Scoateți cablul de la baterie. Curs: Recuperarea plumbului din vechimea bateriei

INTRODUCERE

S-a constatat că problema protecției mediului poate fi rezolvată în mare măsură printr-un proces în care conversia hidrometalurgică a PbSO4 într-un compus PbO ușor reducabil este realizată fără eliberarea unor cantități semnificative de SO2.

Capitolul 1. UTILIZARE SECUNDARĂ A PLUMBULUI

Consumul de plumb

În 2004, deficitul de plumb pe piața mondială se ridica la 130 de mii de tone, care este cea mai mare cifră din ultimele două decenii. Nu sunt de așteptat schimbări radicale în situația de pe piața mondială de lider până în 2006.

Fig. 1. Structura consumului de plumb în lume,%

O cerere stabilă de plumb în lume a fost observată de câțiva ani la rând, cu toate acestea, în ultimii ani, un număr mare de întreprinderi pentru producția sa au fost închise în lume. Anul trecut, consumul de plumb în lume a crescut cu 2% față de 2003. Creșterea utilizării metalului se datorează creșterii producției de mașini și baterii auto. Producția de mașini în China, Republica Coreea, India și Malaezia din 1998 până în 2003 sa dublat, în timp ce în Europa de Vest, SUA și Japonia - doar cu 1%. Cererea de plumb este în creștere în Asia și scade treptat în Statele Unite și Europa de Vest dezvoltate.

Se prevede că în 2010 țările din Asia vor consuma 43% din plumbul produs în lume, iar RPC - 21%. În același timp, în SUA și Europa de Vest, acest indicator va scădea de la 56% în 1996 la 42% în 2010.

Conform previziunilor experților, deficitul de plumb pe piața mondială va rămâne în acest an, dar va fi mai mic decât indicatorul așteptat în 2004. Se presupune că consumul de plumb în lume în 2005 va crește cu 2,2% și ajunge la 7,13 milioane tone.Cel mai mare consumator de plumb în 2005 va rămâne Statele Unite. Cu toate acestea, cererea pentru acesta în această țară este prognozată la nivelul ultimilor doi ani (1,5 milioane de tone). În țările UE, nici cererea de metal nu va crește, rămânând la nivelul anului 2004. Consumul de plumb în RPC va crește semnificativ - cu 8,5%, la 1,15 milioane de tone.

Cu toate acestea, plumbul toxic provoacă multe probleme. Datorită compoziției complexe, produsele și dispozitivele electronice învechite sunt eliminate în mod foarte limitat și ajung cel mai adesea în gropile de gunoi din întreaga lume. Plumbul, cadmiul și alte metale toxice din lipituri disipează și otrăvează mediul. Prin urmare, în urma problemei eliminării bateriilor plumb-acid, ecologistii ridică problema toxicității lipirilor în masă. Vorbim despre excluderea metalelor dăunătoare din compoziția lor, în primul rând plumbul. Mișcarea de a interzice complet plumbul în echipamentele electronice a fost inițiată de Statele Unite în 1992. Apoi, în 1998, li s-au alăturat Europa și Japonia. Tranziția la tehnologia fără plumb are loc acum ca răspuns la noile standarde de mediu din țările dezvoltate.

În conformitate cu noile norme ale Uniunii Europene, de la 1 ianuarie 2006, toate țările sale trebuie să renunțe la tehnologiile de plumb în echipamentele electronice, electrocasnice, împușcături, greutăți de echilibrare pentru mașini etc. O tendință similară este tipică pentru SUA, Canada, Japonia. De exemplu, în aprilie anul trecut, cea mai mare corporație electronică din lume - americanul Intel - a anunțat respingerea folosirii plumbului în toate procesele tehnologice, inclusiv în producția de procesoare.

Surse de materiale reciclabile cu plumb

După cum sa menționat, reciclarea este direcția predominantă în producția de plumb. Principala sursă de plumb secundar sunt bateriile uzate. Bateriile moderne cu plumb-acid conțin mai multe componente reciclabile, dintre care cele mai importante sunt aliajele pe bază de plumb, metalul în sine, dioxidul său și polipropilena. Anterior, ebonita era folosită în locul polipropilenei pentru fabricarea carcasei bateriilor. Masa 1 arată conținutul componentelor din bateriile uzate.

Tabel 1. Conținutul mediu al componentelor din bateriile de stocare uzate (OAB) colectate în Rusia, %

Pe lângă deșeurile de baterii, materiile prime secundare includ diverse deșeuri care conțin plumb din industrii de inginerie, metalurgie, chimie și alte industrii, care sunt parțial reciclate împreună cu deșeurile de baterii. Această parte semnificativă a materiilor prime de plumb ieftine și de calitate suficient de înaltă crește eficiența producției secundare de plumb împreună cu deșeurile de baterii.

Flota auto rusă „produce” anual 180-200 de mii de tone de baterii plumb-acid ca deșeuri, al căror conținut de plumb ajunge la 60%. Potrivit estimărilor experților, până la 1 milion de tone de plumb se găsesc în prezent în bateriile reziduale de la gropile de gunoi, locurile de transport și alte locuri din toată Rusia. În situația actuală cu prelucrarea lor (nu mai mult de 50%), această valoare crește cu 50-60 mii de tone anual.

Plumbul și compușii săi, emiși cu deșeurile de producție, sunt incluși în circulația substanțelor în natură. În fiecare an, este eliberat în cantități tot mai mari în atmosferă și apă, iar de acolo intră în sol și mai departe în plante. În același timp, se știe că principala cale de aport de plumb în corpul uman în Federația Rusă este prin alimentele contaminate cu plumb, care reprezintă 85% din consumul total.

Crearea unui sistem de reciclare a materiilor prime de plumb și prevenirea impactului negativ al plumbului asupra populației ar trebui să devină unul dintre principiile fundamentale ale politicii de protecție a mediului a Federației Ruse. În țările industrializate, creșterea producției de plumb din materii prime secundare a fost de 15%, din materii prime minereuri - 8%.

Creșterea producției de plumb din minereu brut este asociată cu dificultăți semnificative: rezerve limitate și de neînlocuit de minereu; scăderea conținutului de metal din minereuri cu 20-50% în ultimul deceniu; cheltuieli mari de capital pentru dezvoltarea de noi zăcăminte, construcția de mine, uzine de procesare și întreprinderi metalurgice; o creștere a costurilor de capital și de exploatare pentru instalațiile de mediu.

După cum se arată în tabel. 2, producția de plumb din deșeuri are avantaje semnificative față de producția sa din materii prime minereu.

Tabelul 2. Comparația principalelor indicatori ai producției de plumb din materii prime minereu (numărător) și secundare (numitor)

Scopul unei baterii de mașină este de înțeles pentru fiecare șofer care este în cel mai mic grad versat în probleme tehnice. Cu prima sa funcție - de a asigura pornirea motorului - ne confruntăm în fiecare zi. Există o a doua utilizare - mai puțin frecvent utilizată, dar nu mai puțin semnificativă - ca sursă de energie de urgență în cazul unei defecțiuni a generatorului. În plus, la vehiculele moderne cu injecție, bateria acționează ca un mai fin pentru ondulația de tensiune generată de alternator. De aici rezultă că trebuie să fii extrem de atent la deconectarea bateriei în timp ce motorul funcționează. Nu se va întâmpla nimic cu motorul cu carburator, dar Dumnezeu știe cum se va comporta computerul care controlează injecția distribuită... Puteți strica computerul.

Toate bateriile de pornire disponibile în prezent pentru automobile sunt cu plumb acid. Munca lor se bazează pe principiul sulfatării duble, care este cunoscut din 1858 și până în prezent rămâne practic neschimbat.

După cum se poate observa clar din formulă, atunci când bateria este descărcată (săgeata la dreapta), masa activă a plăcilor pozitive și negative interacționează cu electrolitul (acid sulfuric), rezultând formarea sulfatului de plumb, care se depune. pe suprafața plăcii încărcate negativ și apă. Ca urmare, densitatea electrolitului scade. Când bateria este încărcată dintr-o sursă externă, au loc procese electrochimice inverse (săgeată la stânga), ceea ce duce la recuperarea plumbului pur pe electrozii negativi și a dioxidului de plumb pe cei pozitivi. În același timp, densitatea electrolitului crește.

Orice baterie de mașină este o caroserie - un container, împărțit în șase celule izolate - cutii (vezi Fig. 1).

Fiecare bancă este o sursă de alimentare completă cu o tensiune de aproximativ 2,1 V. Banca conține un set de plăci pozitive și negative, separate între ele prin separatoare. După cum știți de la cursul de fizică din școală, două plăci cu încărcătură diferită sunt deja o sursă de tensiune constantă în sine, în timp ce conexiunea lor paralelă crește curentul. O conexiune în serie de șase celule și oferă o baterie cu o tensiune de ordinul 12,6-12,8 V. Oricare dintre plăci, atât pozitive, cât și negative, nu este altceva decât o rețea de plumb umplută cu o masă activă. Masa activă are o structură poroasă, astfel încât electrolitul să pătrundă în cele mai adânci straturi și să cuprindă volumul său mai mare. Plumbul joacă rolul masei active în plăcile negative, iar dioxidul de plumb în cele pozitive.

Greutatea bateriei umplute cu o capacitate de 55 Ah este de aproximativ 16,5 kg. Această cifră este formată din masa electrolitului - 5 kg (care corespunde la 4,5 litri), masa plumbului și toți compușii săi - 10 kg, precum și 1 kg atribuibil rezervorului și separatoarelor.

Capitolul 2. CARACTERISTICI DE BAZĂ ALE BATERIILOR

2.1 Forța electromotoare (EMF)

Dependența EMF (în general, tensiunea la bornele bateriei) de densitatea electrolitului arată astfel:

E = 6 * (0,84 + p),

unde E este EMF al bateriei, V

p este densitatea electrolitului redusă la o temperatură de 5 ° C, g / ml

Consum de apă

Un indicator care este direct legat de gradul de întreținere al bateriei. Determinat in conditii de laborator. O baterie este considerată fără întreținere dacă are un consum foarte scăzut de apă în funcțiune. Bateriile care nu necesită întreținere nu necesită completarea cu apă distilată timp de un an sau mai mult, cu condiția ca regulatorul de tensiune să funcționeze corect.

Consumul de apă este influențat direct de procentul de antimoniu din rețelele de plumb ale plăcilor. După cum se știe, se adaugă antimoniu pentru a asigura plăcilor o rezistență mecanică suficientă. Cu toate acestea, fiecare medalie are un revers. Antimoniul promovează scindarea apei în oxigen și hidrogen, ducând la fierberea apei și la scăderea nivelului de electroliți. În bateriile din generația anterioară, conținutul de antimoniu a ajuns la 10%, în bateriile moderne această cifră este redusă la 1,5%.

Firmele văd panaceul pentru această problemă în dezvoltarea așa-zisului. tehnologie hibridă - înlocuirea antimoniului dintr-una dintre plăci cu calciu. Calciul din grila este o substanta neutra fata de apa, fara a reduce rezistenta mecanica a grilelor. Prin urmare, descompunerea apei nu are loc și nivelul electrolitului rămâne neschimbat.

2.2. Longevitatea bateriei

Durata medie de viață a bateriilor moderne, cu condiția respectării regulilor de funcționare - și aceasta este prevenirea descărcărilor profunde și a supraîncărcărilor, inclusiv din vina regulatorului de tensiune - este de 4-5 ani.

Descărcările profunde sunt cele mai dăunătoare bateriilor. Dispozitivele luminoase lăsate aprinse peste noapte, sau alți consumatori sunt capabili să o descarce la o densitate de 1,12 - 1,15 g/cm 3, adică. aproape la apă, ceea ce duce la problema principală a bateriilor - sulfatarea plăcilor de plumb. Plăcile sunt acoperite cu un strat alb, care se cristalizează treptat, după care bateria este aproape imposibil de recuperat. Prin urmare, urmează concluzia principală - este necesar să se monitorizeze constant starea bateriei, să se măsoare periodic densitatea electrolitului. Acest lucru este valabil mai ales iarna. Trebuie remarcat faptul că sulfatarea în anumite limite este un fenomen normal și este întotdeauna prezentă. (Rețineți - principiul de funcționare al bateriilor este construit pe baza teoriei sulfatării duble). Dar, cu o descărcare mică și încărcare ulterioară, bateria este ușor restabilită la starea inițială. Acest lucru este posibil chiar și atunci când bateria este descărcată profund, dar numai dacă este urmată imediat de o încărcare. Dacă bateria este descărcată mult timp fără a-i oferi o „reîncărcare”, atunci o scădere a densității sub valoarea critică duce inevitabil la formarea de cristale de sulfat de plumb, care nu reacționează în nicio circumstanță. Aceasta înseamnă că procesul ireversibil de sulfatare a început.

Nu mai puțin periculos pentru baterie și supraîncărcare. Acest lucru se întâmplă atunci când regulatorul de tensiune este defect. În acest caz, electrolitul începe să „fierbe” - are loc o descompunere a apei în oxigen și hidrogen și o scădere a nivelului de electrolit. De aceea este necesară monitorizarea tensiunii de încărcare. Desigur, acest lucru nu este dificil dacă există un voltmetru pe tabloul de bord. Dar dacă el nu este acolo? În acest caz, tensiunea de încărcare poate fi estimată destul de simplu. Pentru a face acest lucru, porniți și încălziți motorul, setând viteza medie și conectați testerul (în modul voltmetru) între „+” și „pământul” bateriei. Modul normal de încărcare al bateriei este furnizat în intervalul de 14 ± 0,5V. Dacă tensiunea este mai mică, merită să verificați tensiunea curelei, fiabilitatea conexiunilor de contact ale circuitelor de alimentare. Dacă acest lucru nu ajută, defecțiunea trebuie căutată în regulatorul de tensiune. Totuși, în același mod, defecțiunea cade asupra regulatorului dacă tensiunea depășește 14,5V.

Recent, separatoarele de tip buzunar au devenit larg răspândite - așa-numitele. separatoare de plicuri. Numele lor vorbește de la sine - plăcuțele cu același nume sunt plasate în aceste plicuri. Acest design crește durata de viață a bateriei, deoarece masa activă care se prăbușește în timpul funcționării rămâne în plic, împiedicând astfel închiderea plăcilor.

Tehnologii de reciclare pentru bateriile plumb-acid

Reciclarea bateriilor cu plumb-acid poate fi împărțită în următoarele etape:

1. Drenarea și reciclarea electrolitului rezidual.

2. Zdrobirea bateriilor și separarea componentelor acestora.

3. Eliminarea componentelor organice ale bateriei.

4. Desulfurare.

5. Prelucrarea pirometalurgică a materiilor prime de plumb.

6. Rafinarea plumbului brut.

Reciclarea deșeurilor de electroliți. Ca metode de eliminare a electrolitului uzat care conține acid sulfuric contaminat cu impurități de cupru, fier etc., se folosesc următoarele:

1. Neutralizare cu var cu epurare simultana a apei din metale grele. Apa este evacuată în canalizare, iar sulfatul de calciu (gips), care conține o anumită cantitate de metale neferoase, este trimis la îngropare.
2. Neutralizarea cu carbon de sodiu (Na 2 CO 3) pentru a forma o soluție de sulfat de sodiu. Costul ridicat al sifonului, consumul semnificativ de energie pentru evaporarea apei și capacitatea insuficientă a pieței pentru sulfatul de sodiu fac ca această metodă de procesare a electroliților să nu fie întotdeauna viabilă din punct de vedere economic. Prin urmare, în unele țări de coastă și insulare, soluția purificată de sulfat de sodiu este aruncată în mare.
3. Deoarece principala impuritate este fierul, a fost dezvoltată o tehnologie pentru extragerea acestuia din soluție prin extracție cu un schimbător de ioni lichid (acid di-2 etilhexilfosforic).

Zdrobirea bateriilor și separarea componentelor acestora. Componentele solide sunt măcinate și apoi curățate și separate în componente în ateliere speciale. Scopul prelucrării este obținerea de fracții de metal cu conținut de plumb și oxisulfat cu un conținut minim de materie organică și clor (din PVC), precum și polipropilenă cu separarea deșeurilor organice și a altor materiale (ebonită, separatoare PVC, polietilenă, fibră de sticlă). , etc.) cu un conținut minim de plumb și alte elemente care modifică aliajele bateriei (Cu, Sb, Sn, As etc.).

Intreprinderile folosesc seturi de echipamente fabricate de firme specializate in constructii de masini pentru taierea mecanizata a bateriilor plumb-acid cu reglarea automata a parametrilor operatiilor tehnologice. Echipamentele principale ale instalațiilor sunt concasoare, separatoare hidrodinamice și clasificatoare de diferite modele. Datorita agresivitatii solutiilor care circula acid sulfuric, echipamentul este realizat din otel inoxidabil rezistent la acizi. Capacitatea unor astfel de instalații este de la 5 la 50 de tone de baterii pe oră.

Întreprinderile străine și ruse au reușit ca tăierea deșeurilor să permită utilizarea unor metode ecologice pentru a transforma aproape complet plumbul conținut de baterii în două produse comerciale cu un conținut ridicat de acest metal (fracție și pastă de metal), pentru a izola polipropilena comercială și a obține deșeuri. cu un conținut scăzut de plumb, care, după spălările sale, pot fi folosite în construcția drumurilor sau îngropate în depozitele obișnuite, adică nu vor fi periculoase pentru mediu.

Eliminarea componentelor organice ale bateriei. Componentele organice eliberate în procesul de tăiere a bateriilor - polipropilenă, ebonită, separatoare din PVC etc. - sunt contaminate mecanic cu nămol care conține plumb și nu pot fi utilizate direct în alte industrii.

Principalele modalități de a găsi utilizarea eficientă a componentelor organice ale bateriilor uzate sunt:

1. Spălarea mecanică a nămolului cu apă sau soluții circulante. Îndepărtarea mecanică a nămolului din materia organică se realizează în diferite moduri. Într-una dintre ele, polipropilena este spălată și clasificată în mai multe etape, uscată, topită, extrudată și granulată. Granulele sunt folosite la fabricarea de noi capace și carcase pentru baterii. O altă modalitate de a îndepărta nămolul din componentele organice ale bateriilor zdrobite este spălarea mecanică a acestora în tamburi rotativi cu pereții perforați. Rotirea tamburului duce la frecarea particulelor spălate unele față de altele și la îndepărtarea nămolului din ele, care este transportat de jeturile de apă prin orificiile din pereții tamburului în rezervorul de decantare. Obținerea produselor comercializabile din deșeuri organice crește semnificativ eficiența producției, deoarece costul așchiilor de polipropilenă spălate depășește costul plumbului metalic, deși mai mic decât costul polipropilenei noi. În prezent, din baterii se obține polipropilenă tehnică de o calitate suficient de înaltă. Situatia este mai complicata cu ebonita si mai ales cu PVC.

2. Dizolvarea chimică a plumbului și a compușilor acestuia. Pentru o spălare mai completă a PVC-ului din plumbul conținut în pori, puteți utiliza dizolvarea chimică a acestuia în soluții de diverși reactivi, de exemplu, în soluții diluate de acid clorhidric. Plumbul din PVC intră într-o soluție, din care este precipitat, de exemplu, sub formă de carbonați și atașat de pastă.

3. Utilizare în construcția drumurilor. Ebonita și PVC-ul spălat din nămol pot fi folosite ca aditiv pentru straturile tampon ale drumului în timpul construcției de autostrăzi mari. Ebonita spălată măcinată fin poate fi folosită ca aditiv pentru asfalt.

În multe țări, producătorii de baterii folosesc din ce în ce mai mult separatoare din polietilenă și polipropilenă în locul separatoarelor din PVC, ceea ce elimină complet problemele asociate prezenței PVC-ului în reciclarea bateriilor uzate. Este necesar ca și fabricile de baterii autohtone să renunțe complet la utilizarea PVC-ului în baterii.

Desulfurare. În timpul prelucrării pirometalurgice a pastei, adică a fracțiunii de oxisulfat a decupării bateriilor, sulful din ionul sulfat trece fie în faza gazoasă sub formă de SO2, fie în mată sulfuro-feroasă, fie într-un topitură mată-zgură constând din sulfuri de fier, sodiu și plumb. Formarea acestor noi compuși ai sulfului crește costul prevenirii poluării mediului. Esența desulfurării constă în transferul ionului sulfat din sulfatul de plumb în soluție și plumbul într-un compus mai puțin solubil, ceea ce nu creează dificultăți în prelucrarea sa pirometalurgică. Hidroxidul de sodiu și carbonații de metale alcaline sau de amoniu sunt utilizați ca reactivi de desulfurare. Din soluție, puteți obține sulfat de sodiu comercial, care este utilizat în producția de detergenți, sticlă, hârtie etc.

Prelucrarea pirometalurgică a materiilor prime de plumb. Au fost dezvoltate inițial metode de topire în cuptoare cu ax și reverberație. Cuptorul cu arbore este cel mai eficient în ceea ce privește utilizarea căldurii și capacitatea de reducere, dar procesul are dezavantaje semnificative asociate cu consumul mare de cocs, cu purificarea gazelor reziduale și eliminarea zgurii.

Într-un cuptor reflectorizant staționar, încălzirea și topirea încărcăturii se efectuează datorită căldurii eliberate în timpul arderii combustibilului (pacură, gaz natural) în spațiul de gaz de deasupra băii cuptorului. Cocs este folosit ca agent reducător. Dezavantajele acestei metode de topire sunt: ​​încălzirea verticală insuficientă a topiturii, care încetinește reacțiile de reducere și formarea de produse greu de separat de plumb, reducerea incompletă a plumbului din zgură (nevoia de purificare suplimentară); un volum mare de explozie și necesitatea curățării unei cantități mari de gaze de eșapament.

Mai târziu, cuptoarele rotative și topirea electrică s-au răspândit. În primul caz, se folosește căldura pereților încălziți de torță și, spre deosebire de un cuptor staționar, topitura este încălzită constant din interior și amestecată. Procesele rulează cu viteză mai mare și cu un consum mai mic de combustibil. Dacă în explozie se folosește oxigen în loc de aer, atunci volumul gazelor reziduale și pierderile de căldură cu acestea sunt reduse. Topirea în cuptoare rotative este folosită la 60% din toate capacitățile fabricilor din lume care prelucrează bateriile cu plumb. Principalele dezavantaje ale topirii sunt frecvența lucrărilor, adoptarea de măsuri speciale pentru evitarea poluării cu praf și gaz la locurile de muncă, primirea topiturii de mată-zgură de sodiu în loc de zgură, care este periculoasă pentru mediu datorită instabilității sale chimice. La utilizarea cuptoarelor electrice cu minereu termic, căldura este eliberată direct în stratul de zgură lichidă cu rezistivitate ridicată atunci când trece un curent electric prin acesta, precum și cu o sarcină cu micro-arc în faza gazoasă la suprafața electrodului. În cuptorul electric apar fluxuri convective puternice, care amestecă intens zgura, o încălzesc și promovează reacții mai rapide și mai profunde. Utilizarea eficientă a căldurii într-un cuptor electric este de aproximativ 70%, ceea ce este semnificativ mai mare decât cea a unui cuptor reflectorizant.

