铅酸电池拆解废酸回收案例

铅酸电池拆解采用扩散渗析法回收硫酸

随着社会经济的发展，各种电子产品和通讯器材大量涌现，且更新换代速度不断加快，例如手机在人们中的迅速普及，电动自行车和汽车的大量推广使用。从而使人们在日常生活中使用的电池数量和种类急剧增加。

铅酸电池在拆件过程中，铅板铅泥被回收，硫酸废液成为了主要污染源。由于硫酸溶液中含有铅、铁、锰、铜等重金属离子，不能对外排放。一块小小的铅酸电池，报废后仍到地里，可以污染一个平方的土地，通过土地，铅可以进入食物链，人体吸收过多的铅会造成思维迟钝、反应减慢等等一系列的后果。铅酸电池废酸的治理成了一项重要工作，也是国家环保部门非常关注的问题。保护环境，废电池的回收处理是至关重要的一环。

一、扩散渗析介绍：

扩散渗析利用半透膜或选择透过性离子交换膜使溶液中的溶质由高浓度一侧通过膜向低浓度一侧迁移的过程。这种过程是以浓度差为动力，所以也称为浓差渗析或自然渗析。它主要用于有机和无机电解质的分离和纯化。在环境工程方面目前主要用于酸、碱废液的处理和回收。

二、工作原理：

扩散渗析是使高浓度溶液中的溶质透过渗析膜向低浓度溶液中迁移的过程。扩散渗析的推动力是渗析膜侧的浓度差。扩散渗析主要用于酸、碱的回收，回收率可达到70%一90%，此法操作简单方便，能耗较低，但设备投资较高。适用于从高浓度酸液中回收游离酸。

回收酸需采用阴膜，阴膜带正电，允许SO42-通过。在浓度差推动下，原液室中的SO42-向回收室的水中扩散渗析。除本身带电外，离子交换膜孔道具有一定大小，因此还有"分子筛"的作用。当SO42-向回收室迁移时，也会夹带H+及金属离子过去，但因为H+小于金属离子，H+随SO42-渗析过去，而金属离子被阻挡。同时回收室中OH-离子浓度比原液室中的高，通过阴膜进入原液室，与原液室中的H+离子结合成水。结果从回收室流出的是硫酸，从原液室流出的是残液。

一、以120吨/天的铅酸电池拆解，酸浓度5%左右为例。

进水水质条件：a、用纯水或经绝对孔径≤0.2微米的PP或PTFE膜过滤的自来水；b、水温：15-30℃，c、最佳温度：20-25℃，在扩散渗析过程中水温会上升1-5℃；

废液进膜要求：a、悬浮物<1.0mg/L，需要绝对孔径≤0.2微米的PP或PTFE滤膜过滤器；b、H+浓度≤6mol/L，金属盐总浓度：c、酸总浓度≤1：10；d、污染指数（SDI）＜10；COD＜200mg/L，不含油类物质；e、液温：15-35℃，最佳运行温度：25-30℃，在扩散渗析过程中水温会上升1-5℃；f、不含氧化性物质，游离余氯小于0.1mg/L。

物料平衡图：

原液经过预处理，经过滤精度为0.2微米的平板微孔过滤器预处理后，达进膜条件后，进扩散渗析分离提纯酸，硫酸的回收率在80%以上，金属离子截留率80%以上。

铅酸电池拆解回收硫酸过程中，所使用的一整套扩散渗析主体设备价格约600万元，占地面积约72平方。扩散渗析运行功率仅为低流量低扬程泵的运行功率，可以忽略不计。扩散渗析膜堆寿命按 5 年计，平均每年折旧 1/5 的扩散渗析设备；每年每吨水的折旧换膜费用=6000000÷5÷330÷120=30.3元。