Спосіб переробки відпрацьованих свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей

Реферат: Винахід належить до галузі металургії, а саме до способу переробки свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей. Спосіб включає механічне подрібнення акумуляторів і акумуляторних батарей, відділення шляхом мокрого грохочення піщано-шламистої фракції як продукту для переплавлення, гідросепарування з виводом металевої фракції як продукту для переплавлення, виведення поліпропілену або співполімеру пропілену на переробку, виведення важких пластмас на утилізацію, переплавлення піщано-шламистої фракції і металевої фракції в роторних барабанних печах і рафінування отриманого в цих печах чорнового свинцю. При цьому гідросепарування проводять в трьох гідросепараторах, причому в першому гідросепараторі відокремлюють крупнокускові продукти подрібнення - металеву фракцію від основної маси пластмас в потоці висхідної води зі швидкістю 0,05-0,35 м/с з барботуванням її 3 стисненим повітрям зі швидкістю його подачі 90-200 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку, після чого металеву фракцію направляють в другий гідросепаратор, в якому в потоці висхідної води зі швидкістю 0,01-0,066 м/с з барботуванням її стисненим повітрям зі 3 швидкістю подачі 15-45 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку відокремлюють металеву фракцію від залишків пластмас, з першого і другого гідросепараторів пластмаси UA 97902 C2 направляють в третій гідросепаратор, в якому в потоці проточної води з витратою 0,04-0,12 3 м /год. при швидкості подачі маси пластмас 300-1800 кг/год. відокремлюють поліпропілен або співполімер пропілену від важких пластмас і залишків піщано-шламистої фракції, яку перед її плавкою піддають десульфатації в закритому резервуарі шляхом хімічної реакції з карбонатом натрію і водою: 2PbSO4 + 3Na2CO3 + Н2О  Рb2(СО3)2(ОН)2 + 2Na2SO4 + СО2 + теплота, (1) з отриманням гідрокарбонату свинцю, сульфату натрію і вуглекислого газу, причому хімічну реакцію проводять з перемішуванням лопатевою мішалкою і додатковим перемішуванням за рахунок рециркуляції реагуючої суміші в закритому резервуарі з інтенсивністю потоку 3 рециркуляції 12-60 м /год., після чого продукти хімічної реакції пропускають через фільтрувальний прес для відділення твердих частинок від розчину сульфату натрію, де їх 3 піддають продуванню стисненим повітрям з інтенсивністю 6-18 м /год. на одну тонну твердих частинок, що продувають, і далі, як осад з фільтрувального преса, тверді частинки у вигляді кеку десульфатованої піщано-шламистої фракції надходять як продукт на переплавлення. Винахід забезпечує збільшення ефективності гідросепарування, усунення з техпроцесу сполук сірки з отриманням сульфату натрію і підвищення вилучення свинцю, поліпропілену, зменшення при плавці викиду в атмосферу шкідливих сірчаних газів. UA 97902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі металургії, а саме до переробки відпрацьованих свинцевокислотних акумуляторів і акумуляторних батарей і може знайти використання у відповідних технологіях. Відомий спосіб переробки свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей (виробів), згідно з яким проводять шахтну плавку свинцевих агломератів, отриманих з подрібнених виробів, після чого проводять рафінування чорнового свинцю [Зайцев В.Я., Маргулис Е.В. Металлургия свинца и цинка. Учебное пособие для вузов - М: Металлургия, 1985. – С. 8-12, 26-35, 75-83]. Недоліками способу-аналога є: - ручне оброблення свинцевого лому і ручна сепарація на металеву фракцію, піщаношламисту (оксидно-сульфатну) фракцію, поліпропілен і важкі пластмаси, що призводить до низької продуктивності; - непередбачена переробка і отримання вторинного поліпропілену; - агломерація свинцевого лому призводить до великого виділення в атмосферу шкідливих сірчаних газів, крім того, агломерація дає неповне вилучення сірки з піщано-шламистої фракції, внаслідок чого при подальшій плавці також виділяється достатньо велика кількість сірчаних газів; - при шахтній плавці виходить відносно низький відсоток вилучення свинцю - 93-94 мас. %. В даний час до технологій переробки виробів пред'являються підвищені вимоги по продуктивності праці, максимальному вилученню свинцю і ін. матеріалів (наприклад, поліпропілену), зменшенню викиду в атмосферу шкідливих газів. Тому спосіб-аналог не може