Спосіб виробництва вторинного поліпропілену з лому свинцево-кислотних акумуляторів

Реферат: Винахід стосується переробки вторинних пластмас, зокрема переробки лому свинцевокислотних акумуляторів і акумуляторних батарей. Спосіб включає подрібнення лому, мокре грохочення з виведенням піщано-шламової частини - пасти, проведення гідросепарування в двох гідросепараторах, причому в першому гідросепараторі проводять основне розділення на фракції: металеву частину, поліпропілен або співполімер пропілену, ебоніт і сепаратори - у висхідному потоці води зі швидкістю 0,10-0,35 м/с з барботуванням повітрям зі швидкістю 4-21 3 м /год. на квадратний метр поперечного перетину потоку, після чого поліпропілен або співполімер пропілену направляють на другий гідросепаратор, де в потоці проточної води з 3 3 витратою 0,01-0,05 м /год. з барботуванням повітрям зі швидкістю 0,5-2,5 м /год. при швидкості подачі поліпропілену або співполімеру пропілену 300-1800 кг/год. відокремлюють поліпропілен або співполімер пропілену від залишків ебоніту і сепараторів, залишків піщано-шламової UA 100286 C2 (12) UA 100286 C2 частини - пасти, залишків свинцю і свинцевого сплаву. Технічний результат: збільшення ефективності гідросепарування, що підвищує якість поліпропілену, що одержують. UA 100286 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до виробництва вторинного поліпропілену з лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей і може знайти використання у відповідних технологіях. Відомий спосіб виробництва вторинного поліпропілену з лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, згідно з яким проводять подрібнення виробів, здійснюють мокре грохочення з виведенням піщано-шламової частини - пасти як готового продукту для переплавлення, проводять гідросепарування з виводом металевої частини (струмовідводів і струмоведучих деталей) як готового продукту для переплавлення, виведенням поліпропілену (або співполімеру пропілену) на переробку і виведенням ебоніту і сепараторів на поховання або на спалювання в печах [Русин А. И. Комплексная переработка аккумуляторного лома. Теория и практика./ А. И. Русин, Л. Д. Хегай - С-Пб., 2003.-204 с.]. Недоліком способуаналогу є неповне гідросепарування, внаслідок чого в поліпропілені зустрічаються шматочки ебоніту і сепараторів, а також свинцю і свинцевого сплаву до 1 мас. %, що погіршує якість подрібненого товарного поліпропілену. Відомий спосіб виробництва вторинного поліпропілену з лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, згідно з яким проводять подрібнення лому, здійснюють мокре грохочення з виведенням піщано-шламової частини - пасти як готового продукту для переплавлення, проводять гідросепарування з виводом металевої частини (струмовідводів і струмоведучих деталей) як готового продукту для переплавлення, виведенням поліпропілену або співполімеру пропілену на переробку і виведенням ебоніту і сепараторів на поховання або на спалювання в печах [А. с. СССР 711778, МПК С22В 7/00, 13/00. Способ подготовки лома свинцовых аккумуляторов к металлургической переработке./ Ю. А. Гущин. А. П. Сычев, Г. В. Ким, И. Г. Вихарев (СССР); заявитель и патентообладатель Всесоюзный научноисследовательский горно-металлургический институт цветных металлов "ВНИИЦВЕТМЕТ". - № 2499094/02; заявл. 20.06.77; опубл. 10.09.99.-1 с.]. У цьому способі гідросепарування проводять у висхідному із швидкістю 0,10-0,35 м/с потоці води. Таке гідросепарування покращує якість розділення на фракції, зокрема в поліпропілені частка шматочків свинцю, свинцевого сплаву, ебоніту і сепараторів знижена до 0,8 мас. %. Проте, в цілому кількість шкідливих домішок в товарному поліпропілені ще висока. Як найближчий аналог нами узято спосіб виробництва вторинного поліпропілену з лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, згідно з яким проводять подрібнення лому, здійснюють мокре грохочення з виведенням піщано-шламової частини пасти як готового продукту для переплавлення, проводять гідросепарування з виводом металевої частини (струмовідводів і струмоведучих деталей) як готового продукту для переплавлення, виведенням поліпропілену або співполімеру пропілену на переробку і виведенням ебоніту і сепараторів на поховання або на спалювання в печах [Патент України № 86482, МПК (2009) С22В 7/00, 13/00, Н01М 10/54. Спосіб підготовки лому свинцево-кислотних акумуляторів до переробки./ В. О. Дзензерський, Д. В. Дзензерський, С. В. Бурилов, Ю. І. Казача, І. О. Охотніков, В. Ю. Скосар, О. Л. Видута (Україна); заявник і патентовласник Інститут транспортних систем і технологій Національної академії наук України "Трансмаг". - № а200707186; заявл. 