Утилизация отработанных свинцовых аккумуляторов

    В кампаниях по получению сплавов, содержащих олово и мышьяк в качестве легирующих компонентов, проводят плавку с включением в шихту съемов окислительного или щелочного рафинирования. В этом случае при плавке получают черновой свинцово-сурьмяный сплав с необходимым содержанием в нем олова и мышьяка, проводят его рафинирование от меди ликвацией и сульфидированием. Готовый сплав разливают. Медные съемы, полученные при ликвации, накапливают и перерабатывают в кампаниях по получению медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов.

    В случае плавки с непрерывным выпуском свинцово-сурьмяного сплава и получением штейна на плавку при получении медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов возвращают все медные съемы, т.к. избыточная медь выводится из процесса со штейном. При этом контролируют температуру процесса, которая в области фурм не должна превышать 1200 ⁰C, а контролируемая температура штейна на выпуске не должна превышать 1050 ⁰C. Температуру процесса регулируют содержанием кокса, количеством дутья и содержанием в нем кислорода (при необходимости проводят обогащение дутья кислородом). Температуру донного свинца поддерживают при постоянной температуре процесса и производительности за счет содержания свинца в шихте, меняя при необходимости ее состав. При этом высота слоя свинца в печи определяется, например, высотой порога сифона. Максимальное отношение количества меди к количеству свинца в загрузке при плавке с получением медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов по первому варианту технологии равно максимально допустимому значению этого отношения в сплавах. Это определяется возможностью получения сплавов без рафинирования их от меди. Поскольку при плавке без получения штейнов переход меди в шлак и пыли незначителен и она практически полностью остается в сурьмянистом свинце, это отношение равно 1. В противном случае происходит циркуляция меди, что вызывает неоправданные затраты.

    Максимальное  отношение количеств олова и  мышьяка к количеству свинца в  загрузке в сравнении с этим отношением в сплавах определяется несколько  большим переходом этих компонентов  в шлак и пыли плавки по сравнению  с свинцом ввиду их большего сродства к кислороду. При плавке с непрерывным получением свинцово-сурьмяного сплава и штейна максимальное отношение количества меди к количеству свинца в загрузке в случае с получением медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов в сравнении с максимально допустимым значением этого отношения в сплавах определяется возможностью вывода меди в штейн без повышения ее содержания в сплаве и без значительного увеличения количества штейна, с которым теряется свинец.

    Максимально допустимая температура штейна определяется возможностью проводить внутрипечное рафинирование свинца от меди, т.к. при превышении этой температуры возрастает температура свинца и содержание в нем меди.

    Отношение проплава печи по свинцово-сурьмяному сплаву, отнесенного к площади  пода печи, т/(м²·ч), к высоте ванны свинца в печи, м, должно быть таким, чтобы не происходил перегрев донного сурьмянистого свинца и не увеличивалось содержание меди в нем (верхний предел), но не происходило переохлаждение сурьмянистого свинца, вызывающее трудности при его выпуске (нижний предел). 
 

    Примеры осуществления.

    1. Отработанные свинцово-кислотные  аккумуляторы вскрывали, отделяли  сернокислотный электролит, который  направляли на утилизацию, а затем  проводили разделку и сепарацию  лома с выделением органических составляющих, сульфатно-окисной пасты, направляемой на самостоятельную переработку, и пластин и полюсов из свинцово-сурьмяных сплавов. Пластины и полюсы содержали в среднем, мас. %: 90,2 Pb; 5,2,Sb; 0,15 Cu; 0,05 As и 0,07 Sn. Их плавили в руднотермической электропечи с флюсами и коксиком с получением чернового свинцово-сурьмяного сплава, который затем рафинировали с получением сплава ССуА, содержащего 0,2% меди, 0,01% олова и 0,01% мышьяка. Рафинирование от олова и мышьяка проводили окислительным способом в отражательной печи. Съемы окислительного рафинирования, содержащие, мас. %: Pb - 85; Sb - 7,4; As - 1,3; Sn - 1,5, накапливали. Их переработку проводили в кампаниях по получению сплава УС-1, содержащего 0,05 - 0,07% меди, 0,11 - 0,15% олова и 0,14 - 0,20% мышьяка. В этих кампаниях сплав, полученный при плавке пластин и полюсов, рафинировали от меди, а затем для снижения содержания сурьмы добавляли свинец. Медные съемы, содержащие в среднем, мас.%: 80,2 Pb; 5,4 Sb; 3,5 Cu; перерабатывали в кампаниях с получением сплава ССуА. По существующей технологии при получении сплава УС-1 на легирование его оловом и мышьяком употребляют металлическое олово и мышьяково-свинцовую лигатуру. Использование предлагаемого способа позволяет сократить их употребление. При увеличении максимального отношения количества меди к количеству свинца в загрузке при плавке с получением медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов свыше максимально допустимого значения этого отношения в сплавах происходило повышение содержания меди в сплавах, что вызывало необходимость их рафинирования от меди. В случае получения избыточного количества медных съемов более рациональна их переработка в отдельном агрегате, например плавкой в отражательной печи с сульфатом натрия по известному способу, или фьюмингованием совместно с другими свинецсодержащими продуктами-шлаками, съемами с получением медных штейнов. Аналогично при увеличении максимального отношения количества олова и мышьяка к количеству свинца в загрузке сверх заявляемого предела происходило превышение необходимого содержания олова и мышьяка в сплаве, что вызывает необходимость рафинирования от них и увеличивает количество оборотов.