задовольнити сучасного виробника вторинного свинцю. Як найближчий аналог нами узятий спосіб переробки свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей (виробів), згідно з яким проводять механічне подрібнення виробів, здійснюють відділення шляхом мокрого грохочення піщано-шламистої (оксидно-сульфатної) фракції як продукту для переплавлення, проводять гідросепарування з виведенням металевої фракції (струмовідводів і струмоведучих деталей) як продукту для переплавлення, виведенням поліпропілену або співполімеру пропілену на переробку, виведенням важких пластмас (ебоніту і сепараторів) на утилізацію, переплавлення піщано-шламистої фракції і металевої фракції в роторних барабанних печах і рафінування отриманого в роторних барабанних печах чорнового свинцю [Свинец вторичный: Монография/ Бредихин В.Н., Маняк Н.А., Кафтаненко А.Я. Донецк: ДонНТУ, 2005. – С. 48-105]. Спосіб - найближчий аналог, в порівнянні з аналогом, має ряд переваг: високу продуктивність праці за рахунок механізації подрібнення виробів; вилучення супутніх продуктів переробляють і отримують вторинний поліпропілен або співполімер пропілену; вищий відсоток вилучення свинцю за рахунок використання роторних барабанних печей, в яких забезпечується кращий контакт компонентів шихти при їх перемішуванні унаслідок обертання печі, забезпечується підвищена температура за рахунок підігріву дуття газовими пальниками, і як наслідок, забезпечується повніше відновлення металевих компонентів шихти (свинцю, сурми, олова і ін. елементів). Недоліками цього способу є: - все ще низьке вилучення свинцю - 95-97 мас. %, оскільки частина його втрачається при гідросепаруванні, частина йде разом з сірчаними сполуками в шлак при плавці в роторних барабанних печах; - низька якість відокремленого поліпропілену або співполімеру пропілену - 99,5 мас. % (залишок - важкі пластмаси і свинець), оскільки не оптимізована операція гідросепарування; - великий викид в атмосферу шкідливих сірчаних газів при плавці, оскільки, не передбачена попередня десульфатація піщано-шламистої (оксидно-сульфатної) фракції перед її плавкою. У основу винаходу поставлена задача удосконалення способу переробки свинцевокислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, при якому підвищується вилучення свинцю, підвищується якість вилученого поліпропілену, зменшується при плавці викид в атмосферу шкідливих сірчаних газів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі переробки свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, згідно з яким проводять їх механічне подрібнення, здійснюють відділення шляхом мокрого грохочення піщано-шламистої фракції як продукту для переплавлення, проводять гідросепарування з виведенням металевої фракції як продукту для переплавлення, виведення поліпропілену або співполімеру пропілену на переробку, виведенням важких пластмас на утилізацію, переплавлення піщано-шламистої фракції і металевої фракції в роторних барабанних печах і рафінування отриманого в роторних барабанних печах чорнового свинцю, згідно з винаходом, гідросепарування проводять в трьох гідросепараторах, причому в першому гідросепараторі відокремлюють крупнокускові продукти 1 UA 97902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 подрібнення - металеву фракцію від основної маси пластмас в потоці висхідної зі швидкістю 3 0,05-0,35 м/с води з барботуванням стисненим повітрям зі швидкістю подачі 90-200 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку, після чого металеву фракцію направляють в другий гідросепаратор, в другому гідросепараторі в потоці висхідної зі швидкістю 0,01-0,066 м/с 3 води з барботуванням стисненим повітрям із швидкістю подачі 15-45 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку відокремлюють металеву фракцію від залишків пластмас, з першого і другого гідросепараторів пластмаси направляють в третій гідросепаратор, в третьому 3 гідросепараторі в потоці проточної води з витратою 0,04-0,12 м /год. при швидкості подачі маси пластмас 300-1800 кг/год. відокремлюють поліпропілен або співполімер пропілену від важких пластмас і залишків піщано-шламистої фракції, піщано-шламисту фракцію перед її плавкою піддають десульфатацїї в закритому резервуарі шляхом хімічної реакції з карбонатом натрію і водою: (1) 2PbSO4 + 3Na2CO3 + Н2О  Рb2(СО3)2(ОН)2 + 2Na2SO4 + СО2 + теплота, з отриманням гідрокарбонату свинцю, сульфату натрію і вуглекислого газу, причому хімічну реакцію проводять з перемішуванням лопатевою мішалкою і додатковим перемішуванням за рахунок рециркуляції реагуючої суміші в закритому резервуарі з інтенсивністю потоку 3 рециркуляції 12-60 м /год., після чого продукти хімічної реакції пропускають через фільтрувальний прес для відділення твердих частинок від розчину сульфату натрію, де тверді 3 частинки піддають продуванню стисненим повітрям з інтенсивністю6-18 м /год. на одну тонну твердих частинок, що продуваються, і далі як осад з фільтрувального преса тверді частинки у вигляді кеку десульфатованої піщано-шламистої фракції надходять як продукт на переплавлення. Розкриємо суть заявленого технічного рішення. Завдяки вказаному способу гідросепарування, вдається підвищити вилучення свинцю, підвищити якість поліпропілену, який вилучається. У першому гідросепараторі висхідний потік води і бульбашки повітря, що піднімаються, вимивають шматочки пластмас з металевої фракції у верхню частину гідросепаратора, де вони вилучаються з води. При цьому вимиваються великі шматочки пластмас, розміром 10-80 мм, які складають основну частину фракції пластмас. Крім того, вимивається частина залишку піщаношламистої фракції, що не повністю вилучена при мокрому грохоченні. Якщо подавати воду висхідним потоком зі швидкістю менше ніж 0,05 м/с, а барботування повітрям проводити з 3 меншою швидкістю ніж 90 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку, то в металевій фракції будуть присутні шматочки важких пластмас (ебоніту, сепараторів, поліетилену). Проводити гідросепарування у висхідному потоці зі швидкістю, більшою ніж 0,35 м/с, і барботування повітрям зі швидкістю, більшою ніж 200 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку, недоцільно, оскільки це не збільшує ефективність гідросепарування. Крім того, перевищення швидкостей вище за верхні межі призводить до переповнювання гідросепаратора і викидів з нього рідини. Після першого гідросепаратора в металевій фракції залишається до 10 мас.% пластмас, причому серед них домінують найбільш дрібні шматочки пластмас 2-10 мм. Після першого гідросепаратора металеву фракцію із залишками пластмас і піщаношламистої фракції направляють на другий гідросепаратор, де висхідний потік води і бульбашки повітря, що піднімаються, вимивають дрібні шматочки пластмас, що залишилися, з металевої фракції у верхню частину гідросепаратора, де вони вилучаються з води. Крім того, вилучається залишок піщано-шламистої фракції. При цьому бульбашки повітря ефективніше відокремлюють шматочки пластмас, які налипли на металеві шматочки. Якщо подавати воду висхідним потоком зі швидкістю, меншою ніж 0,01 м/с, а барботування повітрям проводити зі швидкістю, меншою 3 ніж 15 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку, то в металевій фракції залишатиметься дуже багато пластмаси. Проводити гідросепарування у висхідному потоці зі 3 швидкістю, більшою ніж 0,066 м/с, і барботування повітрям зі швидкістю, більшою ніж 45 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку, недоцільно, оскільки це не збільшує ефективність гідросепарування. Після другого гідросепаратора в металевій фракції залишається до 1,5 мас.% пластмас, що є прийнятним результатом. Після першого і другого гідросепараторів пластмаси і залишки піщано-шламистої фракції направляють в третій гідросепаратор, де потік проточної води відокремлює поліпропілен (або співполімер пропілену) від важких пластмас (ебоніту, сепараторів і поліетилену) і залишків 3 піщано-шламистої фракції. Якщо витрата проточної води буде менша ніж 0,04 м /год., а швидкість подачі маси пластмас більша ніж 1800 кг/год., то відбудеться неприпустиме зниження 3 ефективності гідросепарування. Збільшувати витрату проточної води більше ніж 0,12 м /год., зменшуючи при цьому швидкість подачі маси пластмас менше ніж 300 кг/год., недоцільно, 2 UA 97902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 оскільки призводить до зменшення продуктивності процесу і збільшення витрат води і електроенергії. Після третього гідросепаратора у фракції поліпропілену або співполімеру пропілену)міститься не менше 99,8 % основної речовини (залишок - важкі пластмаси), що перевершує відповідний результат способу – найближчому аналогу. Крім того, в третьому гідросепараторі вилучаються залишки піщано-шламистої фракції, які виявлялися в поліпропілені після гідросепарування, згідно зі способом – найближчому аналозі. Фракцію поліпропілену або співполімеру пропілену після третього гідросепаратора піддають подальшій технологічній обробці з метою отримання товарного поліпропілену або співполімеру пропілену. Залишки піщано-шламистої фракції після третього гідросепаратора приєднують до основної маси піщано-шламистої фракції, що збільшує сумарне вилучення свинцю, в порівнянні із способом – найближчим аналогом. Завдяки десульфатації піщано-шламистої (оксидно-сульфатної) фракції перед її плавкою, вдається істотно знизити викид в атмосферу шкідливих сірчаних газів при плавці, підвищити вилучення свинцю, оскільки тепер він практично не йде разом з сірчаними сполуками в шлак при плавці в роторних барабанних печах. Процес десульфатації проводять в закритому резервуарі-реакторі шляхом хімічної реакції (1) піщано-шламистої (оксидно-сульфатної) фракції з карбонатом натрію і водою, з отриманням гідрокарбонату свинцю, сульфату натрію і вуглекислого газу. Хімічну реакцію (1) проводять з перемішуванням лопатевою мішалкою і додатковим перемішуванням за рахунок рециркуляції реагуючої суміші в закритому резервуарі-реакторі. Перемішування реагуючої суміші робить 3 реакцію десульфітації ефективнішою. При зменшенні потоку рециркуляції менше 12 м /год. ефективність перемішування зменшується, що призводить до зменшення ефективності реакції (1) - збільшення часу реакції або підвищеного вмісту сульфату свинцю, що не прореагував. 3 Збільшення потоку рециркуляції більше 60 м /год. не призводить до зростання ефективності реакції (1), тому недоцільно. Після хімічної реакції (1) продукти цієї реакції пропускають через фільтрувальний прес для відділення твердих частинок (гідрокарбонату свинцю і залишків оксидно-сульфатної фракції, що не прореагувала) у вигляді кеку від розчину сульфату натрію, де тверді частинки піддають продуванню стисненим повітрям. Якщо продування стисненим 3 повітрям здійснювати з інтенсивністю менше 6 м /год. на одну тонну твердих частинок (кеку), що продуваються, то не досягається зниження вологості твердих частинок і зниження вмісту в них розчину сульфату натрію рівномірно у всьому об'ємі. Це призводить до небажаного збільшення вмісту з'єднань сірки в твердих частинках (у кеку). Здійснювати продування стисненим повітрям 3 з інтенсивністю більше 18 м /год. на одну тонну твердих частинок, що продуваються, недоцільно, оскільки не дає додаткового ефекту. Після продування тверді частинки (піщаношламиста фракція) - кек як осад з фільтрувального преса надходять як продукт на переплавлення. У них вміст сірки складає менше 1 мас.% у вигляді залишкових сульфату свинцю PbSО4 і сульфату натрію. Завдяки десульфатації піщано-шламистої (оксидно-сульфатної) фракції перед її плавкою, як вже було викладено, вдається істотно знизити викид в атмосферу шкідливих сірчаних газів при плавці і підвищити вилучення свинцю при плавці в роторних барабанних печах до 97-98 мас. %. Запропоноване технічне рішення може бути використане на підприємствах по переробці лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей. Опишемо, як здійснюють заявлений спосіб на практиці. На кресленні представлена загальна схема процесу переробки лому акумуляторів і акумуляторних батарей, згідно зі способом, що заявляється. Спосіб, що заявляється, здійснюється таким чином. Відпрацьовані акумулятори і акумуляторні батареї розвантажують в приймальний відсік, що має кислотостійке футерування. Електроліт, витікаючий з акумуляторів і акумуляторних батарей, що йдуть на дроблення, відводиться по відповідному ухилу підлоги в приймальний колодязь електроліту. Зона зберігання акумуляторного лому обладнана місцевими відсмоктувачами аспіраційної системи. Повітря, що відводиться, по закритих повітряних каналах прямує на очищення в установку мокрого очищення газів (скрубер). Насос приймального колодязя електроліту направляє зібрану кислоту на фільтр для видалення твердих частинок, а потім в закритий резервуар зберігання електроліту. Дана кислота підлягає утилізації при десульфатації піщано-шламистої фракції. Насос електроліту подає кислоту до резервуара-реактора для десульфатації. Відпрацьовані акумулятори і акумуляторні батареї зі злитим електролітом з ділянки складування за допомогою грейферного мостового крана або ківшового навантажувача