Спосіб десульфатації оксидно-сульфатної фракції при переробці лому свинцево-кислотних акумуляторів

Спосіб десульфатації оксидно-сульфатної фракції при переробці лому свинцево-кислотних акумуляторів, відповідно до якого виконують десульфатацію фракції карбонатом лужного металу з утворенням карбонату свинцю й сульфату лужного металу, реакцію десульфатації здійснюють при температурі 20-50 °С при постійному перемішуванні компонентів, який відрізняється тим, що перед початком реакції в суміш додають карбонат свинцю в кількості m , рівній 6-10 мас. % від маси оксидно-сульфатної фракції, реакцію десульфатації здійснюють протягом часу t , що залежить від m по формулі: t (год.) = (- 0,50 * m (мас. %) + 6,00) ± 0,25. Винахід відноситься до переробки лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей і може знайти застосування у відповідних технологіях. При переробці лому акумуляторів виконується десульфітація оксидно-сульфатної фракції (активної маси електродів), для того щоб істотно зменшити попадання сірки разом зі свинцем на переплавлення або на інші технологічні операції. Наявність сірки в сульфатній частині змушує застосовувати при плавці в плавильних агрегатах залізну стружку й соду, що призводить до утворення значної кількості водорозчинного шлаку (шлако - штейну), який необхідно утилізувати, і до утворення шкідливих оксидів сірки в технологічних газах, що відходять, і, як підсумок, це призводить до забруднення навколишнього середовища. Якщо ж десульфатована фракція потім не надходить на переплавлення, а обробляється азотною кислотою, то наявність сірки, що залишилася, забруднює кінцевий продукт - нітрат свинцю. Показником ефективності процесу десульфітації оксидно-сульфатної фракції є кількість сульфату свинцю РbSO4, що залишився у кінцевому продукті цього процесу -продукті, що потім надходить на переплавлення або на інші технологічні операції. Як прототип нами взято спосіб десульфатації оксидно-сульфатної фракції при переробці лому свинцево-кислотних акумуляторів [Патент СССР № 1566744 МПК С22В13/00. Способ переработки лома свинцовых акумуляторов], відповідно до якого роблять десульфатацію фракції гідроксидом або карбонатом лужного металу з утворенням гідроксиду або карбонату свинцю й сульфату лужного металу. Іноді замість лужного металу використовують амоній. Звичайно реакції десульфітації здійснюють при температурі 20-50°С у продовж 0,5-5год при постійному перемішуванні компонентів. Встановлено, що температура 20-50°С найбільш оптимальна для даного типу хімічних реакцій. Недоліком такого способу десульфітації оксидно-сульфатної фракції є досить висока кількість сульфату свинцю PbSО4, що залишається у кінцевому продукті цього процесу - порядку 35мас.% від маси десульфатованої фракції. Щоб зменшити цю кількість, наприклад, наполовину, необхідно помітно подовжити процес десульфітації - до 20-40год, що веде до надмірного подовження й подорожчання технологічного процесу. В основу винаходу поставлено завдання вдосконалення способу десульфітації оксидно (19) UA (11) 91865 (13) C2 (21) a200801459 (22) 04.02.2008 (24) 10.09.2010 (46) 10.09.2010, Бюл.№ 17, 2010 р. (72) ДЗЕНЗЕРСЬКИЙ ВІКТОР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ДЗЕНЗЕРСЬКИЙ ДЕНІС ВІКТОРОВИЧ, БУРИЛОВ СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, КАЗАЧА ЮРІЙ ІВАНОВИЧ, ОХОТНІКОВ ІГОР ОЛЕГОВИЧ, СКОСАР ВЯЧЕСЛАВ ЮРІЙОВИЧ (73) ДЗЕНЗЕРСЬКИЙ ВІКТОР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ДЗЕНЗЕРСЬКИЙ ДЕНІС ВІКТОРОВИЧ, БУРИЛОВ СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ (56) RU 2190672 C1, 10.10.2002 US 3883348, 13.05.1975 US 4222768, 16.08.1980 GB 2073725 A, 21.10.1981 PL 189589 B1, 03.07.2000 3 91865 4 сульфатної фракції при переробці лому свинцевоОдночасно з десульфатацією оксиднокислотних акумуляторів, при якому б досягалося сульфатної фракції можна проводити реакцію нейпомітне зменшення кількості сульфату свинцю в тралізації злитої з акумуляторів сірчаної кислоти: кінцевому продукті без збільшення тривалості (3). H2SО4+Ме2СО3 Н2О+СО2 +Me2SO4 процесу. І тут кінцевим продуктом реакції є сульфат луПоставлене завдання вирішувалося тим, що в жного металу, що підлягає фільтрації, випарюванспособі десульфітації оксидно-сульфатної фракції ню, сушінню й реалізації. при переробці лому свинцево-кислотних акумуляЗа наявними в авторів відомостями запропоторів, відповідно до якого роблять десульфітацію новані істотні ознаки, що характеризують суть вифракції карбонатом лужного металу з утворенням находу, не відомі в даному розділі техніки. карбонату свинцю й сульфату лужного металу, Запропоноване технічне рішення може бути реакцію десульфітації здійснюють при температурі використане на підприємствах по переробці лому 20-50°С при постійному перемішуванні компоненсвинцево-кислотних акумуляторів й акумуляторних тів, відповіднодо винаходу, перед початком реакбатарей. ції в суміш додають карбонат свинцю в кількості Опишемо, як здійснюється заявлений спосіб Am, рівному 6-10мас.