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.

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.

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 20.08.2004        БИ: 23/2004