подаються всередину живлячого бункера, з якого відміряна по їх масі кількість стрічковим конвеєром прямує в молоткову дробарку. У молотковій дробарці за допомогою молотків, що коливаються, проводиться дроблення виробів, що надійшли, на складові розмірами 2-80 мм. Подрібнений матеріал 3 UA 97902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 піддають мокрому грохоченню на вібраційному грохоті, встановленому під молотковою дробаркою, на якому піщано-шламиста фракція і залишки електроліту, що містяться в загальному потоці матеріалів, вимиваються рециркуляційною промивальною водою, і піщаношламиста фракція просівається всередину резервуара-згущувача. Подрібнений матеріал, що залишився, який містить металеву фракцію, пластмаси, залишки піщано-шламистої фракції, направляють в гідросепаратори. У гідросепараторах відбувається розділення подрібненого матеріалу на наступні потоки продукції: - метал струмовідводів (решіток) і струмоведучих деталей, вилучений за допомогою шнекового конвеєра з дна гідросепаратора, який направляється в окремий відсік для подальшої переробки в роторних барабанних печах; - поліпропілен або співполімер пропілену, вилучений за допомогою конвеєра з лопатями з верхньої частини гідросепаратора, який направляється в окремий відсік для подальшої переробки на ділянці отримання вторинного поліпропілену або співполімеру пропілену; - важкі пластмаси (ебоніт, сепаратори, поліетилен), видалені з гідросепаратора за допомогою шнекового конвеєра, які направляються в окремий відсік для подальшої утилізації; - залишки піщано-шламистої фракції, що видаляються з гідросепаратора з потоком води в ємкість-згущувач, які далі направляються в закритий резервуар-реактор для десульфатації. Поліпропілен або співполімер пропілену піддають подальшому подрібненню, промивці і гарячому гранулюванню, після чого у вигляді гранул реалізують для потреб промисловості. У закритому резервуарі-реакторі проводять десульфатацію піщано-шламистої фракції, згідно з хімічною реакцією, (1) і нейтралізацію відпрацьованого електроліту (10-15 мас. % розчину H2SO4), згідно з наступною реакцією: (2) H2SO4 + Na2CO3  Na2SO4 + СО2+Н2О. Зберігання карбонату натрію (кальцинованої соди Na2CO3) здійснюють в закритій ємкості, обладнаній фільтром для очищення повітря від пилу Na2CO3. Переміщення і подача карбонату натрію в закритий резервуар-реактор проводиться по закритих конвеєрах. Випаровування, що утворюються в ході реакцій десульфатації (1) і нейтралізації (2) сірчаної кислоти в закритому резервуарі-реакторі і процесу фільтрації в прес-фільтрі, відводять на установку мокрого очищення (скрубер). Згущена піщано-шламиста фракція, що надходить із здвоєних відстійників вивантажується за допомогою закритого гвинтового конвеєра в ємкість-накопичувач. Насос перекачує піщаношламисту фракцію з ємкості-накопичувача до закритого резервуара-реактора десульфатації, розподільний клапан дозує подачу піщано-шламистої фракції. Кількість карбонату натрію, що додається в закритий резервуар-реактор десульфатації, контролюється для забезпечення потреб обох процесів (1) і (2). Продукти реакції, що знаходяться в закритому резервуаріреакторі, і тверді частинки підтримують в зваженому стані за допомогою лопатевої мішалки і завдяки рециркуляції реагуючої суміші. За допомогою насосів продукти реакції десульфатації подають на фільтрувальний прес для відділення твердих частинок від розчину сульфату натрію. Тут продукти реакції десульфатації у вигляді кеку (гідрокарбонату свинцю і залишків оксидносульфатної фракції, що не прореагувала) піддають промивці і продуванню стисненим повітрям. Фільтр-пресний осад (гідрокарбонат свинцю і залишки оксидно-сульфатної фракції, що не прореагувала, - кек) вивантажують безпосередньо в закритий бетонний відсік, який стоїть окремо, і передають на переробку в роторні барабанні печі. Розчин сульфату натрію направляють в кристалізатор, після чого отриманий кристалічний сульфат натрію реалізують для потреб хімічної промисловості. У роторних барабанних печах проводять плавку десульфатованого кеку і металевої фракції. Для цього флюси, вугілля і свинцева сировина (десульфатований кек або металева фракція) для формування шихти завантажують в закриті бункери-дозатори, оснащені системою дозування кожного компонента шихти. Подача шихтовых матеріалів в завантажувальну машину проводиться по