Свинцово-кислотных аккумуляторов

Вторичные сырьевые ресурсы играют все возрастающую роль в производстве цветных металлов, что в полной мере относится и к свинцу. В мировой практике все большее значение приобретает использование вторичного свинца, получаемого от переработки аккумуляторного лома, кабельных оболочек, рольного свинца и других видов свинецсодержащих отходов. Этому способствуют ограниченность сырьевых ресурсов свинца, ухудшение их качества, а также возрастающие требования по охране окружающей среды.

В сложившихся условиях единственно правильным выходом из существующего положения является создание региональных систем сбора аккумуляторного лома и его комплексная переработка с получением товарного свинца и его сплавов.

Из мировой практики [1] известны следующие методы переработки аккумуляторного лома: металлургические; химические; электрохимические.

Металлургические методы включают переработку лома в шахтных печах совместно с первичным сырьем или отдельно, в короткобарабанных вращающихся печах и электротермических печах.

К химическим методам относится восстановление свинцовых соединений с помощью процессов контактного вытеснения более электроотрицательными металлами. Электрохимические методы включают элетролиз, как водных растворов, так и расплавов.

Основными требованиями к переработке свинецсодержащего сырья являются:

· максимально возможное использование всех компонентов исходного сырья;

· минимальные потери металла;

· минимальный расход энергоресурсов;

· минимальное образование отходов производства;

· утилизация неперерабатываемой части отходов;

· исключение загрязнения окружающей среды вредными выбросами.

Существуют различные подходы к выбору технологической схемы переработки, а именно: восстановительная плавка неразделанного лома или плавка с предварительной разделкой на отдельные составляющие (металлическая часть, оксидно-сульфатная фракция, пластмасса, эбонит и сепараторы).

Переработка аккумуляторного лома с предварительной его разделкой имеет ряд преимуществ: органические соединения (корпуса, крышки, сепараторы) выводятся из процесса до стадии металлургического передела. Из них могут быть извлечены полезные компоненты, например полипропилен. Металлургическая переработка предварительно разделанного сырья идет с меньшим выделением газа и пыли, с получением примерно половины свинца в виде сплава с сурьмой.

Наиболее распространенная технологическая схема переработки аккумуляторного лома приведена на рис. 10.

Схема предусматривает, прежде всего, централизованный слив электролита и его последующую регенерацию, что исключает попадание серной кислоты в почвы и водоемы. Нейтрализация собранного электролита экономически нецелесообразна. Поэтому разработана технология его очистки, т. е. фильтрация от шлама и последующая электрохимическая очистка от органических и металлических примесей. Очищенный электролит представляет собой товарную продукцию.

Аккумуляторные батареи (АБ) после слива электролита поступают на ручную или механизированную разделку. Механизированная разделка заключается в дроблении аккумуляторов в молотковых дробилках и последующем гидросепарировании, при котором лом разделяется на металлическую часть, шлам, пластмассу и сепараторы.

Рис. 10. Технологическая схема комплексной переработки лома аккумуляторных батарей

Металлическая часть лома подвергается низкотемпературной переплавке с получением свинцово-сурьмянистых сплавов СсуА, Ус. Плавка производится в электрокотлах при температуре 450 500°С, что не требует особых мер экологической защиты.

Шлам, представляющий собой оксидно-сульфатную фракцию, подвергается высокотемпературному восстановлению в металлургических установках. Наиболее пригодны для этих целей электротермические установки, имеющие ряд преимуществ перед другими печами. В электротермических установках предусмотрена трехступенчатая очистка отходящих газов от пыли. Пыль по замкнутому циклу возвращается в печь. Извлечение свинца из шлама составляет примерно 98%.

Получаемый черновой свинец далее подвергается рафинированию до марок С1 и С0. Одной из основных проблем при металлургической переработке оксидно-сульфатной фракции аккумуляторного лома является утилизация серы, входящей в состав сульфатов свинца. Фирмой «Engitec» (Италия) предложен способ предварительной десульфатации оксидно-сульфатной фракции с помощью кальцинированной или каустической соды. Десульфатация осуществляется по реакциям:

2NaOH + PbSO₄ = Na₂SO₄ + PbO·H₂O; (16)

Na₂CO₃ + PbSO₄ = PbCO₃ + Na₂SO₄. (17)

Паста, представляющая собой оксиды или карбонаты свинца, после обезвоживания на фильтр-прессе, подвергается высокотемпературному восстановлению.

Раствор сульфата натрия направляется в испарительно-кристаллизационную установку, в которой поток насыщенного кристаллами рассола экстрагируется и центрифугируется. Маточный раствор возвращается в процесс, а кристаллы Na₂SO₄ высушиваются и реализуются в качестве товарной продукции.

Пластмасса после отмывки и сушки подвергается дроблению, после чего может быть использована как товарный продукт. Сепараторы подлежат захоронению. Эбонит может быть использован в термических печах в качестве дополнительного топлива и восстановителя.

В ряде случаев появляется необходимость в рафинировании до мягкого свинца свинцово-сурьмянистых сплавов, получаемых выплавкой металлической части аккумуляторного лома.

Комплексная переработка аккумуляторного лома организована в России, например, на Северо-Западном свинцовом заводе (г. Гатчина, Ленинградская обл.).

Данная проблема актуальна и для Республики Беларусь.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: