鉛酸電池拆解采用擴散滲析法回收硫酸

隨著社會經(jīng)濟的發(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，鉛可以進入食物鏈，人體吸收過多的鉛會造成思維遲鈍、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)保部門非常關注的問題。保護環(huán)境，廢電池的回收處理是至關重要的一環(huán)。

一、擴散滲析介紹：

擴散滲析利用半透膜或選擇透過性離子交換膜使溶液中的溶質由高濃度一側通過膜向低濃度一側遷移的過程。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。它主要用于有機和無機電解質的分離和純化。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透過滲析膜向低濃度溶液中遷移的過程。擴散滲析的推動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。在濃度差推動下，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，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。

進水水質條件：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℃，在擴散滲析過程中水溫會上升1-5℃；

廢液進膜要求：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；e、液溫：15-35℃，最佳運行溫度：25-30℃，在擴散滲析過程中水溫會上升1-5℃；f、不含氧化性物質，游離余氯小于0.1mg/L。

物料平衡圖：

原液經(jīng)過預處理，經(jīng)過濾精度為0.2微米的平板微孔過濾器預處理后，達進膜條件后，進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程中，所使用的一整套擴散滲析主體設備價格約600萬元，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。