закритих конвеєрах. Розрахункова кількість свинцевої сировини і флюсів для кожної плавки подається з відповідного бункера-дозатора на відвідні конвеєри, по яких компоненти прямують на основний подавальний конвеєр. Шихтову суміш по подавальному закритому конвеєру направляють безпосередньо в бункер завантажувальної машини, звідки її по віброжолобу завантажують в роторні печі. Газокисневий пальник на час операції завалення відключають. За рахунок вібрації жолоба проводять рівномірне завантаження шихтою роторної печі. Після виконання операції завалення віброжолоб виводять з печі, торцеву кришку закривають і починають процес плавки. Роторні печі оснащені приводними пристроями, що забезпечують обертання печі зі змінною швидкістю і топковим пристроєм з газокисневими пальниками. Роторна піч являє собою сталевий 4 UA 97902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 циліндричний корпус, який футеровано вогнетривкими матеріалами. Роторна піч герметична, попадання технологічних газів і пилу в робочу зону під час плавки свинцевої сировини виключається. Запуск і управління пальника здійснюють комп'ютером відповідно до заданої програми. Режим роботи пальника автоматично підтримують комп'ютером за встановленою програмою. При відхиленнях в роботі пальникового пристрою і порушеннях герметичності газопроводів спрацьовує застережлива сигналізація і подача газу і кисню припиняється пальник відключається. Піч повністю закрита системою витяжних парасольок для запобігання утворенню викидів під час циклу завантаження і випуску металу або шлаку. Технологічні гази, що відходять, і санітарно-гігієнічне повітря безперервно видаляють в систему закритих повітряних каналів і відводять через відстійну камеру газів, що відходять, на рукавні фільтри пиловловлюючої установки. Свинець і інші частинки видаляють з використанням тканинних фільтрів і збирають за допомогою конвеєрного пристрою для подальшої їх переробки. Очищене повітря випускають в атмосферу за допомогою витяжного вентилятора і вивідної труби. З метою виключення можливих викидів забруднюючих речовин за межі виробничого корпусу в будівлі забезпечують негативний баланс між повітрям, що відводиться на очищення, і повітрям, що подається притічною вентиляцією. При переробці свинцевовмісних продуктів розділяють плавку десульфатованого кеку і плавку металевої фракції з метою зменшення витрати енергоресурсів і матеріалів при рафінуванні. З роторної печі рідкий чорновий свинець випускають і розливають в тиглі, встановлені на лінії візків з механічним приводом, де свинець твердне. Подібній операції піддають шлак і штейн, які після твердіння вивантажують на закритий шлаковий майданчик, розташований поблизу зони плавлення. До моменту застигання свинцю і шлаку тиглі знаходяться в зоні укриття роторних печей, що виключає попадання випаровувань в робочу зону. На шлаковому майданчику шлак і штейн розбивають для відділення нижньої частини застиглого шлакового конуса, що містить металевий свинець і підлягає переробці, і завантажують на вантажівки для вивозу. Дроблення конусів проводиться за допомогою навантажувача із закритою кабіною, оснащеного гідравлічним молотом. Шлаковий майданчик забезпечений вентиляцією, а запорошене повітря відбирається в систему закритих повітряних каналів і відводиться на рукавний фільтр з пиловловлюючою камерою для очищення за допомогою тканинних фільтрів. Чисте повітря випускають потім в атмосферу за допомогою витяжного вентилятора і вивідної труби. Процес підготовки шихти і її плавки автоматизований, контроль параметрів процесу ведеться з пульта управління. Пил фільтрувальних установок, що складається, в основному, з оксидів і зібраний з пиловловлюючих камер, закритими конвеєрами скидають на конвеєр і подають всередину закритого резервуара з водою, оснащеного мішалкою, для утворення водної пульпи. Після того, як пульпа досягне відповідної густини, її перекачують насосом на фільтрувальний прес для формування кеку пилу з вологістю 8-10 мас. %. Воду фільтрату збирають в збірному резервуарі і повторно використовують для отримання пульпи пилу, утворюючи тим самим замкнутий цикл. Кек пилу скидають у відсік з десульфатованим кеком і переробляють в роторних печах. Використання закритих конвеєрів для транспортування пилу від фільтрувальних установок на отримання водної пульпи, а також обробка пилу у вологому стані