СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРНОГО ЛОМА

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРНОГО ЛОМА


RU (11) 2164537 (13) C1

(51) 7 C22B7/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.03.2008 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000119563/02 
(22) Дата подачи заявки: 2000.07.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.07.24 
(43) Дата публикации заявки: 2001.03.27 
(45) Опубликовано: 2001.03.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Цветные металлы, 1990, N 12, с.41-43. SU 628711, 10.09.1999. SU 1047205 A, 27.07.1999. SU 1445213 A1, 27.07.1999. GB 2023183 A, 28.12.1979. 
(71) Заявитель(и): Вичев Виктор Вичевич; Пащенко Геннадий Георгиевич; Поляков Николай Александрович; Чулков Владислав Петрович; Ильин Юрий Вячеславович 
(72) Автор(ы): Вичев В.В.; Пащенко Г.Г.; Поляков Н.А.; Чулков В.П.; Ильин Ю.В. 
(73) Патентообладатель(и): Вичев Виктор Вичевич; Пащенко Геннадий Георгиевич; Поляков Николай Александрович; Чулков Владислав Петрович; Ильин Юрий Вячеславович 
Адрес для переписки: 125167, Москва, ул. 8 Марта 11, кв.144, Трипошиной Н.А. 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРНОГО ЛОМА 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке отслуживших свой срок свинцовых аккумуляторов. Способ переработки свинцового аккумуляторного лома заключается в том, что в потоке оборотной воды производят измельчение, мокрый рассев материала по крупности на фракции, разделение фракций на органическую, окисно-сульфатную и металлизированную с последующей электроплавкой двух последних и классификацией органической фракции на легкую и тяжелую фракции. Окисно-сульфатную фракцию перед электроплавкой подвергают дополнительному измельчению до крупности - 0,04 мм и выделяют из нее фракцию окислов свинца, которую выводят из процесса в виде товарного промпродукта. В частных случаях реализации изобретения сульфатную составляющую перед плавкой подвергают десульфатации, а также и из загрязненной оборотной воды извлекают в отвальный продукт содержащуюся в ней тяжелую органику, при этом обеспечиваются снижение потерь свинца и экологически вредных выбросов сернистого газа, повышение эффективности процесса и снижение экономических затрат. 2 з.п. ф-лы. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке отслуживших свой срок свинцовых аккумуляторов.

В свинцовых аккумуляторах решетки, контакты, перемычки изготавливают из металлического сурьмянистого свинца, активная масса электродов представляет собой пасту металлического и окисленного свинца, корпуса аккумуляторов и изоляционных прокладок сепараторов - органику. В процессе эксплуатации с активной массой электродов происходят фазовые превращения и аккумуляторы приходят в негодность.

Известен способ переработки лома свинцовых аккумуляторов, в котором после удаления серной кислоты и отделения корпусов аккумуляторов (органической массы) сырье нагревают до выплавления из него металлической фракции, которую сливают через донные сепараторы контейнеров; оставшуюся окисно-сульфатную фракцию подвергают восстановительной плавке (патент РФ N 2070590, бюл. N 35, 1996 г.).

В другом известном способе из отработанных аккумуляторных батарей вначале выделяют металлизированную и окисно-сульфатную фракцию, а затем осуществляют их электроплавку в присутствии восстановителя и флюса (авт.св. N 996488, бюл. N 6, 1983 г.).

Недостатками данных способов переработки являются значительные потери свинца из-за появляющихся при плавке пыли и шлаков, а также образование экологически опасных сернистых газов, требующих утилизации. Кроме того, органические отходы, содержащие такой ценный компонент как полипропилен, не подвергаются переработке и идут целиком в отвальный продукт. Способы требуют значительных экономических затрат.

Наиболее близким к заявляемому является способ переработки свинцового аккумуляторного лома, включающий предварительную разделку лома перед плавкой путем измельчения и мокрого рассева материала по крупности на фракции -60+1 мм, -6+1 мм и -1 мм. Первые два класса, содержащие металлический свинец и основную массу органики, подвергают разделению в восходящем потоке оборотной воды. Класс -1 мм содержит в основном окисно-сульфатную фракцию. В итоге исходный лом разделяется на две свинецсодержащие фракции - металлизированную и окисно-сульфатную и фракцию, содержащую органику. (Механизированная подготовка лома свинцовых аккумуляторов для металлургической переработки. Журнал "Цветные металлы", 1990 г., N 12, стр. 41-43). Свинецсодержащие фракции подвергаются восстановительной электроплавке. При этом металлизированная фракция с содержанием 90% Pb и 4-5% Sb может повторно использоваться при изготовлении пластин аккумуляторных батарейб а из окисно-сульфатной фракции получают марочный свинец. Из органики выделяют для повторного использования полипропилен.