Încălzirea directă a zgurii face posibilă excluderea utilizării combustibilului suplimentar și exploziei de aer pentru arderea acesteia și, în consecință, reducerea de câteva ori a volumului gazelor reziduale și a pierderilor de căldură cu acestea. Gazele de eșapament sunt trimise pentru oxidare la post-arzător, apoi răcite, curățate de praf în filtre cu saci și de dioxid de sulf într-un sistem de curățare cu gaz umed. La prelucrarea produsului de desulfurare a pastei, conținutul de dioxid de sulf din gaze este nesemnificativ, iar purificarea lor este simplificată.

Principalele dezavantaje ale cuptorului electric sunt dependența semnificativă a indicatorilor economici ai producției de costul energiei electrice, apariția periodică a depunerilor pe pereții cuptorului, ceea ce duce la necesitatea creșterii temperaturii topiturii, adică , la o creștere a consumului neproductiv de electricitate, electrozi și materiale refractare. Îmbunătățirea ulterioară a acestui proces și proiectarea cuptoarelor va face posibilă crearea celei mai eficiente și mai puțin periculoase tehnologie pentru procesarea bateriilor cu plumb.

Un alt proces promițător pentru topirea materiilor prime secundare de plumb este utilizarea tehnologiei Ausmelt, care se bazează pe utilizarea unui cuptor de căptușire cilindric vertical cu o lance lungă scufundată în topitură de sus. Combustibilul și aerul sau oxigenul sunt introduse direct în topitură prin lance. Acest lucru are ca rezultat încălzirea directă a topiturii și amestecarea violentă a acesteia cu gazele care arde. Prelucrarea materialelor are loc în două etape succesive: topirea încărcăturii, reducerea epuizării zgurii. Gazele din ambele etape sunt răcite și purificate folosind echipamente tradiționale de purificare a gazelor.

Performanța de mediu îmbunătățită a procesului Ausmelt este obținută prin închiderea completă a cuptorului cu presiune negativă și etanșarea tuturor deschiderilor. Arderea ulterioară în cuptor a gazelor de proces la temperaturi de peste 1300 ° C și răcirea lor rapidă ulterioară permite un conținut foarte scăzut de dioxine și furani. Dezavantajele procesului Ausmelt sunt producerea de zguri cu plumb înalt și scăzut într-o singură unitate, ceea ce accelerează uzura căptușelii și durata de viață probabil scurtă a lancei scufundate din cauza arderii fundului.

Rafinare brută a plumbului. În reducerea pirometalurgică prin topire, se obține plumb brut contaminat cu antimoniu, staniu, arsenic și cupru. Plumbul brut din materiile prime secundare este rafinat în principal prin metode pirometalurgice, cu toate acestea, în unele cazuri, se utilizează electrorafinarea (după depolimerizare).

În procesul de rafinare pirometalurgică, plumbul este mai întâi înmuiat (purificat din antimoniu, arsen, staniu) și apoi decuprizare. Înmuierea oxidativă se bazează pe afinitatea mai mare a antimoniului, arsenului și staniului pentru oxigen decât plumbul. Rafinarea alcalină (procesul Harris) se bazează pe capacitatea oxizilor de antimoniu, arsenic și staniu de a forma compuși insolubili în plumb cu alcalii.

Decondiționarea se realizează în două etape. Decuprizarea brută a topiturii de plumb brut se efectuează prin lichidarea cristalelor de cupru și a compușilor săi datorită diferenței de greutate specifică și a concentrației acestora pe suprafața topiturii atunci când plumbul este răcit de la 700-900 ° C la 330 °C. -335 ° C. Conținutul rezidual de cupru în plumbul blisterului după decuprizarea prin lichidare este de 0,05-0,1%. Pentru curatarea fină a plumbului brut, sulfurarea cuprului este utilizată cu amestecuri de sulf și hidroxid de sodiu, sau pirit și hidroxid de sodiu, sau sulf, hidroxid de sodiu și sodă. Conținutul rezidual de cupru în plumb după dezabilizare este de 0,005-0,006%.

Rafinarea la temperatură scăzută a plumbului brut în cazane metalice încălzite cu gaz sau electric, cu agitare mecanică (uneori cuptoare reverberative la scară mică sunt folosite pentru rafinarea oxidativă) și un număr limitat de operațiuni fac ca rafinarea instalațiilor secundare de plumb să fie relativ ieftină, iar gazele reziduale nu necesită răcire și poate fi purificat de praful de plumb din filtrele cu sac într-o singură etapă.

Electrorafinarea constă în dizolvarea plumbului dintr-un anod turnat dintr-un metal feros și depunerea lui pe catod sub formă de metal pur. Catozii scoși din baie sunt spălați cu apă și trimiși la cazane pentru retopire și rafinare suplimentară din antimoniu. Consumul de energie electrică pentru 1 tonă de plumb este de 120-170 kWh. Electrorafinarea este utilizată în principal pentru purificarea plumbului secundar de impuritățile neobișnuite de bismut și argint.

Dezvoltarea ulterioară a proceselor de reciclare pentru bateriile plumb-acid uzate este asociată cu înăsprirea cerințelor de mediu pentru plumb, îmbunătățirea organizării colectării deșeurilor de baterii, procesarea mai completă a deșeurilor organice de baterii și scăderea costului producție secundară. Anumite speranțe sunt puse pe metodele hidrometalurgice de prelucrare a deșeurilor de baterii cu plumb, unde costurile de capital sunt mai mici decât în ​​pirometalurgie. Aceste metode previn poluarea mediului cu vapori de plumb si gaze sulfuroase.

Capitolul 3. ÎNCĂRTAREA PLUMBULUI DIN DEPUUL DE BATERIE

Procesele cunoscute pentru recuperarea plumbului din resturi de baterii implică utilizarea unui cuptor cu reverberație sau a unui cuptor cu arbore pentru topirea plumbului. În timpul implementării acestor procese are loc formarea unor cantități mari de S0 2, ceea ce reprezintă un pericol pentru mediu. Întărirea controlului asupra compoziției gazelor reziduale duce la o creștere semnificativă a costului procesului.

S-a constatat că problema protecției mediului poate fi rezolvată în mare măsură printr-un proces în care conversia hidrometalurgică a PbSO4 într-un compus PbO ușor reducabil este realizată fără eliberarea unor cantități semnificative de SO2. În etapa inițială a acestui proces, resturile de baterii, a căror componentă principală este PbSO 4, reacţionează cu o suspensie de hidroxid de calciu. Produsul rezultat este o suspensie apoasă de PbO şi CaS04-2H20, care este filtrată şi uscată.

Următoarea etapă a procesului este reducerea PbO la plumb metalic sub acțiunea carbonului la temperaturi de 600-650 ° C. Totuși, s-a constatat că prezența particulelor de sulfat de calciu care intră din prima etapă a procesului previne coalescența picăturilor de plumb topit cu formarea unei faze lichide ușor separabile constând din plumb de înaltă puritate.

Diagrama procesului este prezentată în Fig. 1. Materia primă 1 este un rest obișnuit de baterii cu plumb, care conține de obicei 61% pastă și 39% plăci de plumb care conțin antimoniu. Pasta conține ~ 41% PbSO 4, precum și PbO 2 și plumb metalic fin dispersat.

Bateriile uzate sunt mai întâi măcinate într-o moară cu bile 2, umedă sau uscată, pentru a elibera pasta și a reduce dimensiunea particulelor acesteia la 100 mesh. În acest caz, materialul plăcilor metalice rămâne sub formă de bucăți de metal. Dintr-o moară cu bile, produsul este alimentat în reactorul 3 unde este amestecat cu o suspensie de Ca (OH) 2-4. Orice reactor sau mixer adecvat poate fi utilizat ca reactor, cum ar fi un tambur rotativ sau un mixer dublu conic. Suspensia apoasă de Ca (OH) a conține 15-20% CaO și se adaugă la deșeurile bateriei în astfel de cantități încât să asigure o concentrație aproximativ stoechiometrică de Ca (OH) 2 , corespunzătoare ecuației PbSO 4 + + Ca (OH) 2 + H20- * PbO + CaS04 -2H20. Amestecul rezultat se lasă timp de 2-5 minute; acest timp este de obicei suficient pentru ca reacția să se producă aproape complet. Reacția este de obicei efectuată la temperatura camerei, cu toate acestea, temperatura poate fi crescută la 50 ° C pentru a scurta timpul de reacție.

Apoi amestecul de reacție este filtrat pe un filtru 5 sau apa 6 este îndepărtată într-un alt mod și reziduul este alimentat într-un uscător 7, a cărui temperatură este de 150-200 ° C și unde are loc îndepărtarea aproape completă a umidității reziduale. . Produsul uscat este alimentat în mixerul 8, care este un aparat de amestecare convențional, unde este amestecat cu un reducant 9 care conține carbon și un flux 10, constând din KC1 și NaCI.

Apoi amestecul este trimis la cuptor //, în care interacțiunea cu fluxul și reducerea au loc simultan. Carbonul pentru reducere poate fi utilizat sub orice formă convenabilă, de exemplu sub formă de cărbune, cocs, funingine etc. Este de preferință utilizat sub formă de pulbere fină, dar poate fi folosit și sub formă de granule. Carbonul este adăugat în cantități aproximativ steechiometrice necesare pentru a reduce oxidul de plumb format.

Se adaugă un amestec de KC1 și NaCI într-o cantitate suficientă pentru a lichefia sulfatul de calciu format. Ca rezultat al interacțiunii, se formează un amestec lichid, din care plumbul topit poate fi ușor separat. Este de dorit ca cantitățile adăugate de KCI și NaCI să fie suficiente pentru a forma un amestec eutectic ternar cu sulfat de calciu. Acest amestec conţine, % (mol.): KCI 38,5, CaS04 19,0 şi NaCI 42,5; punctul său de topire este de 605 ° C. Cu toate acestea, pentru lichefierea sulfatului de calciu, permițând separarea eficientă a plumbului, amestecurile care conțin, % (mol.): KCI 32-54, CaS04 21-19 și NaCI 48-25 sunt în general adecvate.

Cuptorul 11 ​​este un reactor de design convențional, permițând atingerea temperaturii necesare și rezistent la acțiunea reactivilor utilizați. Temperatura de funcționare este de 605-700 ° C și este de preferat să se lucreze la 650 ° C. Timpul optim de contact depinde de caracteristicile specifice și cantitățile de reactivi utilizate, precum și de temperatura de reacție. De obicei, un timp de 1-2 ore este suficient pentru ca PbO să fie aproape complet transformat în metal plumb topit. Deoarece densitatea carbonului este mai mică decât cea a fluxului, amestecarea cu un mixer în cădere este necesară în timpul reacției pentru a asigura o reducere eficientă a PbO. Plumbul topit 13 rezultat se adună la fundul cuptorului și poate fi ușor separat de zgura 12 prin metode convenționale, cum ar fi drenarea sau utilizarea unei pompe de metal topit.

Plăcile uscate sau celulele finite defecte sau deteriorate se formează inevitabil în timpul procesului de fabricație a bateriilor și ajung în deșeuri. Pentru a reduce costurile de producție, este de dorit să se extragă plumb și din acest material. Există o metodă cunoscută de prelucrare a plăcilor și elementelor defecte sau deteriorate, conform căreia acestea din urmă sunt topite într-un cazan la o temperatură apropiată de punctul de topire a plumbului. Aproximativ 50% din metal sau ~ 20% din masa totală a plăcii sau elementului poate fi izolat prin această metodă sub formă de plumb metalic. Restul de 50% din metal, împreună cu componentele nemetalice ale plăcilor, sunt colectate sub formă de zgură, care este supusă unei retopiri costisitoare pentru separarea ulterioară a plumbului. Ca rezultat, se recuperează ~ 85% din Pb conținut în zgură. După două etape de prelucrare ~ 12% din masa deșeului original rămâne neregenerată.