запобігає попаданню тонкодисперсного пилу в повітря робочої зони. Операції формування необхідного складу шихти, завантаження роторних печей, плавки свинцевої сировини і обробки пилу автоматизовані, контроль за параметрами плавки проводиться з пульта управління. Вилучений чорновий свинець піддають рафінуванню з метою отримання свинцю заданої якості і заданих свинцевих сплавів. Для виробництва м'якого свинцю і свинцевих сплавів ділянка рафінування оснащена декількома казанами, в яких виконують основні фази процесу рафінування. Наявність декількох казанів обумовлена необхідністю розділення потоків готової продукції на м'якій основі (м'який свинець, свинцево-кальцієві сплави) і на свинцево-сурм'янистій основі (свинцево-сурм'янисті, селенисті сплави). Всі казани забезпечені відповідними витяжними парасольками. Технологічні гази, що відходять, і санітарно-гігієнічне повітря безперервно виводять в систему закритих повітропроводів і доставляють на рукавний фільтр з пиловловлюючою камерою, де тверді частинки видаляють за допомогою тканинних фільтрів і збирають для подальшої їх переробки. Очищене повітря направляють за допомогою витяжного вентилятора у вивідну трубу. Продукти згорання, що утворюються при роботі топкових пристроїв казанів, збирають окремо і скидають в атмосферу через окрему вивідну трубу. Процес рафінування чорнового свинцю проводять в наступній послідовності: спочатку при низьких температурах видаляють Cu, Ni, Al, Fe і інші слаборозчинні в свинці елементи (як рафінуючу присадку застосовують сірку для видалення надлишку міді); потім за допомогою 5 UA 97902 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 насоса по закритому трубопроводу свинець перекачують в наступний казан, де проводять видалення надлишку Sb, As, Sn, подаючи через розплав повітря або кисень за допомогою кисневої фурми (кисень окиснює Sb, As, Sn, і їх оксиди спливають на поверхню розплаву). М'який свинець, що пройшов операції рафінування, перекачують в розливний казан. Свинець, призначений для виробництва сплавів, перекачують в окремий казан. Легування сплавів до необхідного вмісту проводять за допомогою розрахункової кількості лігатур сурми, миш'яку, олова, селену. Отримувані в процесі рафінування свинцевовмісні відходи (ізгарі, шлікери, дроси) направляють на переробку в роторні печі. Для всіх операцій рафінування передбачені спеціальні насоси і мішалки. З розливного казана розплавлений свинець або сплав подають на розливний і комплектуючий пристрій для виробництва чушок (розливний конвеєр). Охолоджування виливниць зі свинцем проводять у водяній ванні розливного конвеєра з постійно циркулюючою водою. Швидкість потоку води така, що пароутворення в процесі охолоджування виливниць відсутнє, циркулююча вода охолоджується в градирні. Отримані на розливному конвеєрі чушки укладають в штабелі, обв'язують пакувальною стрічкою і вивозять на склад. Операції розливання, штабелювання і упаковки автоматизовані і не вимагають втручання обслуговуючого персоналу. Всі роботи по проведенню операцій рафінування (завантаження казанів чорновим свинцем, переміщення насосів, мішалок, пристроїв знімання відходів рафінування і ін.) проводять за допомогою мостового крана. Рівень якості вироблюваної продукції, супутньої продукції і використовуваних матеріалів контролюють внутрізаводською хімічною лабораторією. Хімічному контролю піддають: - склад свинцю і свинцевих сплавів; - рівень сірки в десульфатованому кеку; - чистота Na2SO4; - чистота водних розчинів; - склад сировини, що надходить, флюсів і супутніх матеріалів; - склад шлаків і ізгарів. Приклад. Проведені попередні випробування способу переробки відпрацьованих свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, що заявляється. При гідросепаруванні в першому гідросепараторі використовували потік висхідної води зі 3 швидкістю 0,20 м/с з барботуванням стисненим повітрям зі швидкістю його подачі 100 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку, в другому гідросепараторі використовували потік висхідної води зі швидкістю 0,05 м/с з барботуванням його стисненим повітрям зі швидкістю 3 подачі 30 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку, в третьому гідросепараторі 3 використовували потік проточної води з витратою 0,10 м /год. при швидкості подачі маси пластмас 1000 кг/год. Після третього гідросепаратора у фракції