26.06.07; опубл. 27.04.09.-6 с.]. В найближчому аналогу в процесі гідросепарування матеріалу, який розділяється, у висхідному із швидкістю 0,10-0,35 м/с потоці 3 води проводять барботування його повітрям із швидкістю 4-21 м /год. на квадратний метр поперечного перетину потоку. Таке гідросепарування покращує якість розділення на фракції, зокрема в поліпропілені частка шматочків свинцю і свинцевого сплаву, залишків піщано-шламової частини, ебоніту і сепараторів знижена до 0,5 мас. %. Вони і є шкідливою домішкою в товарному поліпропілені, вміст якої необхідно знизити. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу виробництва вторинного поліпропілену з лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, при якому збільшується якість розділення на фракції, зокрема зменшується частка важких пластмас (ебоніту і сепараторів) в поліпропілені. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виробництва вторинного поліпропілену з лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, згідно з яким проводять подрібнення лому, здійснюють мокре грохочення з виведенням піщано-шламової частини пасти як готового продукту для переплавлення, проводять гідросепарування з виведенням металевої частини (струмовідводів і струмоведучих деталей) як готового продукту для переплавлення, виведенням поліпропілену або співполімеру пропілену на переробку і виведенням ебоніту і сепараторів на поховання або на спалювання в печах, згідно з винаходом, гідросепарування проводять в двох гідросепараторах, причому в першому гідросепараторі проводять основне розділення на фракції: металеву частину, поліпропілен або співполімер 1 UA 100286 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пропілену, ебоніт і сепаратори - у висхідному потоці води зі швидкістю 0,10-0,35 м/с з 3 барботуванням повітрям зі швидкістю 4-21 м /год. на квадратний метр поперечного перетину потоку, після чого поліпропілен (або співполімер пропілену) направляють на другий 3 гідросепаратор, де в потоці проточної води з витратою 0,01-0,05 м /год. з барботуванням 3 повітрям зі швидкістю 0,5-2,5 м /год. при швидкості подачі поліпропілену або співполімеру пропілену 300-1800 кг/год. відокремлюють поліпропілен або співполімер пропілену від залишків ебоніту і сепараторів, залишків піщано-шламової частини, залишків свинцю і свинцевого сплаву. Розкриємо суть винаходу. Після першого гідросепаратора, в якому гідросепарування подрібнених виробів проводять так само, як і в способі-прототипі, в поліпропілені або співполімері пропілену ще залишається приблизно до 0,5 мас. % шматочків свинцю і свинцевого сплаву, піщано-шламової фракції, ебоніту і сепараторів. Тому поліпропілен або співполімер пропілену направляють на другий гідросепаратор, де в потоці проточної води з барботуванням повітрям проводять відділення від основної фракції залишків ебоніту і сепараторів, залишків піщано-шламової частини, залишків свинцю і свинцевого сплаву. Досвід показав, що проточна вода краще, ніж висхідний потік води доочищує поліпропілен або співполімер пропілену від домішок. Можливо проводити гідросепарування тільки проточною водою, проте для тієї ж ефективності очищення необхідно використовувати потік на порядок більшої величини, що призводить до великих енерговитрат. З метою скорочення енерговитрат потік проточної води доцільно барботувати повітрям. 3 Якщо витрата проточної води буде менше 0,01 м /год., швидкість барботування менше 0,5 3 м /год., а швидкість подачі поліпропілену або співполімеру пропілену більше 1800 кг/год., то відбудеться неприпустиме зниження ефективності гідросепарування, внаслідок чого в поліпропілені або співполімері пропілену залишаться ще шматочки свинцю і свинцевих сплавів. 