Данный способ, который принят за прототип, позволяет частично переработать органику, однако он также характеризуется потерями свинца при плавке и значительными экономическими затратами, в том числе на ликвидацию вредных выбросов сернистого газа.

Техническим результатом, достигаемым при реализации данного изобретения, является снижение потерь свинца и экологически вредных выбросов сернистого газа. При этом обеспечивается получение дополнительного товарного промпродукта. Извлечение из органической фракции ценных компонентов достигается не хуже, чем в прототипе. В целом происходит снижение экономических затрат и повышение эффективности процесса переработки аккумуляторного лома.

Заявляемый результат достигается тем, что в известном способе переработки свинцового аккумуляторного лома в потоке оборотной воды, включающем измельчение, мокрый рассев материала по крупности на фракции, разделение фракций на органическую, окисно-сульфатную и металлизированную с последующей электроплавкой двух последних и классификацией органической фракции на легкую и тяжелую фракции, согласно изобретению перед электроплавкой окисно-сульфатную фракцию подвергают дополнительному измельчению до крупности - 0,04 мм и выделяют из нее фракцию окислов свинца, которую выводят из процесса в виде готового товарного промпродукта.

В частном случае реализации изобретения после выделения из окисно-сульфатаой фракции окислов свинца оставшуюся сульфатную составляющую перед электроплавкой подвергают десульфатации.

В другом частном случае реализации изобретения из загрязненной оборотной воды извлекают в отвальный продукт содержащуюся в ней тяжелую органику.

Было установлено, что при дополнительном измельчении окисно-сульфатной фракции до крупности - 0,04 мм из нее можно непосредственно выделить тонкую фракцию окислов свинца с содержанием, мас.%: окислы свинца 65-75; металлический свинец до 2-3 (при степени окисленности 75-85%), сульфат свинца до 20, металлические примеси 0,01-0,1. Получается товарный промпродукт в виде порошка, который выводят из процесса.

По стандартной схеме переработки аккумуляторного лома получаемую окисно-сульфатную фракцию подвергают на свинцовом заводе электроплавке, рафинированию, розливу, газопылеулавливанию с получением марочного свинца в чушках. В предлагаемом способе получение и выведение из процесса без стадии электроплавки готового промпродукта - тонкой фракции окисленного свинца - 0,04 мм, позволяет значительно снизить потери свинца. Учитывая, что фракция окислов свинца составляет в окисно-сульфатной фракции примерно 60 мас.%, эти потери снижены не менее чем на 5%. При этом также снижаются выбросы сернистых газов, что позволяет улучшить экологию процесса. Предлагаемый способ является экономически эффективным.

Дополнительной эффективности процесса за счет снижения потерь свинца со штейном и снижения выброса сернистых газов можно достичь проводя перед плавкой десульфатацию сульфатной составляющей.

Извлечение из оборотной воды загрязняющих ее частиц поливинилхлорида благотворно влияет на эффективность переработки аккумуляторного лома по данному способу и улучшает экологию.

Полученный промпродукт может найти применение, например, на аккумуляторном заводе. Активные массы аккумуляторов состоят из мелкодисперсных порошков металлического свинца, окислов свинца и связующих. В настоящее время мелкодисперсные порошки получают из марочного свинца в специальных термических установках путем его расплавления с одновременным окислением. Фазовый (степень окисленности свинца) и гранулометрический состав промпродукта, полученного по предлагаемому способу, показывает, что он может найти эффективное применение при производстве активной массы аккумуляторов.

Заявляемая совокупность существенных признаков, а также ее влияние на указанный технический результат не известна из источников информации.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими примерами, которые однако не исчерпывают всех возможностей осуществления изобретения, охарактеризованного совокупностью признаков, приведенной в формуле изобретения.

Пример 1

5 т аккумуляторного лома измельчают до - 70 мм, после чего подвергают классификации на виброгрохоте на два класса -70+1 мм и -1 мм. Класс -70+1 мм в потоке оборотной воды разделяют на металлизированную фракцию, содержащую сурьмянистый свинец (Pb - до 94%; Sb - до 6%), и органическую фракцию. Металлизированную фракцию направляют на электроплавку. Органическую фракцию в свою очередь классифицируют на легкую фракцию +1 мм, содержащую такие ценные компоненты, как полипропилен, полиэтилен, эбонит, и тяжелую фракцию -1 мм, содержащую поливинилхлорид, которую направляют на захоронение.

Свинецсодержащую пульпу крупностью -1 мм, которая составляет примерно 3,3 м3, подвергают дополнительному измельчению в барабанном классификаторе, установленном на центральном валу, вращающемся со скоростью 5-7 об/мин. Барабанный классификатор позволяет избирательно истирать до крупности 0,04 мм только окисно-сульфатную массу, при этом содержащиеся в данной фракции в небольшом количестве твердые частицы свинцово-сурьмянистых решеток и органики не уменьшаются по крупности.

