Способ переработки отработанных аккумуляторных батарей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ.Союз Советских

Социалистических

Республик

< 996488

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 04. 06. 81 (21) 3296776/22-02 . с присоединением заявки №вЂ” (23 } П риоритет

Опубликовано .1 5. 02. 83. Бюллетень №6 (5I)M. Кл.

С 22 В 7/00

Гасударственный квинтет

СССР ав девам нзовретенн»

I н втнрытий (53) УДК669.054.

85(088.8) Дата опубликования описания 15.02.83 (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ АККУИУЛЯТОРНЫХ

БАТАРЕЙ

Изобретение относится к цветной металлургии, s частности к способам переработки лома цветных металлов.

Известен способ переработки аккумуляторного лома плавкой с содой, железным скрапом, углеродосодержащим .восстановителем и флюсующими добавками, при этом плавку ведут сначала с содой, флюсующими добавками и углеродосодержащим восстановителем, а затем вводят железный скрап и нагревают расплав до 12501300 С. Способ позволяет повысить извлечение свинца до 944, а сурьмы до 90 6 11 3 .

Недостатком способа является образование большого количества шлаков, содержащих 2-4В свинца, которые не являются отвальными, и кроме- это-. го образуется до 25-301 пылей, с которыми теряется сурьма.

Наиболее близким к изобретению по технической сути, и достигаемому результату является способ переработ2 ки отработанных аккумуляторных батарей, включающий разделение их на металлизированную и -окисно-сульфатную фракции с последующей электроплавкой в присутствии углекислого натрия, углеро содержащего восстановителя и флюса 3 2 1.

Недостатками прототипа являются: недостаточно высокое извлечение свинца (97,5. .;), что можно объяснить об.разованием значительного количества пылей и сульфидных съемов; получение чернового свинца, содержаЩего до

0,53 сурьмы, что требует дополнительной его рафинации; недостаточно высокое извлечение сурьмы до1,91Ц, что можно о6ъяснить образованием большого количества возгонов, содержащих 4-63 сурьмы, и кроме этого зчачительная часть сурьмы переходит в сульфидине съемы.

Цель изобретения - повышение сте-. пени извлечения свинца и сурьмы и

3 996488 4

Использование этого шлака в качестве флюса при плавке окисно-сульфатной фракции позволяет сократить расход. соды и флюсующих реагентов, так как количество оксидов натрия, кальция и .кремния в шлаке достаточно для протекания реакции восстановления свинца из его оксида и сульфата до металлической фазы.

Кроме того, за счет йрисутствующего оксида натрия происходит рафинирование свинца от сурьмы, так как образуется антимонат натрия, что позволяет получить свинец, не требующий дополнительной рафинации.

Применение в качестве флюса при плавке окисно-сульфатной фракции шлака, получаемого в результате плавки металлизированной фракции .и флюса, получаемого в результате плавки окисно»сульфатной Фракции для плавки металлизированной фракции, позволяет резко сократить энергетические затраты, так как полученные шлаки имеют .температуру до 1200 С, о что позволяет проводить плавку ме таллизированной фракцйи практически без дополнительного нагрева, а при плавке окисно-сульфатной фракции тепло необходимо только на расплавленйе, вновь вводимого количества флюсующих реагентов.

Использование такого шлака в качестве флюсующего реагента позволяет значительно сократить расход углекислого натрия, так как присутствующий в шлаке оксид натрия (до 403 ) способен заменить- углекислый натрий. при соотношении (2-4 ): 1. селективного разделения свинца и свинцово-сурьмянистого сплава.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки отработанных аккумуляторных батарей, включающем разделение их на металлизированную и окисно-сульфатную фракции с последующей электроплавкой в присутствии углекислого натрия, углеродсодержащего восстановителя и флюса, 10 плавку окисно-сульфатной фракции ведут с использованием в качестве флюса шлака, полученного в результате плавки металлизированной фракции и углекислого натрия в соотношении (2-4 1:1 а плавку металдизированной фракции ведут под слоем флюса, в качестве которого используется шлак плавки окисно-сульфатной фракции.