3 3 Збільшувати витрату води більше 0,05 м /год. і швидкість барботування більше 2,5 м /год. недоцільно, оскільки це не призводить до збільшення ефективності гідросепарування. Зменшувати швидкість подачі поліпропілену або співполімеру пропілену менше 300 кг/год. також недоцільно, оскільки це призводить до неприпустимого зменшення продуктивності процесу. Після другого гідросепаратора поліпропілен або співполімер пропілену піддають подальшій технологічній обробці: подрібненню на дрібні шматочки, промивці, гарячому гранулюванню. Після цього поліпропілен або співполімер пропілену у вигляді гранул реалізують для потреб промисловості. Всі запропоновані числові параметри отримані емпірично в результаті ретельних досліджень. Запропоноване технічне рішення може бути використане на підприємствах по виробництву вторинного поліпропілену з лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей. Спосіб, що заявляється, здійснюється таким чином. Відпрацьовані акумулятори і акумуляторні батареї без електроліту з ділянки складування за допомогою грейферного мостового крану або ковшового навантажувача подаються всередину живлячого бункера, з якого відміряна по масі їх кількість стрічковим конвеєром прямує в молоткова дробарку. У молотковій дробарці за допомогою молотків, що коливаються, проводиться дроблення виробів, що надійшли. Подрібнений матеріал піддається сортуванню на вібраційному грохоті, встановленому під молотковою дробаркою, на якому паста і залишки електроліту, що містяться в загальному потоці матеріалів, вимиваються рециркуляційною промивальною водою, і паста просівається всередину резервуару-згущувача. Паста, що осіла в резервуарі-згущувачі, за допомогою скребкового конвеєра витягується і передається на підготовку шихтової суміші і плавку в плавильних агрегатах. Фракції, що залишилися, прямують на перший гідродинамічний сепаратор, в якому за допомогою контрольованого потоку води і потоку повітря проводиться їх розділення. Необхідна для розділення вода подається за допомогою насоса з резервуарувідстійника, утворюючи замкнутий цикл. Барботуюче повітря також подається за допомогою насоса. Заданий режим подачі води і режим подачі повітря забезпечують розділення подрібнених частин акумуляторного лому, які залишилися після вимивання пасти, на фракції: - металеву частину (струмовідводи і струмоведучі деталі); - важкі пластмаси (ебоніт корпусів, поліетилен і полівінілхлорид сепараторів); - поліпропілен або співполімер пропілену корпусів і кришок. Поліпропілен або співполімер пропілену, як найбільш легка фракція, накопичується у верхній частиш гідросепаратора і видаляється з його поверхні гвинтовим конвеєром в сито, що обертається, для відділення від води. Зневоднений поліпропілен (або співполімер пропілену) разом із залишками свинцю і свинцевого сплаву, залишками піщано-шламової частини, залишками ебоніту і сепараторів направляється на другий гідросепаратор. Змішані пластмаси 2 UA 100286 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 (ебоніт і сепаратори) з потоком води вивантажуються з гідросепаратора в сито, що обертається, де також проводиться їх обезводнення. Відокремлена вода надходить в резервуар-відстійник і використовується в замкнутому циклі розділення. Зневоднені змішані пластмаси (ебоніт і сепаратори) прямують на поховання або спалювання в печах. Металева частина (струмовідводи і струмоведучі деталі), як найбільш важка, осідає в нижній частині гідросепаратора, звідки витягується за допомогою гвинтового конвеєра. Отримана металева фракція прямує на підготовку шихтової суміші і плавку в плавильних агрегатах. У другому гідросепараторі фракція поліпропілену або співполімеру пропілену за допомогою контрольованого потоку води і потоку повітря очищається від залишків сторонніх фракцій. Необхідна для розділення вода подається за допомогою насоса з резервуару-відстійника, утворюючи замкнутий цикл. Барботуюче повітря також подається за допомогою насоса. Заданий режим подачі води і повітря забезпечує очищення фракції поліпропілену або співполімеру пропілену від залишків сторонніх фракцій: металевої частини, важких пластмас і піщано-шламової частини. Поліпропілен або співполімер пропілену, як найбільш легка