废铅酸蓄电池湿法短流程回收制备高性能铅炭电池技术

含碳铅粉的生产过程产生的环境危害远低于传统火法铅粉生产，且铅粉产品由于留有一定量的碳骨架，可以作为负极活性物质直接用于铅炭电池生产。本工艺减少上游阶段产生的环境污染问题，降低环境治理成本，同时满足下游产品对铅粉原材料的需求。在清洁生产的基础上保证了铅炭电池等能源储备设备的生产需要，对现有铅回收再制造产业链实现了补充和优化，保证了铅基能源设备供应链稳中有进。

截至2020年，全国铅产量644.3万吨，铅酸蓄电池产量22735.6万千伏安时，未来五年将基本维持1-2%的年增长速度，预计2023年全国铅酸蓄电池产量达到23424.5万千伏时；2023年全球铅酸蓄电池市场规模预计为454亿美元，中国约占全球产量的45%，约合人民币1328亿元。传统火法再生铅的生产过程产生二氧化硫及铅尘等环境污染物，环境治理成本较高，湿法回收可以极大的减少回收过程的环境危害；高性能铅炭电池充放电倍率高、循环寿命长、使用安全稳定，替代传统的铅酸电池具有巨大市场前景。

（1）废铅酸蓄电池铅膏有机酸短流程回收方法，揭示了络合反应驱动的杂质去除机制。

通过调控有机酸废铅膏浸出体系中形成铅-有机酸配合物晶体，可以实现高效液/固分离，并发明低温裂解直接制备用于高性能铅炭电池的超细含碳铅粉的短流程方法。可实现Pb与杂质元素在固/液两相的有效分离以及高效除杂（>99.5%），其中关键元素Fe、Ba去除率>99.5%。

（2）柠檬酸铅两段法焙烧制备新型铅粉的方法，阐明了氧分压调控PbO@C复合含碳铅粉的生成机制。

不同氧分压下低温焙烧制备铅粉中碳残留及转化是影响铅粉物相组成的关键因素，本技术提出柠檬酸铅两段法焙烧大规模制备新型超细铅粉方法，构建了短流程新工艺合成PbO@C复合含碳铅粉制备高能量密度的铅炭电池的新途径，揭示了三维碳结构的亲水性和电解液毛细渗透作用对电解液扩散的提升作用以及对不可逆硫酸盐化的抑制作用。

设计建造了首条废铅膏有机酸湿法回收的吨级中试线，实现了由废铅酸蓄电池铅膏到高性能铅炭电池的高值化利用。