Secțiune orizontală și verticală a aparatului pentru separarea componentelor metalice și nemetalice în plăcile de deșeuri de baterii

În plus față de acest dezavantaj, trebuie remarcat și faptul că costul topirii este de ~ 50% din costul total al plăcilor și elementelor originale. Astfel, capacitatea de a efectua separarea plumbului fără retopire este foarte valoroasă pentru a face procesul mai economic.

Procesul este conceput pentru a separa plumbul de plăcile bateriei fără utilizarea proceselor de topire și retopire. Avantajele procedeului sunt intensitatea sa redusă a muncii și posibilitatea separării materialului activ de pe plăci sub formă de granule fine sau pulbere adecvată reutilizarii prin adăugarea directă în mixere pentru prepararea unei paste.

Conform acestui proces, plăcile bateriei cu acid deteriorate în timpul procesului de fabricație sunt plasate într-un jgheab înclinat vibrant. Ca urmare a vibrațiilor, componentele metalice ale plăcilor sunt separate de cele nemetalice, precum și componentele nemetalice sunt zdrobite. Acestea din urmă sunt îndepărtate din jgheab sub formă de pulbere fină prin orificiile inferioare, iar componentele metalice se ridică de-a lungul jgheabului și sunt îndepărtate de la capătul său superior. Secțiunile orizontale și verticale ale aparatului utilizat sunt prezentate în Fig. 2.

Jgheabul spiral / are pereții verticali 2 și un fund 10. Jgheabul / este montat pe un cadru 11, care este susținut de arcuri 12 și baze 13. Cadrul 11 ​​are și un motor 14 cu ax vertical 16, la care două Sunt conectate greutăți excentrice 15. Greutățile 15 conferă vibrații circulare jgheabului /. Fundul jgheabului are o pantă uniformă, cu excepția unei secțiuni scurte și abrupte 8 la capătul superior al jgheabului. Din această porțiune abruptă, materia primă intră în jgheabul de evacuare 6. Prin două orificii 9, închise de o sită cu orificii mici, materialul activ - în formă uscată sau umedă - iese din jgheab. Prin jgheaburile 17, materialul activ intră în tava 18, în care este colectat pentru reutilizare. În a doua tavă 19, sunt colectate particulele plăcilor, ieșind prin capătul de evacuare 3 al jgheabului 6.

În timpul funcționării, plăcile deteriorate ale bateriei și alte resturi sunt introduse în jgheab / în zona marcată cu 20. Plăcile sunt deplasate încet de-a lungul jgheabului în direcția indicată de săgeată și tot materialul nemetalic este scuturat din ele. În fața secțiunii înclinate 8, plăcile se dezintegrează în părți care se ridică de-a lungul secțiunii abrupte 8 și prin jgheabul 6 intră în paletul 19. Particulele de materiale nemetalice în timpul mișcării materiilor prime se depun și prin orificiile 9 de-a lungul canelurile 17 cad în paleta 18. Când particulele de material nemetalic se freacă unele de altele și în jurul particulelor de metal, acestea sunt zdrobite pentru a forma o pulbere. Cele mai mari particule de pulbere au un diametru de cel mult 500 de microni.

Procesul de separare s-a dovedit a fi potrivit atât pentru plăcile umede, cât și pentru cele uscate, indiferent dacă au forma corectă sau nu. Cu toate acestea, la prelucrarea plăcilor uscate, se observă un proces nedorit de emisie de praf din aparat. Micile adaosuri la jgheab de apă, marcate cu 4, elimină problema formării de praf și măresc eficiența procesului.

Jgheabul de separare nu trebuie să fie rotund. În unele cazuri, este mai convenabil să folosiți un jgheab drept. Diagrama prezintă deschiderile 9 pentru retragerea materialului activ selectat din jgheab. În același timp, fundul 10 al jgheabului poate fi realizat complet sau parțial sub formă de sită cu o dimensiune adecvată a găurilor.

Pentru a crește eficiența procesului de separare prin reducerea timpului de prelucrare, în jgheab / pot fi amplasate elemente de șlefuit, care sunt indicate în diagramă cu numărul 5. Aceste elemente pot fi realizate din orice material, a cărui duritate este mai mare. decât cel al materiilor prime utilizate; în special, pot fi utilizate bile sau cilindri din oţel sau oxid de aluminiu. Utilizarea elementelor de alumină este preferată deoarece acestea nu introduc contaminare. Elementele de măcinare pot accelera transformarea materialului activ al plăcilor bateriei în pulbere și pot facilita separarea acestuia de plăcile de plumb.

Elementele de măcinare 5 se ridică de-a lungul secțiunii abrupte 8 împreună cu părțile plăcilor. Acestea trec printr-o sită 4 prezentă în capătul frontal 7 al jgheabului 6 și revin în fundul jgheabului /. Particulele de metal colectate în tava 19 pot fi alimentate într-un creuzet de turnare a plăcii sau alt dispozitiv de topire a plumbului, iar produsele nemetalice din tava 18 pot fi trimise la etapa de amestecare a pastei.

De obicei, jgheabul are o pantă de 2,4 °. O jgheab spirală de 35 cm lățime, 41 cm adâncime și cu un diametru mediu de 155 cm cu o amplitudine a vibrațiilor de 3 mm, alimentată de un motor de 14,72 kW la 1750 rpm, permite separarea plăcilor bateriei de până la 900 kg pe oră în metal și non. -componente metalice.

Procesul implică alimentarea continuă a bateriilor cu acizi întregi sau zdrobite împreună cu carbonat de sodiu și apă într-un separator de tambur rotativ, care conține elemente bile de măcinare. Amestecarea materiilor prime, care este facilitată de elementele structurale din interiorul tamburului, duce la zdrobirea și distrugerea în continuare a pieselor bateriei, neutralizarea electrolitului introdus și conversia particulelor fine de sulfat de plumb în carbonat de plumb. Ca urmare, se formează o suspensie grea de material activ, în care plutesc fragmentele organice ale bateriilor.

Suspensia materialului activ curge constant dintr-un capăt al tamburului și, împreună cu fragmentele organice, intră în primul tambur de spălare, iar părțile grele ale plăcilor metalice, împreună cu alte părți ale bateriilor, constând din aliaje de plumb cu un conținut scăzut de antimoniu, se scufundă în suspensie și sunt îndepărtate de la capătul opus al tamburului în timpul celui de-al doilea tambur de spălare. O parte din nămolul care se scurge este pompat înapoi în tambur, unde este furnizată și o anumită cantitate de apă. Restul suspensiei este alimentat la aparatul de concentrare pentru prelucrare ulterioară.

Instalația constă dintr-un separator umed convențional 1, care este un tambur rotativ cu o spirală 2, o ieșire 3, lame 4, un jgheab 5 și o deschidere de încărcare 6. Tamburul rotativ 7, a cărui axă este oarecum înclinată față de direcția orizontală, are mai multe orificii în pereți și este împărțită în două părți 8 și 9; are si tuburi cu orificii 10 pentru apa de clatire, doua recipiente 18 si 19 pentru colectarea si transportul lichidelor,

Orez. 2. Schema procesului de separare a componentelor bateriilor de acumulatori deșeuri care curg din secțiunile 8 și 9.

Instalația mai include o sită 11, un aparat de concentrare 12, un rezervor 13 pentru colectarea apei decantate din aparatul 12, un rezervor 14 pentru colectarea nămolului, cu un agitator (neprezentat în diagramă), precum și pompele 15, 16 și 17. Bateriile cu plumb sunt încărcate într-un tambur, un concasor în care gazul fierbinte este alimentat în contracurent. Bucăți de baterii sparte cu dimensiunea de 2-15 cm sunt eliberate de pastă pe o sită din concasor, dimensiunea găurilor în care este de 2-30 mm. Apoi, bucăți de materie primă împreună cu nămolul în punctul A sunt introduse în orificiul de alimentare 6 al separatorului /. Nămolul împreună cu materialul inactiv plutitor iese din separator prin orificiul 6, iar componentele metalice sunt transportate prin intermediul spiralei 2 în orificiu

Materialele inactive și nămolul care părăsesc separatorul 1 sunt introduse în tamburul 7, nămolul separat este trimis în rezervorul 14, iar materialul inactiv, după spălarea cu apă furnizată de pompa 16 prin conducta 10, este îndepărtat în punctul D. Componentele metalice sunt trimise la sita 11 și după spălare cu apă recirculată din rezervorul 13 și apa proaspătă B sunt îndepărtate în punctul C. Apa de spălare din secțiunea 9 a tamburului 7 și din sita 11 este alimentată la aparat de concentrare continuă 12, de unde lichidul curge în rezervorul 13, iar nămolul concentrat este returnat de pompa 15 în rezervorul 14. Orice exces de pastă care poate fi prezent este îndepărtat în punctul E, de exemplu prin filtrarea unei părți din nămolul concentrat care iese din aparat 12.

Evident, atunci când se utilizează un aparat de concentrare 12 suficient de eficient, prin reglarea debitului pompat de pompa 16, este posibil să se varieze cantitatea de apă de spălare furnizată într-un interval larg și astfel, dacă este necesar, să se reducă cantitatea de substanță activă care aderă la produse care se scufundă și plutesc.

Procesul presupune separarea plumbului din nămolul obținut din bateriile uzate prin încălzirea acestuia la 100-150 ° C pentru a elimina apa, urmată de interacțiunea la o temperatură de ~ 1000 ° C cu pulbere de carbon într-un cuptor electric închis.Procedeul produce un volum relativ mic de gaz rezidual anhidru, ceea ce face posibilă reducerea semnificativă a intensității energetice a procesului de separare. Praful și S0 2 pot fi îndepărtate cu ușurință din gazele reziduale.

Procesul este conceput pentru a izola plumbul din baterii prin contactul materiilor prime zdrobite cu o sare de metal alcalin topită, urmată de reducerea compușilor de plumb la plumb elementar, separarea plumbului topit de sarea topită și transportul sării topite împreună cu produsele de carbonizare la ardere. zona, unde sarea este din nou încălzită la temperatura necesară și revine din nou în contact cu bateriile. O parte din sarea de metal alcalin este îndepărtată din sistem și purificată pentru a menține aproximativ aceeași compoziție de sare pe tot parcursul procesului.

Procesul 2 este conceput pentru a izola plumbul de deșeurile bateriei prin tratarea acestuia din urmă cu o soluție apoasă de clorură de metal alcalin și acid clorhidric la o temperatură ridicată. În acest caz, plumbul conținut în materia primă se dizolvă odată cu formarea clorurii de plumb. Procesul include, de asemenea, etapele de separare a unei soluții apoase de clorură de plumb din gartble insolubil, cristalizarea clorurii de plumb dintr-o soluție răcită și separarea cristalelor din lichid, precum și electroliza clorurii de plumb pentru a obține plumb metalic. Bateriile uzate sunt sparte în dispozitivul 1, iar carcasele bateriilor, pereții despărțitori și alte materiale similare cu densitate scăzută sunt separate de părțile de plumb, folosind diferența dintre ratele lor de sedimentare în suspensia apoasă. După ce se separă materialele care conțin plumb, oxid de plumb și sulfat de plumb, acestea sunt zdrobite într-un concasor cu impact pentru a se obține bulgări, a căror dimensiune le permite levigarea. Materialul zdrobit este alimentat într-un reactor de leşiere orizontal 2 echipat cu un agitator rotativ. O soluție apoasă de NaCI și HCI este introdusă în reactor într-un flux în contracurent.

Experimentele au arătat că eficiența de leșiere atunci când se utilizează un amestec de NaCl și HC1 este semnificativ mai mare decât atunci când se utilizează oricare dintre aceste substanțe singure. Aditivii acidului sulfuric măresc semnificativ eficiența procesului de leșiere. Cea mai eficientă soluție pentru leșiere este o soluție apoasă care conține ~ 80 g / L de acid clorhidric, ~ 160 g / L de NaCl și ~ 20-70 g / L de acid sulfuric. Temperatura optimă pentru proces este de 70-80 ° C.