    2. Отработанные свинцово-кислотные  аккумуляторы вскрывали, отделяли  сернокислотный электролит, который  направляли на утилизацию. Неразделанные аккумуляторы шихтовали с флюсами (железным ломом и известняком) и углеродистым восстановителем (коксом) и плавили в шахтной печи с продувкой воздушным дутьем. Перерабатываемый лом содержит в среднем, мас.%: Pb - 63; Sb - 2,3; Cu - 0,15; As - 0,09; Sn - 0,07. Плавку вели с непрерывным получением чернового сурьмянистого свинца и штейна, в который связывали серу, содержащуюся в органических составляющих аккумуляторного лома и остатках кислотного электролита. Штейн, содержащий до 10% свинца и до 3% меди, периодически выпускали из печи совместно со шлаком, отделяли его от шлака и направляли на переработку с первичным сульфидным свинцовым сырьем для извлечения свинца и получения медных продуктов, пригодных к самостоятельной переработке. Черновой свинцово-сурьмяный сплава непрерывно поступал во внутренний горн печи, из которого через сифон подавался на розлив в чушки. Затем разлитый сплав рафинировали в соответствии с требуемой продукцией по технологии, аналогичной описанной выше. Температуру процесса плавки контролировали по температуре штейна на выпуске.

    При повышении температуры свыше 1050 ⁰C происходило повышение содержания меди в сплавах, получаемых в кампаниях по получению медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов, несмотря на то, что значение отношения содержания меди к содержанию свинца в загрузке не превышало допустимого. Превышение значения отношения содержания меди к содержанию свинца в загрузке над значением этого отношения в сплаве более чем в 3 раза не позволяло получать медьсодержащие свинцово-сурьмяные сплавы требуемого состава без рафинирования от меди. Поэтому "залповая" переработка медных съемов нежелательна. Высоту слоя свинцово-сурьмяного сплава поддерживали равной 0,5 м, а величину проплава печи по свинцово-сурьмяному сплаву варьировали. При значении отношения проплава печи по свинцово-сурьмяному сплаву, отнесенного к площади пода печи, т/(м2·ч), к высоте ванны свинца в печи больше верхнего значения заявляемого предела (1,7) происходил рост температуры свинца на выпуске из сифона до 600 – 650 ⁰C и росло содержание меди в нем до 0,3 - 0,5% при сохранении всех других параметров процесса в заявляемых пределах. В то же время снижение этого отношения по сравнению с заявляемыми пределами (0,7) приводило к зарастанию сифона выделяющимися медьсодержащими частицами и нарушению хода процесса.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература 

1. Морачевскнй А.Г., Вайсгант З.И. Применение электрохимических  методов в технологии производства вторичного свинца // Журнал прикладной химии. 1993. Т. 66. Вып. 1.
2. Исаева Н. В., Сердюк А.И. Проблемы и перспективы электрохимической переработки свинцово-кислотных аккумуляторов // Экотехнологии и ресурсосбережение. Киев. 2005. № 5.
3. http://referats.allbest.ru/ecology/8700323280.html
4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Свинцово-кислотный_аккумулятор