% від маси оксиднодесульфітації оксидно-сульфатної фракції у виросульфатної фракції, реакцію десульфітації роббничих умовах. Оксидно-сульфатна фракція, розлять протягом часу t, що залежить від m по фочин злитої з акумуляторів сірчаної кислоти, карбормулі: нат лужного металу й невелика кількість m (1) t(ч)=(-0,50 m(мас.%)+6,00)±0,25 карбонату свинцю надходять у реактор для десуРозкриємо суть заявленого технічного рішенльфітації. Залежно від місткості реактора розрахоня. Реакцію десульфітації оксидно-сульфатної вуються масові кількості оксидно-сульфатної фрафракції можна записати в такий спосіб: кції, розчину сірчаної кислоти, розчину карбонату (2), лужного металу по формулах реакцій (2) і (3). КіPbSО4+Ме2СО3 РbСО3+Ме2SO4 де Me - лужний метал. лькість m карбонату свинцю в масових відсотках Емпірично встановлено, що швидкість реакції (мас. %) розраховується, виходячи з кількості окможна помітно збільшити, якщо перед її початком сидно-сульфатної фракції, що надійшла. У реактоу суміш додати невелику кількість кінцевого продурі відбувається постійне перемішування речовин і кту - карбонату свинцю. По всій імовірності це попідігрів електричними обігрівачами до температув'язане з тим, що реакція йде ефективніше на грари 20-50°С. Реакція проводиться протягом часу t, ниці зіткнення трьох речовин: початкових продуктів що залежить від m, відповідно до формули (1). реакції й одного з її кінцевих продуктів. Кількість Кінцеві продукти: десульфатована фракція й розm карбонату свинцю, що додається, повинне бучин сульфату лужного металу надходять у фільтр ти не менш 6мас.%, інакше послаблюється ефект - прес для зневоднювання. Після цього десульфайого додавання. Цю кількість не слід брати більше тована фракція подається на наступні технологічні 10мас.%, оскільки при цьому, як з'ясувалося, швипереділи, а злитий розчин сульфату лужного медкість реакції більше не зростає. У зазначених талу випарюється й сушиться. межах добавок карбонату свинцю тривалість t Приклад 1. Протягом 3год зробили реакцію процесу десульфітації до кінцевого вмісту сульфадесульфітації оксидно-сульфатної фракції розчиту свинцю 1,5-2,1мас.% у десульфатованій фракції ном кальцинованої соди Nа2СО3, додавши в почалінійно залежить від кількості добавки m, як це ткову суміш m, карбонату свинцю рівну 6мас.% зазначено у формулі винаходу (див. формулу (1)). від маси оксидно-сульфатної фракції. Хімічний Якщо реакцію проводити тривалістю менше нижаналіз показав, що в кінцевому продукті містилося ньої межі, зазначеної у формулі (1), то кінцевий 1,65 мас. % сульфату свинцю від маси десульфазміст сульфату свинцю в продукті реакції буде тованої фракції. більш, ніж 2,1мас.%. Реакцію не слід проводити Приклад 2. Протягом 1год зробили реакцію довше, ніж верхня межа часу, зазначена у формудесульфітації оксидно-сульфатної фракції розчилі (1), оскільки однаково кінцевий зміст сульфату ном кальцинованої соди Na2CO3, додавши в почасвинцю в продукті реакції не стане менш 1,5мас.%. ткову суміш m карбонату свинцю рівну 10мас.% Десульфатовану фракцію, що містить оксиди й від маси оксидно-сульфатної фракції. Хімічний карбонат свинцю, подають у фільтр-прес для знеаналіз показав, що в кінцевому продукті містилося воднювання, потім направляють на високотемпе2,00мас.% сульфату свинцю від маси десульфаратурне відновлювальне переплавлення. (В інших тованої фракції. технологіях десульфатовану фракцію не переплаЯк показують обидва приклади, при дотривляють, а обробляють азотною кислотою.) Водоманні умов, зазначених у формулі винаходу, досярозчинний продукт реакції десульфітації сульфат гається необхідний технічний результат. лужного металу Me2SО4 зливають і після фільтрації, випарювання й сушіння реалізують як кінцевий продукт. Комп’ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601