Ca urmare a reducerii, PbO 2 prezent în masă este transformat în PbO, care trece în soluție sub formă de complex de clor; PbSO4 se dizolvă, de asemenea, ca un complex de clor. Clorul este eliberat în timpul reducerii PbO2. În timpul acestui proces, cea mai mare parte a clorului generat poate fi folosit pentru a oxida suprafața metalului plumb, care se reînnoiește constant datorită amestecării mecanice eficiente; ca urmare, randamentul de clorură de plumb este crescut.

Clorul nereacționat din reactorul 2 este trimis în treapta de ardere 10, unde, în timpul arderii în hidrogen, se formează acid clorhidric, care este returnat în reactorul 2. Cu o leșiere eficientă, concentrația de clorură de plumb din amestec este de cel puțin 37 g. / p, iar dizolvarea a 99% de sulfat și oxid se realizează cu plumb. O parte din metalul plumb prezent în alimentare este, de asemenea, transformat în clorură de plumb.

În procesul de levigare, în ciuda reacției acide a mediului, pe suprafața plumbului are loc o decantare parțială a impurităților dizolvate (metale mai puțin active decât plumbul). Ca urmare, se obține un dublu efect: se obține o clorură de plumb foarte pură și o hartă metalică cu un conținut atât de mare de, de exemplu, antimoniu, încât după etapa de topire 6 poate fi utilizată pentru fabricarea aliajelor.

Deoarece în proces se obține o soluție concentrată de clorură de plumb, iar solubilitatea PbCl 2 este puternic dependentă de temperatură, cea mai mare parte a PbCl 2 poate fi precipitată în etapa 3 sub formă de cristale foarte pure ca urmare a scăderii temperatura până la ~ 18 ° C. Gradul de depunere a plumbului sub formă de cristale în acest caz este de ~ 84%. După cristalizare, lichidul mamă este filtrat și returnat la proces pentru prelucrare ulterioară.

Cristalele de PbCI2 obţinute sunt uscate şi topite în etapa 4 cu NaCI, KCI sau LiCI. În acest caz, se obține un amestec de săruri cu punct de topire scăzut, din care plumbul poate fi izolat în stadiul de electroliză 5 conform unei metode cunoscute. Ca urmare a electrolizei, se obține plumbul cu o puritate de 99,99%. Lichidul-mamă reîntors în proces din etapa 3 de cristalizare, care conține impurități de metale și acid sulfuric, este trimis în etapa 7 pentru purificare înainte de a fi reciclat.

În etapa 7, extracția este efectuată din soluția de ioni de bisulfat și sulfat, de exemplu cu ajutorul unei amine terțiare insolubile în apă, în special trioctilamină. S-a constatat că în cazul contactului rapid și eficient, randamentul în timpul procesului de extracție este mai mare decât în ​​cazul contactului prelungit, ceea ce duce în cele din urmă la stabilirea echilibrului. Pentru a reduce vâscozitatea și o mai bună separare a fazelor, extractantul este diluat cu un solvent cum ar fi kerosen sau xilen. Pentru extracție se pot folosi nu numai amine terțiare, ci și alte amine.

Soluția de amine terțiare sau de altă amină care conține bisulfat poate fi regenerată în etapele 8, 9 pentru reutilizare în etapa de extracție. În acest scop, se utilizează Ca (OH) 2 , NaOH sau NH 4 OH, adăugând CaCl 2 pentru a menține concentrația necesară de clorură în proces.

Compoziția impurităților metalice din lichidul mumă obținută după cristalizarea PbCl 2. include Fe 3 * -, Cu 2 +, Sb 3 +, Sb s +, Sn 2 +, Sn «+, As 3 +, As s +, Bi 3+, Bi 5+, Ag + și Ni 2+. Dintre acești ioni, cel puțin Fe? +, Ag + și Ni 2+ în cantități semnificative trec în faza organică. Ionii de Cu, Sb și Bi se depun pe suprafața plumbului metalic în timpul leșierii sărurilor de plumb. Concomitent cu precipitarea, cantitățile corespunzătoare de plumb pur sunt transferate în soluție.

Soluția recirculată după purificarea de mai sus este returnată împreună cu soluția proaspătă adăugată în etapa de levigare 2. Clorul este evoluat în etapa de levigare 2 și în special în timpul electrolizei clorurii de plumb 5. Clorul este ars în etapa 10 pentru a obține acid clorhidric , care este reciclat la proces.

Procesul 3 implică prelucrarea componentelor bateriei cu plumb-acid, cum ar fi plăcile metalice și pasta într-un tambur cu site între intrare și ieșire, prin care particulele fine de pastă ies din tambur și intră în carcasa din jur, în care este alimentată apa.

Se creează un vid în carcasă și în tambur în sine. Suspensia apoasă a particulelor de pastă este colectată într-un rezervor care este solidar cu fundul carcasei. Suspensia trece printr-un separator cu ciclon. Faza de apă din separator este returnată în tambur printr-o linie care duce la duze. Toate orificiile din tambur sunt sub vid.

Metodele cunoscute de extragere a componentelor plăcilor bateriei se caracterizează prin condiții de lucru nesatisfăcătoare, sunt periculoase și dăunătoare sănătății lucrătorilor. Ca urmare a stropirii și stropirii, apa care conține particule de oxid de plumb este întotdeauna prezentă la locul de muncă. Compușii de plumb sunt cunoscuți a fi nocivi pentru sănătate. Chiar dacă lucrătorii poartă îmbrăcăminte impermeabilă, compușii de plumb se depun pe ei, ceea ce reprezintă un pericol pentru sănătate.

Și mai periculoase sunt particulele de oxid de plumb, care ajung inevitabil în aer chiar și atunci când procesul este umed. Dimensiunea particulelor de oxid de plumb este de 0,1-0,5 μm, iar dimensiunea majorității particulelor<0,3 мкм, некоторые частицы имеют размер даже <0,1 мкм. Такие мелкие частицы легко уносятся газом и парами [в атмосферу. Вдыхание соединений свинца является еще более опасным, чем их контакт с кожей. У многих работающих симптомы отравления свинцом проявляются уже через очень короткое время работы. Описанный выше процесс позволяет решить указанные проблемы и обеспечить безопасность работающих.

L. H. Jackway a dezvoltat un aparat în care un nămol uscat de baterie fin dispersat este injectat de un curent de aer care trece printr-un tub Venturi. Gazul reducător și oxigenul în cantități sunt introduse succesiv în fluxul prin orificiile din pereții conductei.

Schema procesului de separare a plumbului din nămolul de baterii prin topire oxidativă

care asigură menţinerea unei flăcări reducătoare stabile. Picăturile de plumb metalic și zgură care cad din flacăra reducătoare sunt colectate într-o cameră căptușită cu material refractar și separate prin metode convenționale.

Schema acestui aparat este prezentată în Fig. 106. Aerul este furnizat prin conductă / cu tubul Venturi 19. Tubul de alimentare 3 cu capăt conic 4 pentru alimentarea nămolului fin uscat de baterie este conectat la conductă / prin orificiul 5 din tubul Venturi 19. Bateria uscată fin dispersată nămolul alimentat prin tubul de alimentare 3 este introdus de curgerea aerului furnizat tubului / în direcția săgeții 2. În spatele tubului Venturi 19 se află o conductă de derivație pentru alimentarea combustibilului 6 cu o cameră cilindrică 17 care înconjoară tubul și comunică cu aceasta prin orificiile 18 din peretele conductei /. Gazul natural sau alt gaz reducător adecvat este alimentat în camera cilindrică 17 prin conducta 7.

După conducta de derivație 6 este o conductă de derivație pentru oxigen 8, care are, de asemenea, o cameră cilindrică 15 care înconjoară conducta și comunică cu aceasta prin găurile 16 din peretele conductei. Oxigenul cu o puritate de cel puțin 90% este furnizat conductei de ramificare a oxigenului prin conducta 9 în cantități suficiente pentru a menține o flacără stabilă și pentru a crea temperatura necesară pentru reducerea nămolului (~ 1150-1370 ° C).

Distanța dintre orificiile din conductele de combustibil și oxigen, precum și numărul și diametrul orificiilor din fiecare conductă, sunt alese astfel încât în ​​momentul în care amestecul ajunge la orificiile din conducta de oxigen, un strat cu o concentrație mare. de combustibil se formează la peretele arzătorului. Când oxigenul este injectat în acest strat, arderea se propagă cu o viteză mare. Se realizează astfel o temperatură ridicată și o stabilitate a zonei exterioare a flăcării, ceea ce permite ca reacțiile de reducere să fie efectuate în zona centrală a flăcării. Pentru un arzător cu un tub de 5 cm în diametru, aceste condiții se realizează atunci când orificiile pentru combustibil 18 sunt la ~ 5 cm după orificiul 5 al venturii 19, iar orificiile pentru oxigen sunt încă ~ 5 cm după orificiul pentru combustibil.

Pentru a proteja capătul 10 al tubului/ de temperatura ridicată a flăcării reducătoare, porţiunea de capăt 10 este înconjurată de o cameră cilindrică 14 în care circulă apa de răcire. Pentru a preveni distrugerea capătului arzătorului, distanța dintre orificiile de alimentare cu oxigen 16 și partea de capăt 10 trebuie să fie mică, de ordinul a 1,3 cm.

Flacăra arzătorului 11 cu particule fine de nămol uscat de baterie intră în camera 13 a reactorului 12 căptușită cu material refractar. Picăturile de plumb metalic și zgură sunt introduse în rezervorul din partea inferioară a camerei 13, unde sunt delaminate. Fiecare dintre straturi poate fi îndepărtat din reactor în mod obișnuit.

Parametrii aproximativi ai instalației pilot pentru realizarea acestui proces sunt următorii: 35-55 kg/min nămol de baterie uscat și cernut, 17,5-20 m3/min aer, 2,0-3,2 min gaze naturale și 0,4-0,65 m3 / min oxigen cu o puritate de cel puțin 90%. Atunci când astfel de cantități de gaze sunt furnizate unui tub de arzător cu diametrul de 5 cm, se asigură o flacără stabilă cu o temperatură suficientă pentru reducerea completă a compușilor de plumb din flacără sub formă de suspensie.

Metoda este destinată separării plumbului de bateriile plumb-acid uzate și prevede măcinarea mecanică a bateriilor și îndepărtarea acidului din acestea. După aceea, resturile de baterie sunt tratate cu o soluție de reactiv alcalin pentru a dizolva oxidul de plumb și sulfatul. În timpul electrolizei soluției rezultate, plumbul pur este izolat. Plumbul metalic prezent în materia primă este separat de celelalte componente prin metode fizice după etapa de dizolvare.

Procesul 5 este conceput pentru a produce plumb metal din plăci de baterie cu plumb și alte tipuri de resturi de plumb prin topirea secundară a plumbului. Acest proces implică adăugarea de 1-8% umiditate și 0,5-5% oxigen în aer, care este folosit pentru a reacționa cu un material carbonic, cum ar fi cocs, pentru a menține temperatura zonei de topire la 1100-1300 ° C. Ca urmare a adăugării de umiditate, acesta interacționează cu cocsul formând monoxid de carbon și hidrogen: se adaugă oxigen pentru a menține temperatura necesară. Introducerea umidității și a oxigenului face, de asemenea, posibilă creșterea randamentului de plumb în timp ce se utilizează cantități mai mici de cocs și fier.

