鉛酸電池拆解廢酸回收案例

鉛酸電池拆解采用擴散滲析法回收硫酸

隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品和通訊器材大量涌現，且更新?lián)Q代速度不斷加快，例如手機在人們中的迅速普及，電動(dòng)自行車(chē)和汽車(chē)的大量推廣使用。從而使人們在日常生活中使用的電池數量和種類(lèi)急劇增加。

鉛酸電池在拆件過(guò)程中，鉛板鉛泥被回收，硫酸廢液成為了主要污染源。由于硫酸溶液中含有鉛、鐵、錳、銅等重金屬離子，不能對外排放。一塊小小的鉛酸電池，報廢后仍到地里，可以污染一個(gè)平方的土地，通過(guò)土地，鉛可以進(jìn)入食物鏈，人體吸收過(guò)多的鉛會(huì )造成思維遲鈍、反應減慢等等一系列的后果。鉛酸電池廢酸的治理成了一項重要工作，也是國家環(huán)保部門(mén)非常關(guān)注的問(wèn)題。保護環(huán)境，廢電池的回收處理是至關(guān)重要的一環(huán)。

一、擴散滲析介紹：

擴散滲析利用半透膜或選擇透過(guò)性離子交換膜使溶液中的溶質(zhì)由高濃度一側通過(guò)膜向低濃度一側遷移的過(guò)程。這種過(guò)程是以濃度差為動(dòng)力，所以也稱(chēng)為濃差滲析或自然滲析。它主要用于有機和無(wú)機電解質(zhì)的分離和純化。在環(huán)境工程方面目前主要用于酸、堿廢液的處理和回收。

二、工作原理：

擴散滲析是使高濃度溶液中的溶質(zhì)透過(guò)滲析膜向低濃度溶液中遷移的過(guò)程。擴散滲析的推動(dòng)力是滲析膜側的濃度差。擴散滲析主要用于酸、堿的回收，回收率可達到70%一90%，此法操作簡(jiǎn)單方便，能耗較低，但設備投資較高。適用于從高濃度酸液中回收游離酸。

回收酸需采用陰膜，陰膜帶正電，允許SO42-通過(guò)。在濃度差推動(dòng)下，原液室中的SO42-向回收室的水中擴散滲析。除本身帶電外，離子交換膜孔道具有一定大小，因此還有"分子篩"的作用。當SO42-向回收室遷移時(shí)，也會(huì )夾帶H+及金屬離子過(guò)去，但因為H+小于金屬離子，H+隨SO42-滲析過(guò)去，而金屬離子被阻擋。同時(shí)回收室中OH-離子濃度比原液室中的高，通過(guò)陰膜進(jìn)入原液室，與原液室中的H+離子結合成水。結果從回收室流出的是硫酸，從原液室流出的是殘液。

一、以120噸/天的鉛酸電池拆解，酸濃度5%左右為例。

進(jìn)水水質(zhì)條件：a、用純水或經(jīng)絕對孔徑≤0.2微米的PP或PTFE膜過(guò)濾的自來(lái)水；b、水溫：15-30℃，c、最佳溫度：20-25℃，在擴散滲析過(guò)程中水溫會(huì )上升1-5℃；

廢液進(jìn)膜要求：a、懸浮物<1.0mg/L，需要絕對孔徑≤0.2微米的PP或PTFE濾膜過(guò)濾器；b、H+濃度≤6mol/L，金屬鹽總濃度：c、酸總濃度≤1：10；d、污染指數（SDI）＜10；COD＜200mg/L，不含油類(lèi)物質(zhì)；e、液溫：15-35℃，最佳運行溫度：25-30℃，在擴散滲析過(guò)程中水溫會(huì )上升1-5℃；f、不含氧化性物質(zhì)，游離余氯小于0.1mg/L。

物料平衡圖：

原液經(jīng)過(guò)預處理，經(jīng)過(guò)濾精度為0.2微米的平板微孔過(guò)濾器預處理后，達進(jìn)膜條件后，進(jìn)擴散滲析分離提純酸，硫酸的回收率在80%以上，金屬離子截留率80%以上。

鉛酸電池拆解回收硫酸過(guò)程中，所使用的一整套擴散滲析主體設備價(jià)格約600萬(wàn)元，占地面積約72平方。擴散滲析運行功率僅為低流量低揚程泵的運行功率，可以忽略不計。擴散滲析膜堆壽命按 5 年計，平均每年折舊 1/5 的擴散滲析設備；每年每噸水的折舊換膜費用=6000000÷5÷330÷120=30.3元。