В результате получают около 0,1 м3 песков крупностью -1 мм, которые отделяют и направляют на металлургический передел, и слив - 0,04 мм в количестве 3,2 3. Слив разбавляют оборотной водой до содержания твердого 100-150 г/л и направляют на разделение на концентрационном столе по удельному весу с получением пульпы окислов свинца (в количестве примерно 1,7 м3) и пульпы сульфатной составляющей (в количестве примерно 1,5 м3). При этом качество разделения регулируется визуально по цвету, т.к. фракция окислов свинца имеет цвет от желтого до светло-зеленого. Из пульпы окислов свинца после обезвоживания получено 0,4 т кека влажностью 15%, содержащего примерно 70 мас. % окислов свинца, 2-3 мас.% металлического свинца при степени окисленности 75-85%. Крупность частиц (95%) - 0,04 мм. Кек выводят из технологического процесса в виде товарного промпродукта, который может быть использован для получения активной массы аккумуляторных батарей. Оставшуюся сульфатную составляющую направляют на восстановительную электроплавку с получением марочного свинца.

Пример 2

Измельчение, классификацию и разделение аккумуляторного лома на металлизированную, органическую и окисно-сульфатную фракции проводят как в примере 1. Аналогичным образом металлизированная фракция направляется на электроплавку, а из органической фракции выделяют ценные компоненты и поливинилхлорид. Из свинецсодержащей пульпы -1 мм после дополнительного измельчения в барабанном классификаторе выделяют пески, которые выводят из процесса и направляют на металлургический передел. Освобожденный от песков слив крупностью -0,04 мм разбавляют оборотной водой и разделяют на концентрационном столе на фракции окислов свинца и сульфатную составляющую. Окислы свинца обезвоживают и выводят из процесса как готовый полупродукт, содержащий 75 мас. % окислов свинца, 2-3 мас.% металлического свинца при степени окисленности 75-85%. Крупность частиц (95%) - 0,04 мм. Сульфатную составляющую подвергают десульфатации в растворе NaOH, Na2CO3 и восстановительной электроплавке.

Пример 3

0,5 т аккумуляторного лома подвергают измельчению, классификации и разделению аналогично примеру 1. Металлизированную фракцию, содержащую до 94% Pb и до 6% Sb, направляют на электроплавку. Из органической фракции выделяют в виде товарного продукта полипропилен, полиэтилен, эбонит. Тяжелую фракцию, содержащую поливинилхлорид, направляют на захоронение. Свинецсодержащую пульпу крупностью -1 мм, которая составляет примерно 0,3 м3, подвергают дополнительному измельчению в барабанном классификаторе. Полученные пески крупностью -1 мм в количестве 0,01 м3 отделяют и направляют на металлургический передел. Слив - 0,04 мм в количестве 0,29 м3 разбавляют оборотной водой до содержания твердого 100-150 г/л и направляется на разделение на концентрационном столе по удельному весу с получением пульпы окислов свинца и пульпы сульфатной составляющей. Из пульпы окислов свинца после обезвоживания поучают кек, который выводят из технологического процесса в виде товарного промпродукта. Кек содержит 75 мас.% окислов свинца, 2-3 мас.% металлического свинца при степени окисленности 75-85%. Крупность частиц (95%) - 0,04 мм. Оставшуюся сульфатную составляющую направляют на восстановительную электроплавку с получением марочного свинца. В ходе процесса из оборотной воды удаляют загрязняющие ее частицы поливинилхлорида, которые направляют на захоронение.

Таким образом, предлагаемый способ переработки аккумуляторного лома позволяет исключить стадию переплава в отношении части перерабатываемого материала, который выводится из процесса в виде готового промпродукта. За счет этого потери свинца сокращаются не менее чем на 5%. Процесс является более экологически безопасным за счет снижения сопровождающих плавку выбросов сернистых газов. Значительно сокращаются энергетические затраты и затраты на утилизацию вредных веществ.

Фазовый и гранулометрический состав получаемого промпродукта позволяет, в частности, использовать его при производстве активной массы аккумуляторов, в результате чего снижается себестоимость их изготовления. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ переработки свинцового аккумуляторного лома в потоке оборотной воды, включающий измельчение, мокрый рассев материала по крупности на фракции, разделение фракций на органическую, окисно-сульфатную и металлизированную с последующей электроплавкой двух последних и классификацией органической фракции на легкую и тяжелую фракции, отличающийся тем, что перед электроплавкой окисно-сульфатную фракцию подвергают дополнительному измельчению до крупности - 0,04 мм и выделяют из нее фракцию окислов свинца, которую выводят из процесса в виде товарного промпродукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфатную составляющую окисно-сульфатной фракции перед плавкой подвергают десульфатации.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что из загрязненной оборотной воды извлекают в отвальный продукт содержащуюся в ней тяжелую органику.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru