表面的產(chǎn)物層，產(chǎn)物層破碎后隨即在攪拌的作用下分散到漿液中去；同時(shí)利用超聲波的空化作用即時(shí)打碎泡沫中的氣泡，釋放出氣泡中夾帶的漿液，防止泡沫層膨脹。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種超聲波強(qiáng)化碳酸氫銨為脫硫劑的鉛膏脫硫方法，包括如下步驟：鉛膏稱(chēng)重后在脫硫罐中加水或者硫酸銨溶液配制成固含量30~70%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)或質(zhì)量濃度）的漿液，脫硫劑碳酸氫銨總量為鉛膏中硫酸鉛物質(zhì)的量的2.02~2.10倍，脫硫劑碳酸氫銨分批加入脫硫罐，控制脫硫罐中碳酸氫銨的質(zhì)量濃度全過(guò)程不大于5%；脫硫罐配置轉(zhuǎn)速可調(diào)的攪拌器，攪拌器轉(zhuǎn)速70~120轉(zhuǎn)/分鐘，使脫硫罐中的漿液混合良好；脫硫罐同時(shí)配置超聲波發(fā)生器，開(kāi)始加入脫硫劑時(shí)啟動(dòng)超聲波發(fā)生器開(kāi)始脫硫反應(yīng)，固體物料含硫率低于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，停止超聲波發(fā)生器，啟動(dòng)排漿泵將反應(yīng)后的物料輸送到后續(xù)工序，物料輸送完畢后停止輸送泵和攪拌器。
進(jìn)一步地，超聲波發(fā)生器的配置通過(guò)在脫硫罐中部配置反應(yīng)超聲波發(fā)生器探頭及在脫硫罐中上部配置消泡超聲波發(fā)生器探頭實(shí)現(xiàn)；在脫硫罐中部，配置2個(gè)或者4個(gè)反應(yīng)超聲波發(fā)生器探頭，釋放超聲波用于強(qiáng)化脫硫，探頭從脫硫罐壁面外部插入，浸沒(méi)在脫硫漿液中；在脫硫罐上中部，配置2個(gè)或者4個(gè)消泡超聲波發(fā)生器探頭，探頭從脫硫罐壁面外部插入，浸沒(méi)在脫硫過(guò)程的泡沫層中，實(shí)現(xiàn)消泡。
進(jìn)一步地，脫硫罐底部為中心高、周邊低的倒V字形，既便于比重較大的鉛頭富集而不沉淀，也便于排漿泵吸液，且脫硫罐底部配排漿泵。
本發(fā)明的有益效果在于：
（1）本發(fā)明采用超聲波強(qiáng)化碳酸氫銨為脫硫劑的鉛膏脫硫反應(yīng)，一方面強(qiáng)化了脫硫過(guò)程反應(yīng)物料的表面更新，另一方面有效消除了反應(yīng)產(chǎn)生的泡沫，取得了非常好的脫硫效果。
（2）本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行能耗低，工業(yè)應(yīng)用性強(qiáng)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明工藝的設(shè)備流程圖，其中，1、脫硫罐，2、攪拌槳，3、消泡超聲波探頭，4、反應(yīng)超聲波探頭，5、排漿泵。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此。
鉛膏稱(chēng)重后在脫硫罐中加水或者硫酸銨溶液配制成固含量30~70%的漿液，脫硫劑碳酸氫銨總量為鉛膏中硫酸鉛物質(zhì)的量的2.02~2.10倍，分批加入脫硫罐1，控制脫硫罐中碳酸氫銨的濃度全過(guò)程不大于5%。調(diào)整脫硫罐1的攪拌器2轉(zhuǎn)速70~120轉(zhuǎn)/分鐘，使脫硫罐1中的漿液混合良好。開(kāi)始加入碳酸氫銨后啟動(dòng)反應(yīng)超聲波發(fā)生器4與消泡超聲波發(fā)生器3。脫硫反應(yīng)完成后停止超聲波發(fā)生器3、4并啟動(dòng)排漿泵5將反應(yīng)后的漿液輸送至后續(xù)壓濾等工序，物料輸送完畢后停止攪拌器2和排漿泵5。
實(shí)施例1
將廢鉛酸電池破碎后所得鉛膏400公斤輸入脫硫罐，加水900公斤配成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30.8%的漿液1 m3，啟動(dòng)攪拌器，調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速到80轉(zhuǎn)/分，攪拌5分鐘后，稱(chēng)取總量107公斤脫硫劑NH4HCO3，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，分3次加入NH4HCO3，間隔10min，依次加入量為50公斤、40公斤、27公斤。原始鉛膏含硫率為5.3%，經(jīng)此脫硫工藝脫硫40min，脫硫后鉛膏含硫率為0.32%。
實(shí)施例2
將廢鉛酸電池破碎后所得鉛膏600公斤輸入脫硫罐，加水900公斤配成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40%的漿液1.2 m3，啟動(dòng)攪拌器，調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速到100轉(zhuǎn)/分，攪拌5分鐘后，稱(chēng)取總量162公斤脫硫劑NH4HCO3，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，分3次加入NH4HCO3，間隔10min，依次加入量為80公斤、60公斤、22公斤。原始鉛膏含硫率為5.3%，經(jīng)此脫硫工藝脫硫40min，脫硫后鉛膏含硫率為0.34%。
實(shí)施例3
將廢鉛酸電池破碎后所得鉛膏1200公斤輸入脫硫罐，加水900公斤配成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為57%的漿液1.5m3，啟動(dòng)攪拌器，調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速到120轉(zhuǎn)/分，攪拌5分鐘后，稱(chēng)取總量330公斤脫硫劑NH4HCO3，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，分4次加入NH4HCO3，間隔10min，依次加入量為400公斤、300公斤、300公斤、200公斤。原始鉛膏含硫率為5.3%，經(jīng)此脫硫工藝脫硫60min，脫硫后鉛膏含硫率為0.28%。