фракція, накопичується у верхній частині гідросепаратора і видаляється з його поверхні гвинтовим конвеєром в сито, що обертається, для відділення від води. Далі зневоднений поліпропілен або співполімер пропілену піддається подальшій технологічній обробці. Шматочки поліпропілену або співполімеру пропілену збирають в пластикові мішки і перевозять на ділянку переробки вторинного поліпропілену. З пластикових мішків за допомогою стрічкового конвеєра поліпропілен або співполімер пропілену направляють на дробарку, де матеріал під дією води і ножів розмелюється до необхідних розмірів, утворюючи пластівці поліпропілену або співполімеру пропілену. Потім пластівці поліпропілену або співполімеру пропілену за допомогою дренажного шнеку передають в пристрій інтенсивної промивки. Далі пластівці поліпропілену або співполімеру пропілену подають в першу центрифугу, для відділення вологи від матеріалу. Після першої центрифуги пластівці поліпропілену або співполімеру пропілену подають в бак флотації, де відбувається відділення від матеріалу залишків паперу, дерева і легких пластмас. Потім пластівці поліпропілену або співполімеру пропілену подають на другу центрифугу для відділення вологи від матеріалу, а потім на сушарку і в змішуючий бункер. За допомогою подавального пристрою пластівці поліпропілену або співполімеру пропілену передають на екструзаційну лінію. Тут проводять гаряче гранулювання, отримуючи з пластівців поліпропіленові джгути. В кінці екструзаційної лінії за допомогою торцевого різання пучків екструдованих поліпропіленових джгутів отримують кінцевий продукт - поліпропіленові гранули. На виході з пристрою торцевого різання поліпропіленові гранули за допомогою пневмотранспорту подають в резервуар для зберігання або упаковують в мішки. У такому вигляді поліпропілен або співполімер пропілену реалізують для потреб промисловості. Проведено випробування способу виробництва вторинного поліпропілену, що заявляється, з лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей. При цьому в першому гідросепараторі швидкість потоку води склала 0,25 м/с; швидкість барботування повітрям 3 склала 18 м /год. на квадратний метр поперечного перетину потоку. У другому гідросепараторі 3 витрата проточної води склала 0,02 м /год., швидкість барботування повітрям склала 1,5 3 м /год., при швидкості подачі поліпропілену (або співполімеру пропілену) 900 кг/год. Встановлено підвищення ефективності гідросепарування в порівнянні з найближчим аналогом, тобто при інших рівних з найближчим аналогом показниках виявлено зниження масової частки домішок сторонніх речовин (важких пластмас) в поліпропілені або співполімері пропілену до 0,2 мас. %. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 60 Спосіб виробництва вторинного поліпропілену з лому свинцево-кислотних акумуляторів і акумуляторних батарей, згідно з яким проводять подрібнення лому, здійснюють мокре грохочення з виведенням піщано-шламової частини - пасти як готового продукту для переплавлення, проводять гідросепарування з виведенням металевої частини (струмовідводів і струмоведучих деталей) як готового продукту для переплавлення, виведенням поліпропілену або співполімеру пропілену на переробку і виведенням ебоніту і сепараторів на поховання або на спалювання в печах, який відрізняється тим, що гідросепарування проводять в двох гідросепараторах, причому в першому гідросепараторі проводять основне розділення на фракції: металеву частину, поліпропілен або співполімер пропілену, ебоніт і сепаратори - у висхідному потоці води зі швидкістю 0,10-0,35 м/с з барботуванням повітрям зі швидкістю 4-21 3 UA 100286 C2 3 5 м /год. на квадратний метр поперечного перетину потоку, після чого поліпропілен або співполімер пропілену направляють на другий гідросепаратор, де в потоці проточної води з 3 3 витратою 0,01-0,05 м /год. з барботуванням повітрям зі швидкістю 0,5-2,5 м /год. при швидкості подачі поліпропілену або співполімеру пропілену 300-1800 кг/год. відокремлюють поліпропілен або співполімер пропілену від залишків ебоніту і сепараторів, залишків піщано-шламової частини - пасти, залишків свинцю і свинцевого сплаву. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 4