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采用冲击式破碎-水力分选法从废旧铅蓄电池中回收铅膏研究

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目录

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第一章 绪论

1.1 铅酸电池的结构

1.2 废旧铅蓄电池的组成及特性分析

1.3 废旧铅酸电池对环境的影响

1.4 铅资源回收的意义

1.5 废旧铅蓄电池的处理工艺

1.6 Fluent软件介绍

1.7 本论文的研究目的、研究内容及技术路线

第二章 试样材料以及试验仪器

2.1 试验材料

2.2 试验仪器与设备

第三章 废旧铅蓄电池的力学测定与冲击式破碎

3.1 力学测定前预处理

3.2 废旧铅蓄电池的力学性能测定

3.3 废旧铅蓄电池力学性能比较

3.4 冲击式破碎的原理

3.5 冲击式破碎条件的影响

3.6 本章小结

第四章 水力分选器分选原理及其分选过程模拟

4.1 水介质分选器的结构及主要特点

4.2 水力分选原理

4.3 fluent模拟所选用的模型

4.4 仿真预处理

4.5 仿真结果

4.6 本章小结

第五章 实验室破碎与水力分选效果

5.1 实验室破碎效果

5.2 水力分选条件控制及其效果

5.3 全流程实验分选效果

5.4 水力分选器与摇床分选效果对比

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果

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摘要

铅酸蓄电池化学性质稳定,储电性能好,物美价廉,是电动车、汽车上使用最广泛的电池。由于铅酸蓄电池具有一定的生命周期,形成废旧铅酸蓄电池,容易引发环境污染问题。另一方面,废旧铅蓄电池中大部分有价资源如铅膏、板栅、塑料可以再生,具有非常高的回收利用价值。
  废旧铅蓄电池主要由阳极板、阴极板、电解液、隔板、电极、上盖、槽体、汇流条等部分组成,外裹韧而脆的塑料,因而传统的矿物加工破碎方法难于有效破碎。通过研究废旧铅蓄电池的抗压、抗拉、抗弯和抗冲击破碎力学特征分析,在冲击能量很小的情况下,废旧铅蓄电池就表征出了很好的破碎效果。因而本论文采用湿式冲击式破碎机对废旧铅蓄电池进行破碎,影响因素主要涉及到破碎腔内锤头组数、破碎时间、进水量,当破碎时间为20s、给水量为250L/h、锤头组数为2组情况下,废旧铅蓄电池得到充分破碎。破碎产物具有分形特征,塑料呈片状、板栅呈条状、铅膏呈粒状。筛分结果表明,铅膏绝大部分分布于-2.2mm粒级中。
  对冲击式破碎设备的破碎产物,采用研制的水介质分选器回收铅膏,效果明显。利用Fluent软件对分选器内流场进行模拟,确定了给水方式以及适宜分选的流量范围。当采用顶部加水时,适宜分选的流量为12m3/h,有利于铅膏的分离。实验室破碎-分选全流程结果表明,当流量为12m3/h,进水方式为顶部进水条件下,最终铅膏的产率为73.34%、回收率为97.97%。铅膏产品中板栅和塑料占有率分别为0.22%和0.28%,实现了铅膏的高效回收。

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