Procesul de separare a plumbului și a altor componente din bateriile uzate este descris de M. E. Elmore și J. K-Klang. Acest proces hidrometalurgic de recuperare a pastei și electrolitului din deșeurile bateriilor plumb-acid începe prin separarea pastei și electrolitului de alte componente. Pasta este apoi reacționată cu un electrolit pentru a crește conținutul de sulfat de plumb al pastei și pentru a reduce conținutul de acid din electrolit. După aceea, excesul de lichid este îndepărtat din amestecul de reacție, iar pasta este amestecată cu o soluție apoasă de amoniac de sulfat de amoniu, ca urmare a căreia cea mai mare parte a sulfatului de plumb prezent în pastă este dizolvată.

Soluția concentrată rezultată de sare de plumb este separată de materialele solide rămase și carbonatul de plumb este precipitat prin adăugarea de carbonat de amoniu sau bicarbonat sau dioxid de carbon. Precipitatul de carbonat de plumb este separat de faza lichidă și fie transformat în oxid de plumb prin calcinare, fie tratat cu acid sulfuric urmat de calcinare, fie reacționat cu un agent reducător pentru a transforma dioxidul de plumb în oxid de plumb, iar materialul rezultat este tratat cu acid sulfuric pentru a-i crește conținutul de sulfat

Diagrama procesului de reciclare pentru deșeurile bateriilor plumb-acid. Produsul rezultat este amestecat cu o soluție apoasă de amoniac de sulfat de amoniu pentru a dizolva sulfatul de plumb. În acest caz, se formează o soluție concentrată, care este separată de faza solidă și în ea se precipită carbonatul de plumb.

O diagramă a unui astfel de proces este prezentată în Fig. 7. Bateriile uzate sunt sparte într-un concasor mecanic 1 în bucăți de 2-6 cm; cu cea mai mare parte a electrolitului lichid drenând din concasor prin linia 2. Concasorul / este un dispozitiv convențional de acest tip. Componentele solide, inclusiv pasta de baterie, sunt alimentate de la concasorul 1 la bazinul 3, unde materialul umed care conține plumb formează o fază cu o densitate mare, pe care plutesc materiale cu o densitate mai mică, de exemplu, părți ale carcasei bateriei. și pereții despărțitori; acesta din urmă poate fi ușor separat de faza care conține metal.

Materialele cu o densitate mai mică sunt greblate de pe suprafața bazinului 3 și trimise într-un rezervor de apă 4, în care materialele care nu se scufundă în apă, cum ar fi polipropilena din carcasele bateriilor, sunt separate de materialele care se scufundă în apă; de exemplu, din bucăți de carcase de baterii de ebonită și părți ale compartimentelor bateriilor. Materialele plastice colectate de pe suprafața rezervorului 4 sunt de obicei trimise spre reciclare, în timp ce materialele care se depun la fundul rezervorului sunt deșeuri și aruncate.

Compoziția fazei de înaltă densitate din rezervorul 3 include atât pasta de plumb, cât și metalul structural al bateriilor originale. Separarea acestor două materiale se realizează într-un separator 5, care este o sită sau o moară vibrantă. Faza metalică solidă obținută în timpul separării este alimentată în etapa de rafinare 6, unde metalul este uscat și topit pentru a obține aliaje de plumb care pot fi utilizate pentru producerea de baterii noi. Pasta umedă din separatorul 5 este supusă măcinarii în dispozitivul 7, în urma căreia are loc o creștere a suprafeței și o creștere a capacității de leșiere a pastei, care este apoi alimentată în reactorul de sulfatare 8. Pasta și electrolitul separat de bateriile reziduale reacţionează unul cu altul pentru a crește conținutul de sulfat de plumb din pastă și pentru a reduce conținutul de acid al electrolitului. Pasta rezultată este amestecată cu o soluție apoasă de amoniac de sulfat de amoniu pentru a dizolva cea mai mare parte a sulfatului de plumb prezent în pastă. În varianta considerată a procesului, pasta umedă din dispozitivul de măcinare 7 și electrolitul lichid din concasor / sunt amestecate în reactorul de sulfatare 8. În acesta, pasta reacţionează cu agitare moderată cu acidul sulfuric conținut în electrolit, drept urmare conținutul de sulfat de plumb din pastă crește semnificativ și scade concentrația acizilor din electrolit.

Înainte de reacție, pasta conține sulfat de plumb PbSO4, dioxid de plumb PbO2, oxid de plumb PbO și cantități mici de plumb metalic Pb. Oxizii de plumb reacționează cu acidul sulfuric din electrolit pentru a forma sulfat de plumb și apă. În plus, în prezența acidului sulfuric, dioxidul de plumb și plumbul metalic reacționează pentru a forma sulfat de plumb și apă. Utilizarea unui electrolit în stadiul de sulfatare rezolvă problema eliminării electrolitului uzat.

Spre deosebire de PbSO4 și PbO, PbO2 nu se dizolvă într-o soluție apoasă de amoniac de sulfat de amoniu și nu reacționează cu acidul sulfuric pentru a forma PbSO4 până când este redus la PbO. O parte este recuperată de plumbul metalic prezent în pastă, dar cantitatea de Pb (produsă de plăcile negative ale bateriei) este mai mică decât PbO2 (produsă de plăcile pozitive ale bateriei). Ca o consecință, pentru a restabili excesul de PbO2, trebuie efectuată o prelucrare suplimentară, de exemplu, prin calcinare sau adăugare de agenți reducători, cum ar fi peroxid de hidrogen, formaldehidă, Pb etc., în etapa extracției secundare. În orice caz, este recomandabil să mărunțiți pasta înainte de adăugarea agentului reducător, deoarece prezența PbSO 4 și PbO complică reducerea PbO r.

La reducerea PbO2 prin calcinare (datorită disocierii), amestecul poate fi calcinat după ce părăsește etapa de măcinare 7 înainte de a fi alimentat în reactorul de sulfatare. După reducerea PbO2, oxidul poate fi ușor sulfatat și dizolvat într-o soluție apoasă de amoniac de sulfat de amoniu.

Pentru cursul complet al reacției de sulfatare în reactorul 8, sunt necesare câteva zile (în cazul agitării moderate și a temperaturii camerei). Cu toate acestea, acest proces nu necesită o reacție completă. De obicei, reacția se efectuează doar câteva ore, de exemplu 3-5 ore.Dacă este necesar, reacția poate fi accelerată prin creșterea temperaturii în reactorul 8, până la maximum ~ 100 ° C. Acidul sulfuric poate fi adăugat prin conducta 86 în reactor pentru a compensa pierderea de electrolit care reacţionează cu PbO din pastă. Acidul sulfuric poate fi folosit în locul electrolitului în același scop, dar o astfel de înlocuire este nedorită, deoarece electrolitul din bateriile uzate trebuie eliminat.

Pentru a elimina excesul de lichid din produsul format în reactorul de sulfatare 8, produsul este trimis la aparatul de concentrare 9, unde pasta sulfatată se depune și este separată de partea principală a fazei lichide (în principal apă). Apa este îndepărtată suplimentar din precipitatul rezultat astfel încât conținutul său să nu depășească 20%, de preferință mai puțin de 10%. Apa sau electrolitul diluat eliberat din pasta sulfatată în aparatul 8 este retras prin conducta 10 și poate fi returnat pentru utilizare în etapa de spălare 24, care va fi descrisă mai jos, sau în rezervorul 4, sau într-o altă etapă a procesului. în care este necesară apă de înaltă puritate.

Pentru levigarea sulfatului de plumb din pasta sulfatată concentrată, aceasta din urmă din aparatul de concentrare 9 este direcționată către reactorul 11, care conține o soluție apoasă de amoniac de sulfat de amoniu. Această soluție conține 2-25% amoniac și 10-15% sulfat de amoniu. Conținutul preferat este 10-15% amoniac și 20-35% sulfat de amoniu. Sunt necesare concentrații relativ mari de amoniac și sulfat de amoniu pentru a obține o eficiență ridicată de leșiere a sulfatului de plumb din pastă. Cantități semnificative de sulfat de plumb se dizolvă rapid în soluția de levigare, dar dioxidul de plumb și metalul de plumb conținute în pastă nu se dizolvă. De asemenea, componentele care se găsesc de obicei în materialele bateriilor cu plumb-acid, cum ar fi antimoniul, bariul, bismutul, arsenul, staniul și fierul nu se dizolvă.

Astfel, ca urmare a procesului de leșiere, are loc o creștere semnificativă a purității sulfatului de plumb recuperat din pastă. Printre elementele care trec în soluția de leșiere se numără cuprul, argintul, cadmiul și metalele alcaline. Procesul de leșiere se desfășoară destul de repede și, cu agitare moderată și temperatura camerei, se încheie în mai puțin de 1 oră, de obicei chiar și în mai puțin de 5 minute. La temperatura camerei, soluția de leșiere poate dizolva până la 10% plumb, dar în practică conținutul de plumb din soluție nu depășește 5%. Odată cu creșterea temperaturii soluției, capacitatea sa de dizolvare crește, cu toate acestea, presiunea de vapori a amoniacului crește și stabilitatea complexilor de plumb în soluție scade. Timpul optim de rezidență în reactorul de leșiere 11 este ales astfel încât să se atingă o concentrație de plumb de 5-10% (în greutate) în soluție.

Pentru a separa materialele insolubile, care includ impurități și compuși insolubili de plumb, din soluția concentrată obținută în reactorul 11, amestecul din reactor este direcționat către filtrul 12. Filtratul rezultat - o soluție concentrată de compuși de plumb - este alimentat pentru depunere. în reactorul 13, în care se formează carbonat de plumb, de exemplu bazic. Carbonat de plumb, care precipită sub formă de precipitat cristalin fin.

Cei mai buni reactivi pentru o precipitare eficientă sunt carbonatul de amoniu și bicarbonatul și dioxidul de carbon. În timpul precipitării carbonatului de plumb, are loc o purificare ulterioară a plumbului eliberat, deoarece carbonații unor astfel de metale prezenți în materialul bateriilor precum cuprul, argintul și cadmiul sunt solubili și nu precipită împreună cu carbonatul de plumb. Pentru a separa precipitatul de carbonat de plumb din soluție, suspensia formată în reactorul de precipitare este trecută prin filtrul 14, faza solidă separată este spălată și uscată (etapele 15 și 16). Filtratul de la filtrul 14 este returnat în reactorul de lixiviere 11, în care sunt introduse cantități suplimentare de amoniac și sulfat de amoniu prin liniile 17 și 18, care sunt necesare pentru a menține compoziția necesară a soluției de lixiviere.

Se adaugă amoniac în astfel de cantități încât conținutul său în soluție să fie în intervalul necesar, iar adăugarea de sulfat de amoniu se efectuează atunci când soluția de leșiere este prea diluată cu apă. Cantitatea necesară de amoniac este adăugată direct în soluție, după care soluția este trecută printr-un pat de sulfat de amoniu. Această metodă asigură o soluție saturată de amoniac și sulfat de amoniu, care are capacitatea de lixiviere necesară.Pentru a menține un volum aproximativ constant al soluției în reactorul de leșiere //, o parte din soluția din filtrul 14 este returnată în reactor //, iar restul soluției este eliminat din sistem. Reducerea volumului rezultată este compensată prin adăugarea de amoniac proaspăt și sulfat de amoniu, precum și de lichidul conținut în pasta care intră în reactor. Deci, în versiunea considerată a procesului, o parte din filtratul din filtrul 14 intră în reactorul pentru precipitarea metalelor grele 19, unde precipitarea metalelor precum cuprul, argintul, cadmiul și plumbul sub formă de sulfuri are loc ca un rezultat al adăugării de hidrogen sulfurat sau sulfură de amoniu. Precipitatele rezultate de sulfuri metalice pot fi separate din soluție prin filtrare. Dacă soluția conține plumb în exces, aceasta poate fi trecută printr-un pat de carbonat de amoniu pentru a forma carbonat de plumb, care poate fi îndepărtat prin filtrare. Soluția de sulfat de amoniu rămasă, care conține de obicei 20-30% sulfat de amoniu și 5-15% amoniac, poate fi tratată cu acid sulfuric concentrat pentru a neutraliza amoniacul, crescând astfel conținutul de sulfat de amoniu. Spre deosebire de soluțiile de sulfat de amoniu obținute în timpul altor procese de extracție a plumbului, de exemplu, în timpul topirii, soluțiile obținute în acest caz sunt suficient de concentrate, nu conțin impurități și pot fi folosite ca materii prime pentru unitățile de producție a sulfatului de amoniu.