Использование .в качестве флюса

flpH плавке QKHcHo-ñóëüôàòíîé фракции шлака, полученного в результате плавки металлической фракции и содержащего оксиды кремния, натрия, кальция и свинца позволяет сократить потери металлов со шлаком, так как в результате плавки металлической фракции образуются шлаки, обладающие легкоплавкостью и .высокой

30 реакционной способностью по отношению к сульфату свинца. Присутствующий в шлаке оксид свинца способен вступать во взаимодействие с сульфатом свинца в присутствии углерода по реакции 35

За счет этого происходит обеднение шлака по свинцу, что также приво- 40 дит к увеличению извлечения металла в готовую продукцию. Кроме этого плавка с таким флюсом возможна при более низких температурах, что сокращает возгонку свинца и сурьмы и снижает их потери.

При плавке металлизированной фракции используется шлак, полученный при электроплавке окисно-сульфатной фракции, который в своем составе содержит до 403 оксида натрия, а также оксиды кремния, кальция, железа и свинца. Илак такого состава имеет малый удельный вес и поэтому всегДа находится на поверхности свинцового расплава, не смешиваясь с ним и предотвращая его окисление, что снижает лотери металла с возгонами.

Введение в состав шихты указанного шлака в соотношений с углекислым натрием меньше, чем 2:1 требует до.-, полнительного введения флюсующих реагентов для образования силикатно-. натриевого шлака, обладающего малой растворимостью свинца и сурьмы.Использование шлака в соотношении с углекислым натрием больше чем 4:1, во-первых, приводит к.образованию шлаков, растворимость свинца в которых достигает 2-33, что увеличивает потери металла, а, во-вторых, получающиеся шлаки имеют высокую температуру плавления, что приводит к излишнему расходу электроэнергии и образованию значительного количества пыли, что также .- снижает извлечение металла.

996488

Получаемый при этих условиях шлак— используется в качестве покровного флюса при электроплавке металлической фракции, так как он обладает значительно меньшей плотностью и не 5 смешивается g расплавленным свинцом.

Имеющийся в составе покровного флюса свинец в аксидной форме вступает в.— реакцию. взаимодействия с сульфидом свинца,- присутствующим в малых количествах в металлической фракции, что также приводит к повышению его извлечения в металл.

Раздельная переработка фракции позволяет получить-при плавке окисно- 1 сульфатной фракции черновой свинец, содержащий менее 0,13..сурьмы, что не требует его дополнительной рафинации. Проведение электроплавки металлизированной фракции под слоем по- . 2Ф кровного флюса позволяет сократить . пылевынос. и уменьшить потери свинце и сурьмы с возгонами. До 703 получаемого при этом шлака .поступает на электроплавку окисно-сульфатной фрак-И ции в качестве флюсующего реагента, что позволяет значительно снизить потери металла со шлаком.

Пример . Опыт проводится на разделенном на металлизироввннув и 30 окисно"сульфатную фракции аккумуляторном ломе.

Получается, 3Баланс металлов сурьма свинец

100

100

На плавку направляют 100 кг металлизированной фракции и 20 кг флюса

1,алака, полученного при плавке окис35 но"сульфатной фракции . С этим количеством в плавку поступает,93 кг свинца и 6 кг сурьмы. 8 результате плавки получается 98 кг металличес46 кого сплава, содержащего 934 свинца. и 5,63, сурьмы. Извлечение в сплав свинца - 983, а сурьмы - 91, 463.

Кроме этого получается 22 кг шлака с содержанием 6,343 свинца;

0,1743 сурьмы; 523 Na20,27; 5 » Sip

144 СаО.Потери свинца со шлаком составляют 1,53, а сурьмы - 0,6М.

Получается также 2 кг пыли, содержащей 234 РЬ и 243 Sb. Потери свин-Зе ца с пылью составляют 0,53, а сурьмы - 83.

Загружается металлическая фрак- 55 ция Д

Сплав 98 91,46

Шлак 1,5 0,54

Пыль 05 8 0

Итого 100 100

При плавке окисно-сульфатной фракции -загружают шихту следующего сос" тава: окисно-сульфатная фракция 50 кг;

76,33; шлак 10 кг; 15,2Ф; углекислый= натрий 2,5 кг» g 8 ; кокс 3 кг; 4,73.

Окисно сульбатная фракция содержит, 751 свинца и 0,53 сурьиы,при этом в плавку поступает 37,5 кг свинца и

0,25 кг сурьмы. 8 качестве флюсующего реакента используется шлак, содержа-. щий,В: Pb 62; Sb 0,18; N>0 52;

5i0 28,5; СаО 13,1. Температура шлака

1000 С. Со шлаком в плавку вводят . .

