铅酸电池 “三分离技术”

铅酸电池的回收分离技术在工业电池系统化利用中有着重要地位。

东南大学化学化工学院雷立旭教授在此方面的研究近些年来成就颇丰。这次“源创SEU”小组为大家科普的便是雷教授研发的"三分离"回收技术。

铅酸电池是一种价廉物美的二次电池，也是一种已经得到循环利用的工业产品。 自普朗特发明以来，已为人类服务150余年。它曾经是第一台四轮机动车的能源，现在仍广 泛应用于内燃机启动、柴油潜艇、电动自行车(摩托)、电动旅游车、电动叉车、不间断电源等等，占据了化学电源的半壁江山。

铅酸电池的缺点是含有高生理毒性的铅和高腐蚀性的硫酸，因此是最早被考虑回收资源化的工业品。事实上，它也是目前资源化做得最好的工业品之一。

今天要介绍的便是一种回收铅酸电池工艺技术——三分离技术。

三分离技术简介

所谓的“三分离技术”，顾名思义便是将废旧的铅酸电池依据物理、化学性质的差异分离成三种不同物质，再分别回收利用。

1. 为了方便起见，工业上一般将铅酸电池进行机械性粉碎，再进行固液分离，就可以先分离出液态的硫酸。剩余的固体物质主要由膏状的含铅物质与废塑料组成。膏状的含铅物质与废塑料再进行一次分离。

2. 接下来便是处理含铅物质，这也是回收利用铅酸电池的重点。剩余的铅膏主要由氧化铅（PbO2）、硫酸铅（PbSO4）、铅单质（Pb）、铅合金与不含铅的辅料如石墨、硫酸钡组成。在处理时工业上会用碱液如硫酸铵进行脱硫处理。

3. 之后进行固液分离，分离出硫酸铵后再使用酸（如硝酸、醋酸等所有能形成可溶性铅盐的无机或有机酸）与还原剂（如甲醇、 H2O2、H2C2O4等所有能还原PbO2的物质）对固体进行处理。经过这两步后，原本不溶于水的硫酸铅、氧化铅和铅便形成了可溶性铅盐，而铅合金与辅料并不受影响。进行固液分离即可将铅盐分离出来。

后续措施

由于在对铅膏和废塑料进行分离时含铅物质为膏状，所以在废塑料的表面仍残留一定的含铅物质，需要对废塑料也进行上述的碱处理与酸处理。

对于可溶性铅盐，由于我们在碱处理时分离出来了硫酸铵，这时便可以利用硫酸铵生成难溶的硫酸铅。

而对于铅合金和辅料，可以利用熔融的方式使铅合金熔化，再固液分离，分离后辅料可以再利用到负极材料当中，而铅合金可以再利用到正极材料。用硫酸铅可以生成其余的含铅原料，例如一氧化铅、三碱基硫酸铅等，再配合之前分离出来的硫酸便可以生成新的电池了。

总结与分享

本次为大家简要介绍了铅酸电池的一种回收方法——“三分离技术”。

除了这种常规的“三分离技术”，近些年也发展出来了“七分离技术”、“四分离技术”等，但“三分离技术”仍是较为常规与主流的选择，过程简单易行，能降低资源化过程的能耗，污染较小，同时还降低了生产成本。希望在未来会有更加高效先进的工艺得到开发与利用，共创美丽环境，共谋时代发展。

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