Carbonatul de plumb, separat pe filtrul 14, spălat de reziduurile de soluție de leșiere și uscat, poate fi prelucrat în continuare prin mai multe metode. Diagrama prezintă trei posibilități diferite de transformare a carbonatului de plumb în oxid de plumb, sulfat de plumb bazic și, respectiv, metal de plumb. Pentru a obține oxid de plumb, carbonatul de plumb este încălzit într-un cuptor 20 la temperaturi de 400-800 ° C, unde se formează oxid de plumb, dioxid de carbon și apă ca urmare a disocierii carbonatului de plumb; amoniacul este eliberat din compușii de amoniu reziduali.

Oxidul de plumb obținut în urma procesului de calcinare este o pulbere fină cu o suprafață specifică mare. De obicei, în oxidul de plumb sunt prezente cantități mici de sulfat de plumb, de obicei mai puțin de 10%. Formarea sulfatului de plumb are loc în principal ca urmare a încorporării ionilor de sulfat în structura cristalină a carbonatului de plumb bazic. De obicei, durează câteva ore pentru a transforma carbonatul de plumb în oxid de plumb; timpii de reacție vor varia în funcție de temperatură și echipamentul utilizat.

Pentru a transforma carbonatul de plumb în sulfat de plumb bazic, acesta reacţionează cu acid sulfuric într-un reactor de sulfatare 21, după care amestecul este calcinat în cuptorul 22 timp de câteva ore la 400-800 ° C. Produsul rezultat este sulfat de plumb bazic, cum ar fi un amestec de sulfat de plumb tetrabazic, sulfat de plumb monobazic și sulfat de plumb normal. Tipul de sulfat de plumb format este determinat de cantitatea de acid sulfuric adăugată.

Pentru a transforma carbonatul de plumb în plumb metalic, acesta este supus topirii prin reducere în cuptorul 23 la o temperatură de 800-1200 ° C. Aceasta produce plumb metalic de foarte înaltă puritate. Când se efectuează topirea, este de preferat să se amestece carbonatul de plumb cu agenți reducători carbonați și fluxuri obișnuite.

În conformitate cu acest proces, plumbul este separat suplimentar de materialele insolubile rămase după levigare prin transformarea dioxidului de plumb conținut în acestea în oxid de plumb, urmată de tratarea cu acid sulfuric pentru a transforma oxidul de plumb în sulfat de plumb și amestecarea produsului rezultat cu o soluție apoasă de amoniac. soluție de sulfat de amoniu, ducând la dizolvarea majorității sulfatului de plumb. Materialul insolubil este separat de soluția de leșiere pe filtrul 12, apoi spălat și apa este îndepărtată din acesta în aparatul 24.

Materialul rezultat este măcinat umed într-o moară 25, uscat și calcinat într-un cuptor 26 la 300-800 ° C. Acest lucru duce la disocierea dioxidului de plumb și formarea oxidului de plumb, iar în prezența sulfatului, a sulfaților bazici de plumb. Cantitățile reziduale de plumb metalic sunt oxidate în oxid de plumb sau formează sulfați bazici de plumb. Procesul de calcinare distruge, de asemenea, părți ale carcasei bateriei, deflectoarele și alte materiale organice prezente în materia primă.

Pentru a transforma oxidul de plumb conținut în produsul calcinat îndepărtat din cuptorul 26 în sulfat de plumb, produsul este măcinat într-o moară 27 și alimentat într-un reactor secundar de sulfatare 28 unde reacţionează cu o soluţie de acid sulfuric și (sau) electrolit uzat. Reacția de sulfatare este relativ lentă, viteza acesteia depinde de compoziția și de suprafața specifică a materialului calcinat. De obicei, durează câteva zile pentru ca reacția să se desfășoare complet la temperatura camerei. Când temperatura din reactorul 28 crește la 60 ° C sau mai mare, reacția are loc aproape complet în câteva ore.

Pentru a îndepărta excesul de lichid, soluţia din reactorul 28 este alimentată în aparatul de concentrare 29, unde pasta se depune. Apa de separare se scurge; conținutul de lichid al pastei trebuie să fie mai mic de 20%, de preferință mai mic de 10%. Pasta rezultată este introdusă în reactorul secundar de lixiviere 30, unde este tratată cu o soluție apoasă de amoniac de sulfat de amoniu având aceeași compoziție ca soluția utilizată pentru leșierea primară în reactorul 11. Materialele insolubile sunt separate de soluția rezultată pe filtrul 31, iar soluţia concentrată de plumb este introdusă în rezervorul 32, unde plumbul este precipitat sub formă de carbonat de plumb prin acţiunea carbonatului de amoniu sau a bicarbonatului sau a dioxidului de carbon.

Materialele insolubile din filtrul 31 pot fi reduse topite în cuptorul cu arbore 33 sau direcţionate spre recuperarea metalelor pe care le conţin prin alte mijloace.

În loc să se efectueze procesul de recuperare secundar descris folosind calcinarea, este posibilă transformarea dioxidului de plumb conținut în materialele insolubile separate pe filtrul 12 în oxid de plumb prin măcinare și tratare ulterioară cu un agent reducător. Oxidul de plumb rezultat poate fi trimis direct în reactorul de sulfatare 28. Dacă pasta obţinută în separatorul mecanic 5 este calcinată sau tratată cu un agent reducător pentru a transforma Pb02 în PbO înainte de a fi alimentată în reactorul de sulfatare 8, atunci conţinutul de compușii de plumb din materialul insolubil separat pe filtrul 12 vor fi atât de mici încât nu este nevoie de separarea secundară a plumbului. În acest caz, materialul insolubil este tratat pentru a izola alte elemente valoroase conținute în acesta.

Indiferent dacă reducerea PbO2 la PbO este efectuată într-o etapă de recuperare primară sau secundară, este de preferat să se efectueze folosind un agent reducător mai degrabă decât prin calcinare. În acest caz, procesul poate fi efectuat într-un mod continuu, în plus, nu este nevoie de etapele de uscare și măcinare și nu are loc formarea de praf uscat care poluează mediul.

După cum știți, bateriile auto conțin plumb. În același timp, mulți șoferi, după ce sursa de electricitate din mașină se defectează, demontează în mod independent vechea baterie doar pentru a extrage plumbul. Pentru mulți pasionați de mașini, întrebarea „Cât plumb este în baterie?”

Scopul scoaterii plumbului dintr-o baterie

Înainte de a începe povestea despre cum să extrageți plumbul dintr-o baterie, merită să vă decideți ce puteți face în continuare cu materialul extras. În primul rând, plumbul este foarte apreciat la punctele de colectare a fierului vechi și a metalelor neferoase, prin urmare, după ce ați predat o cantitate mare din el, puteți obține o sumă destul de decentă de bani. În al doilea rând, pescarii pasionați topesc plăcuțele din metalul extras, motivându-și acțiunile prin faptul că nu merită să plătești pentru ceea ce este deja disponibil.

Unii chiar adaugă așchii de plumb la vopsea pentru o durabilitate mai bună pe suprafața vopsită. Meșterii colectează baterii reîncărcabile noi, care sunt un fel de sursă alternativă de energie pentru anumite dispozitive și dispozitive.

Dispozitiv de baterie auto

Mulți pasionați de mașini cred că plumbul pur este inclus în designul unei baterii de mașină, motiv pentru care greutatea mare a acestei baterii. Cu toate acestea, această afirmație este incorectă.

De fapt, în baterie există foarte puțin plumb purificat, aproximativ 15-20% din masa totală. Restul de 80-85% sunt oxizi (plumbul este „amestecat” cu alte elemente și chiar cu metale). În același timp, nu trebuie să uităm că și carcasa din plastic are propria greutate. Același lucru este valabil și pentru electrolitul (lichid care conduce bine electricitatea) care este utilizat în baterie.

Pentru a răspunde la întrebarea, cât de mult plumb este în baterie, este necesar să împărțiți toate componentele bateriei în componente și să exprimați prezența lor ca procent.

Deci, în termeni procentuali, compoziția într-o baterie de mașină este următoarea:

• Plumb, precum și oxizi și dioxizi: șaizeci până la șaptezeci la sută din greutatea dispozitivului.
• Electrolit (soluția de acid sulfuric este cel mai des folosită în această capacitate), este nevoie de aproximativ douăzeci la sută din masa totală a bateriei.
• Corpul este realizat din plastic, partiții și alte elemente din PVC, aproximativ opt până la zece la sută din masa totală a bateriei.

Pentru claritate, de exemplu, merită să dezasamblați o baterie de 55 de amperi în componentele sale. Cântărește aproximativ cincisprezece kilograme. Metalul ocupă 10,5 kilograme într-o astfel de baterie, 1,5 kilograme sunt cheltuite pe plastic și PVC, restul este dat electrolitului - 3 kilograme.

Astfel, dintr-o baterie de 55 de amperi se pot obține aproximativ 3-4 kg plumb pur. Cu toate acestea, procesul de topire nu este ușor. Subiectele rămân deschise cu privire la cantitatea reală de plumb după topire, precum și la descompunerea dioxizilor în plumb și alte componente. Prin urmare, întrebarea cât de mult plumb este în baterie este încă deschisă.

Cât plumb este în bateriile de diferite calibre?

Tabelul de mai jos arată greutățile diferitelor capacități ale bateriei. Linia de sus arată capacitatea bateriilor, a doua linie oferă valoarea greutății totale a dispozitivului pentru stocarea energiei, în a treia linie puteți găsi fracția de plumb care se află în baterie în forma sa pură și poate fi minat. A patra coloană indică masa plumbului împreună cu oxizi și dioxizi.

Pe baza datelor lor, care sunt prezentate în tabelul de mai sus, putem concluziona că departe de întreaga masă a bateriei este plumb pur, iar procentul său din masa totală a bateriei este neglijabil.

Cât plumb este într-o baterie de 55 Ah?

Bateria de 55 A/h conține zece kilograme și jumătate de plumb împreună cu oxizi și dioxizi. Metalul rafinat se va dovedi a fi doar aproximativ trei kilograme. În același timp, o carcasă din plastic și pereții despărțitori din PVC cântăresc aproximativ un kilogram și jumătate.

Deoarece greutatea totală a metalului pur este destul de mică, dezasamblarea și extragerea plumbului din această baterie nu este practică. Se vor cheltui mult mai mult timp și efort decât se pot face bani. Prin urmare, cel mai bine este să duceți bateria la un punct de colectare a fier vechi.

Greutatea specifică a plumbului în baterie 60 A/h

Dacă totul este clar cu o baterie de 55 A/h, cât plumb este într-o baterie de 60 A/h și este profitabil să o extragi? O baterie auto de 60 Ah conține aproximativ douăsprezece kilograme de plumb și impuritățile acestuia.

Dacă vorbim despre plumb pur, atunci într-o astfel de baterie nu este mai mult de trei până la patru kilograme. În acest caz, restul masei constă din greutatea carcasei: pereții despărțitori din plastic și PVC. Diferența de greutate specifică nu este colosală, așa că concluzia sugerează de la sine.

Cum se dezasambla o baterie veche?

