鉛酸電池拆解采用擴(kuò)散滲析法回收硫酸

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品和通訊器材大量涌現(xiàn)，且更新?lián)Q代速度不斷加快，例如手機(jī)在人們中的迅速普及，電動自行車和汽車的大量推廣使用。從而使人們在日常生活中使用的電池數(shù)量和種類急劇增加。

鉛酸電池在拆件過程中，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，可以污染一個平方的土地，通過土地，鉛可以進(jìn)入食物鏈，人體吸收過多的鉛會造成思維遲鈍、反應(yīng)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)保部門非常關(guān)注的問題。保護(hù)環(huán)境，廢電池的回收處理是至關(guān)重要的一環(huán)。

一、擴(kuò)散滲析介紹：

擴(kuò)散滲析利用半透膜或選擇透過性離子交換膜使溶液中的溶質(zhì)由高濃度一側(cè)通過膜向低濃度一側(cè)遷移的過程。這種過程是以濃度差為動力，所以也稱為濃差滲析或自然滲析。它主要用于有機(jī)和無機(jī)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(kuò)散滲析是使高濃度溶液中的溶質(zhì)透過滲析膜向低濃度溶液中遷移的過程。擴(kuò)散滲析的推動力是滲析膜側(cè)的濃度差。擴(kuò)散滲析主要用于酸、堿的回收，回收率可達(dá)到70%一90%，此法操作簡單方便，能耗較低，但設(shè)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。在濃度差推動下，原液室中的SO42-向回收室的水中擴(kuò)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(dāng)SO42-向回收室遷移時，也會夾帶H+及金屬離子過去，但因為H+小于金屬離子，H+隨SO42-滲析過去，而金屬離子被阻擋。同時回收室中OH-離子濃度比原液室中的高，通過陰膜進(jìn)入原液室，與原液室中的H+離子結(jié)合成水。結(jié)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膜過濾的自來水；b、水溫：15-30℃，c、最佳溫度：20-25℃，在擴(kuò)散滲析過程中水溫會上升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(shù)（SDI）＜10；COD＜200mg/L，不含油類物質(zhì)；e、液溫：15-35℃，最佳運(yùn)行溫度：25-30℃，在擴(kuò)散滲析過程中水溫會上升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)過預(yù)處理，經(jīng)過濾精度為0.2微米的平板微孔過濾器預(yù)處理后，達(dá)進(jìn)膜條件后，進(jìn)擴(kuò)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程中，所使用的一整套擴(kuò)散滲析主體設(shè)備價格約600萬元，占地面積約72平方。擴(kuò)散滲析運(yùn)行功率僅為低流量低揚(yáng)程泵的運(yùn)行功率，可以忽略不計。擴(kuò)散滲析膜堆壽命按 5 年計，平均每年折舊 1/5 的擴(kuò)散滲析設(shè)備；每年每噸水的折舊換膜費(fèi)用=6000000÷5÷330÷120=30.3元。