поліпропілену містилося 99,85 мас. % основної речовини (залишок - важкі пластмаси), що перевершує відповідний результат способу-прототипу (99,5 мас. %). Крім того, в гідросепараторах додатково були вилучені залишки піщано-шламистої фракції, які внесли вклад до ефекту збільшення вилучення свинцю. Процес десульфатації провели в закритому резервуарі-реакторі шляхом хімічної реакції (1) піщано-шламистої (оксидно-сульфатної) фракції з карбонатом натрію і водою, з отриманням гідрокарбонату свинцю, сульфату натрію і вуглекислого газу. Одночасно в тому ж резервуаріреакторі провели хімічну реакцію (2) нейтралізації електроліту. Хімічні реакції провели з перемішуванням лопатевою мішалкою і додатковим перемішуванням за рахунок рециркуляції реагуючої суміші в закритому резервуарі-реакторі, причому швидкість потоку рециркуляції була 3 30 м /год. Після десульфатації продукти реакції пропустили через фільтрувальний прес для відділення твердих частинок у вигляді кеку від розчину сульфату натрію, де тверді частинки піддали продуванню стисненим повітрям з інтенсивністю 10 м /год. на одну тонну твердих частинок, що продувалися (кеку). Після продування тверді частинки (кек), як осад з фільтрувального преса, надійшли як продукт на переплавлення. У них вміст сірки складав 0,9 мас.% у вигляді залишкових сульфату свинцю PbSO4 і сульфату натрію. Завдяки десульфатації піщано-шламистої (оксидно-сульфатною) фракції перед її плавкою, а також вилученню залишків піщано-шламистої фракції в гідросепараторах, вдалося підвищити вилучення свинцю при плавці в роторних барабанних печах до 97,7 мас. %, що перевершує відповідний результат способу – найближчого аналога (95-97 мас. %). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 Спосіб переробки свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, згідно з яким проводять їх механічне подрібнення, здійснюють відділення шляхом мокрого грохочення 6 UA 97902 C2 5 10 15 20 25 піщано-шламистої фракції як продукту для переплавлення, проводять гідросепарування з виведенням металевої фракції як продукту для переплавлення, виведення поліпропілену або співполімеру пропілену на переробку, виведення важких пластмас на утилізацію, переплавлення піщано-шламистої фракції і металевої фракції в роторних барабанних печах і рафінування отриманого в роторних барабанних печах чорнового свинцю, який відрізняється тим, що гідросепарування проводять в трьох гідросепараторах, причому в першому гідросепараторі відокремлюють крупнокускові продукти подрібнення - металеву фракцію від основної маси пластмас в потоці висхідної води зі швидкістю 0,05-0,35 м/с з барботуванням їх 3 стисненим повітрям зі швидкістю його подачі 90-200 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку, після чого металеву фракцію направляють в другий гідросепаратор, в другому гідросепараторі в потоці висхідної води зі швидкістю 0,01-0,066 м/с з барботуванням стисненим 3 повітрям зі швидкістю його подачі 15-45 м /год. на квадратний метр поперечного перерізу потоку відокремлюють металеву фракцію від залишків пластмас, з першого і другого гідросепараторів пластмаси направляють в третій гідросепаратор, де в потоці проточної води з витратою 0,043 0,12 м /год. при швидкості подачі маси пластмас 300-1800 кг/год. відокремлюють поліпропілен або співполімер пропілену від важких пластмас і залишків піщано-шламистої фракції, піщаношламисту фракцію перед її плавкою піддають десульфатації в закритому резервуарі шляхом хімічної реакції з карбонатом натрію і водою: 2PbSO4 + 3Na2CO3 + Н2О  Рb2(СО3)2(ОН)2 + 2Na2SO4 + СО2 + теплота, (1) з отриманням гідрокарбонату свинцю, сульфату натрію і вуглекислого газу, причому хімічну реакцію проводять з перемішуванням лопатевою мішалкою і додатковим перемішуванням за рахунок рециркуляції реагуючої суміші в закритому резервуарі з інтенсивністю потоку 3 рециркуляції 12-60 м /год., після чого продукти хімічної реакції пропускають через фільтрувальний прес для відділення твердих частинок від розчину сульфату натрію, де тверді 3 частинки піддають продуванню стисненим повітрям з інтенсивністю 6-18 м /год. на одну тонну твердих частинок, що продувають, і далі, як осад з фільтрувального преса, тверді частинки у вигляді кеку десульфатованої піщано-шламистої фракції надходять як продукт на переплавлення. 7 UA 97902 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8