Înainte de a începe să descriem procesul de dezasamblare a unei baterii vechi, este de remarcat faptul că bateriile au fost făcute pliabile în URSS. Pe dispozitivul sovietic, a fost posibil să înlocuiți una sau mai multe cutii și să reasamblați dispozitivul.

Bateriile care sunt produse în prezent nu sunt supuse interferențelor externe. Producătorul creează aceste dispozitive cu așteptarea că, după expirarea duratei de viață, șoferul va scăpa de bateria defectă și va cumpăra una nouă.

Prin urmare, înainte de a dezasambla bateria, ar trebui să exersați pe o copie care nu funcționează. De asemenea, este important de adăugat că după dezasamblarea și asamblarea bateriei, funcționarea acesteia devine o întrebare foarte, foarte mare.

Pentru a dezasambla dispozitivul, trebuie să vă înarmați cu mănuși de cauciuc, ochelari de protecție, un ferăstrău conceput pentru tăierea metalului, o polizor, un clește, un ciocan, o șurubelniță plată, o daltă, un fier de lipit de mare putere, un burghiu și o construcție. uscător de păr.

Bateriile sunt încărcate în principal cu acid, care este diluat cu apă distilată până la o anumită densitate. Electrolitul, atunci când interacționează cu pielea umană, provoacă arsuri chimice severe. Pentru a fi ferit de efectele nocive ale electrolitului, acesta trebuie drenat. Acest lucru se face prin găuri în partea de jos a cutiei. Aerisirea cutiilor trebuie mai întâi închisă. Și un recipient de sticlă este plasat sub găurile forate, iar electrolitul va fi scurs acolo. Dacă bateria nu este echipată cu dopuri, trebuie făcute găuri pe partea în care urmează să fie amplasate dopurile. Acest lucru va scurge electrolitul mult mai repede.

După ce electrolitul a fost scurs, trebuie să clătiți cutiile cu apă. Apoi, cu o râșniță sau un ferăstrău, urmând perimetrul bateriei, se decupează capacul din carcasa bateriei. Apoi trageți capacul. Este foarte posibil ca plăcile bateriei să poată fi scoase împreună cu elementul tăiat. Acest lucru va permite capacului să alunece de pe bornele unității destul de ușor. Dacă acest lucru nu se întâmplă, atunci va trebui să lucrați cu o daltă și un ciocan și să îndepărtați manual plăcile bateriei.

După parcurgerea pașilor de mai sus, puteți accesa „interiorul” bateriei.

Plumb autotopitor

Există o credință larg răspândită că plumbul de la o baterie de stocare se topește ușor acasă pe o sobă: pe gaz sau electric. Da, într-adevăr este.

Dar, în același timp, metalul disponibil se topește: terminale, punți și o rețea. Pentru a extrage restul plumbului este necesar sa se ajunga la o temperatura de 600-1000 de grade si in acelasi timp sa se foloseasca reactivi chimici speciali. Cu toate acestea, plumbul este prezent și în oxizi și dioxizi. Răspunzând la întrebarea, cât de mult plumb este într-o baterie de 55 A / h, merită să luați în considerare nu numai metalul cu topire scăzută. De asemenea, ar trebui să se țină cont de cel care poate fi obținut din oxizi și dioxizi folosind reactivi și temperaturi ridicate.

Deci întrebările, cât plumb pur este într-o baterie și cât plumb este în ea în ansamblu, au răspunsuri ușor diferite: primul răspuns va viza metalul, care este ușor de obținut acasă. Al doilea este tot plumbul care se află în bateria mașinii.

Este indicat sa dezasamblati bateria?

Pe baza celor de mai sus, merită să răspundem că este mult mai rentabilă și mai eficientă predarea imediată a bateriei la punctul de colectare sau la uzina de producție. Astfel, puteți obține mai mulți bani (în comparație cu suma care poate fi obținută pentru „fărâmituri de plumb”), și economisiți timp și efort.

Cum se determină cantitatea de plumb dintr-o baterie?

Pentru a afla cât de mult plumb este în baterie, ar trebui să țineți cont de greutatea electrolitului, a carcasei și a plumbului împreună cu impuritățile altor metale.

De asemenea, puteți utiliza doar tabelul furnizat. În general, indicatorii cantității acestui metal în bateriile diferitelor mărci sunt aproximativ aceiași. Prin urmare, dacă întrebarea cât de mult plumb este într-o baterie de mașină este încă bântuită, puteți încerca să calculați singur greutatea acestuia.

Ordinea de calcul

Pentru a afla cât plumb este în bateria mașinii, scădeți greutatea electrolitului, precum și a capacelor și a corpului, din masa totală a dispozitivului. Masa tuturor acestor piese este o componentă constantă a tuturor bateriilor, astfel încât ordinea de calcul în toate cazurile va fi aceeași. După aceste manipulări, puteți afla câte kilograme de plumb sunt în baterie.

Pentru a determina cantitatea exactă de metal pur, este necesar să se țină cont de faptul că o parte din plumbul din baterie este cu impurități. De exemplu, rezolvând problema cât plumb este într-o baterie de 55 A/h, puteți răspunde la acel 3 kg. Dar 1,5 kilograme într-o astfel de baterie sunt ocupate de partiții și o carcasă, iar trei kilograme de electrolit.

Pentru a răspunde la întrebările de mai sus, trebuie să cunoașteți procentul de plumb din baterie.

Precauții la dezasamblarea unei baterii vechi

După cum am menționat mai devreme, bateria conține un electrolit, care este destul de coroziv pentru mediu. Prin urmare, atunci când dezasamblați bateria, este necesar să dați dovadă de cea mai mare grijă și acuratețe. Trebuie să purtați ochelari de protecție și mănuși grele de cauciuc. Dacă este posibil, este mai bine să folosiți un halat de protecție, cel puțin în stadiul în care electrolitul este drenat.

Concluzie

Pentru a rezuma cele de mai sus, este de remarcat faptul că nu este nevoie să dezasamblați bateria pentru a extrage plumbul. Mai mult, pentru a preda acest metal valoros la punctul de colectare a deșeurilor.

Chestia este că procentul copleșitor de plumb din baterie este sub formă de oxizi și dioxizi, pentru scindarea în impurități și metal pur necesită echipamente speciale, temperaturi ridicate și substanțe chimice. Prin urmare, este mult mai oportun să predați o baterie întreagă la un punct de colectare a dispozitivelor vechi sau la o fabrică de producție. Acest pas va aduce mult mai mulți bani la o investiție de timp mult mai mică.

În plus, răspunsul la întrebarea, câte kg de plumb este în baterie, nu va rezolva toate celelalte dificultăți. Demontarea bateriei nu este ușoară și periculoasă. Bateria conține un electrolit care poate provoca arsuri chimice severe.

O baterie de mașină uzată este o sursă de plumb pur, alții încearcă să demonteze și să se retopească, iar apoi apare o întrebare corectă - cât de mult din acest metal în structura bateriei în sine poate ajunge până la 40 sau mai multe kilograme? Dacă are sens să se topească din nou și să predea plumbul deja purificat? Vă sugerez să vă gândiți astăzi...

Apropo, mulți scot plumb pentru nevoile lor, de exemplu, cineva este un pescar pasionat și trebuie să facă plăcuțe sau jig-uri pentru echipamentul său, dar de ce să cumpărați dacă aveți o baterie veche.

Alții colectează din nou baterii noi, să zicem, pentru nevoile de energie alternativă etc.

Dar ne interesează greutatea, mai întâi să ne gândim în ce constă structura completă.

Compoziția bateriei

Dacă credeți că plumbul din baterie este rafinat și are mai multă greutate, atunci vă înșelați, ca să spunem ușor.

Se folosește foarte puțin în versiunile pure, în bateriile pentru mașini cam 15 - 20%, iar restul merge sub formă de „oxizi”. În cuvinte obișnuite, aceștia sunt compuși cu alte elemente, adesea cu alte metale.

De asemenea, trebuie să țineți cont de greutatea carcasei de plastic, precum și de (lichid conductor special).

Dacă descompunem în procente, formula iese cam așa

1) Plumb și componentele sale (oxizi și dioxizi) - aproximativ 60 - 70% în greutate

2) Carcasă din plastic, pereți despărțitori și alte elemente din PVC - 8 - 10%

3) (adesea soluție de acid sulfuric) - 20%

Deci, se dovedește în regulă - dacă luați greutatea versiunii obișnuite de 55 de amperi și este de aproximativ 15 kg. Acel metal ar trebui să fie - 15X0,7 = 10,5 kg, PVC - 15X0,1 = 1,5 kg și, în consecință, electrolit - 15X0,2 = 3 kg.

Se pare că există un sens, și să retopiți și să folosiți metalul, dar nu totul este atât de simplu! Cât metal puteți obține din topire și se vor descompune dioxizii și alți constituenți?

Ne topim singuri

Mulți dintre noi suntem obișnuiți să topim acest metal moale pe o sobă obișnuită acasă.

Unii dintre prietenii mei s-au topit pe o sobă electrică din garaj. O astfel de schemă este potrivită pentru noi și cât de mult poate fi fuzionat?

Dar nu chiar!

Într-o baterie de plumb pur, care este ușor de tratat termic (casă - garaj), doar 15 - 20%, acestea sunt terminale și „punți”, precum și rețeaua în sine, care este scufundată în acid, și din totalul nostru. masa, aceasta este doar aproximativ 3 kg.

Restul metalului merge sub formă de oxizi și dioxizi, ceea ce îl face mult mai dificil de extras. Voi spune asta - trebuie să folosiți substanțe chimice și temperaturi mai ridicate (de la 600 de grade) pentru a distruge acest compus! Prin urmare, mulți dintre chimiștii din garaj o scriu ca murdărie sau zgură, care se formează până la aproximativ 30 până la 40% din masă și este pur și simplu aruncată, iar aceasta, apropo, este de aproximativ 5 kilograme.

Prin urmare, puteți găsi multe videoclipuri pe Internet în care ponderea plumbului în masa totală este mică și nu ar trebui să o obțineți în acest fel. Mai ales dacă plănuiești să-l închiriezi pentru bani! Urmărim acest videoclip.

Există ceva adevăr în asta, dar mulți pur și simplu nu îl pot „pregăti”, adică îl pot extrage, nu există nici cunoștințe, nici oportunități! De exemplu - unde găsești un arzător cu o temperatură de 600 - 1000 de grade și cât te va costa?

Cel mai simplu mod este să predați designul neasamblat către puncte speciale sau către fabricile producătorului. Există reactivi, personal special instruit și cuptoare de topire.

Pe această notă, ar fi posibil să închei articolul, dar ți-am promis o defalcare pe modificări.

Câte kilograme de plumb în diferite versiuni

Aici voi prezenta mai multe valori:

1) Masa totală cu plastic și acid.

2) Cât de mult poți lua în garaj.

3) Cât se poate obține pe echipamente speciale, în producție.

55 A/h

Greutatea totală este de aproximativ 15 kg.

Curățați (o puteți obține singur) - aproximativ 3 kg.

Totalul în articulații este de 10,5 kg.

60 A/h

Greutate totală aproximativ 17 kg.

Net - aproximativ 3,4 kg.

În conexiuni - 11,9 kg.

75 A/h

Greutatea totală este de aproximativ 22 kg.

Net - 4,4 kg.

În articulații - 15,4 kg.

90 A/h

Greutate aproximativ - 27 kg.

Decojite - 5,4 kg.

Total - 18,9 kg.

190 A/h

Greutate aproximativ - 43 kg.

Net - 8,6 kg.

În conexiuni - 30,1 kg.

Acum voi termina cu siguranță, morala este simplă - dacă vrei să faci bani, atunci duci clădirea neasamblată la centrul de recepție, mai puțină bătaie de cap și mai mulți bani!

Asta e tot, sincer AUTOBLOGGERUL tău.