0,62 кг свинца и 0,018 кг сурьмы.

Общее количество свинца в- плавке

38,124 кг, а сурьмы-0,268 кг.

Шлак и углекислый натрий вводятся в шихту в соотношении 4: 1(т.е.

10 кг: 2,5 кг ).. Перемешанные компоненты шихты вводят в печь и плавят в течение 1 ч. При этом температура на поверхности печи достигает 1200 С.

При этой температуре расплав выдерживают в течение 30 мин и затем производят раздельный выпуск свинца и шлака. Свинец выпускается по возможности полностью, а шлак - частично, 20 кг остается для образования покровного флюса, при плавке металлиэированной фракции. Состав остаточного шлака, вес.Ф: На О 33; Si0@35l

СаО 16; Fe8 15; Pb 0,9; Температур

1200о

В результате плавки получается

37,7 кг сплава с содержанием свинца

99,943 и сурьмы 0,043 (который не требует дальнейшей очистки ). Следовательно, в сплав переходит 37,48 кг свинца, что составляет 98, 33 от свинца в загрузке и 0,203 кг сурьмы, что составляет 853 от сурьмы в загрузке.

Кроме металлического сплава получается 24,5 кг шлака с содержанием

1,953 свинца. Следовательно, в шлак переходит 0,477 кг свинца, что составляет 1,253 от свинца в загрузке.

Сбдержание сурьмы в шлаке 0,093 и потери сурьмы по шлакам составляют 5Ж от общего количества.

Получается также 2 кг пыли с содержанием 8,153 свинца и 2,171 сурьмы, потери свинца с пылью составят

0,451, а сурьмы - 103.

9964ВВ Ь цово-кальциевого сплава. Содержание сурьмы в нем не превышает 0,11.

Таким образом, использование способа переработки аккумуляторного лома позволяет: повысить извлечение свинца на 1,4-1,5i; повысить извлечение сурьмы на 7,65-7,741; получить свинец, практически свободный от сурьмы; сократить расход углекислого натрия на 2,5-3,0i сократить знергозатраты эа счет использования огненно-жидких шлаков.

Баланс металлов

Загружается окисно-сульфатная фракция, сурьма

93,28 свинец

98,3

6,72

mI1BKð3

Итого

100

100

Формула изобретения

1,25 5

Шлак

Пыль

Итого

0,45 10

100 100

Безвозвратные потери в первой стадии с выводимым шлаком составляют свинца - 0,791 и сурьмы — 0,430.

Во второй стадии из процесса выводится 4,5 кг шлака и безвозвратные потери составляют 0,233 и 0,923 сурьNbl .

Извлечение свинца по двум стадиям ЗО составляет 98,98 а сурьмы — 98,65

В результате переработки аккумуляторного лома по предлагаемому способу получается B перво. I стадии плавки металлизированной фракции свинцово-сурьмянистый сплав с содержанием

4-63 сурьмы, что удовлетворяет требованиям ГОСТа на свинцово-сурьмянистый сплав марки ССуА. Во второй стадии плавки окисно"сульфатной фрак- о ции получается свинец, который без дополнительной рафинации может быть использован для получения свинСоставитель К.Дьяконов

Редактор Т.Парфенова Техред 11.Пекарb

Корректор Е. Рошко

Заказ 848/36 Тираж 625

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Свинец металлический, 98, 3 85

Способ переработки отработанных аккумуляторных батарей, включающий разделение их на иеталлизированную и окисно-сульфатную фракции с последующей злектроплавкой в присутствии углекислого натрия, углеродсодержащего восстановителя и флюса, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени извлсчения свинца и сурьмы и селективного разделения свинца и свинцово-сурьмяного сплава, плавку окисно-сульфатной фракции ведут с использованием в качестве флюса шлака, полученного в результате плавки металлизированной фракции и углекислого натрия в соотношении 2-4 ):1, а плавку металлизированной фракции ведут под слоем флюса, в качестве которого используют шлак плавки окисно-сульФатной фракции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 709708, кл. С 22 B 7!00, 1980.

2. Гудкович В.М. и др. Способ переработки лома свинцовых аккумуляторов. И., 1970, с.39-40,