Способ переработки отработанных аккумуляторов

/00 С 2 НИЯ ВТО И ОТР БОТАН тносится и может х при пеляторов. и восстапановой пропана нический институт Авдюков, В,Л. Ту. Студенцов,ак ство СССРО, 1973,являет ри плавке разделан- кумулятоке в шихту ановитель процесса СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетел1 ч. 387011, кл, С 22 В 7/ Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к процессам переработки вторичного сырья, и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии, а также в отраслях промышленности, связанных с производством, эксплуатацией и переработкой отходов аккумуляторов.Известен способ переработки отработанных свинцовых аккумуляторов, включающий дробление, обогащение измельченного материала путем гидросепара-. ции и классификации, обеспечивающий получение металлической фракции, шламистометаллической фракции и фазы, содержащей органические (асфальтно-пековые, полихлорвиниловые) продукты разделки аккумуляторов.Выплавка металлической фракции из полупродуктов осуществляется с помощью восстановительной плавки и требует расхода электроэнергии, восстановителя и флюсов; приводит к некоторым потерям ценных компонентов со шлаковыми и пылевидными продуктами переработки. Кроме того, чатсь компонентов (металлов) аккумулятора переходят в органическую фазу разделки,(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТК НЫХ АККУМУЛЯТОРОВ(57) Использование: изобретение о к вторичной цветной металлургии быть использовано в производств реработке отработанных аккум Сущность; процесс расплавления новления ведут в воздушно-пр плазменной струе при содержании в плазмообразующем газе 10- 1 табл,Недостатком данного способа является необходимость многостадийной разделки аккумуляторов, нескольких операций гидро- сепарации и классификации, образование нескольких продуктов с различным химическим и фазовым составом, а также выделение органической фазы, содержащей ценные компоненты, Таким образом, использование рассмотренного способа требует сложного, разнообразного оборудования, соответствующих производственных площадей и связано с существенными капитальными затратами.Известен способ переработки свинцовых аккумуляторов в частично разделанном или неразделанном виде по средствам плавки в шахтных печах, позволяющий вводить в шихту процесса до 20 - 25% вторичного материала,Недостатком данного способа невозможность использования и только вторичного материала (не ные или частично разделанные ак ры), Кроме того, при шахтной плав процесса требуется вводить восст кокс), флюсы, функционирование10 15 20 25 30 35 40 45 50 возможно при вдувании в печь воздуха илигазовой фазы, обогащенной кислородом,В качестве прототипа принят способ,предусматривающий выделение металлических и металлсодержащих элементов 5конструкции путем полного сжигания (пиролиза) корпуса и других неметаллических деталей, Неразделанный аккумуляторный ломзагружают в плавильный агрегат, рабочеепространство которого изолируют от окружающей среды, процесс проводят под слоем флюса, состоящего из кальцинированной соды, смеси хлористого натрия с кальцинированной содой и др,Недостатком способа является сложность его осуществления, Требуется специальный плавильный аппарат, рабочеепространство которого изолировано от окружающей среды, Необходимо формирование слоя флюса для изоляции реакционнойзоны от окружающей среды. Кроме того,избыток отходящих газов требуется дожигать, для чего используется специальная камера, снабженная горелкой.Целью изобретения является упрощение технологии переработки неразделан-,н ых аккумуляторов.Цель достигается тем, что в способе переработки неразделанных отработанныхаккумуляторов, включающем расплавление,восстановление металлсодержащих элементов с получением расплава металлов,процессы расплавления и восстановленияведут в воздушно-пропановой плазменнойструе, причем содержание пропана в плазмообразующем газе составляет 10 - 30 об. ф .Способ осуществляют следующим образом.Неразделанный аккумулятор послеслива электролита устанавливается боковой стороной на наклонную поверхностьдля самопроизвольного слива образующейся в процессе переработки расплавленнойметаллической фазы, Плазменную струю направляют на объект переработки (аккумулятор) со стороны клеммной части,устанавливая ось плазменной струи параллельно наклону плоскости,на которой помещен объект (аккумулятор). Воздействуютвысокотемпературным плазменным потоком(5000 - 5500 К) на объект со стороны клеммной части, что обеспечивает расплавлениеметаллических компонентов конструкции,расплавление . и одновременное восстановление оксидных компонентов конструкции, формирование расплавленнойметаллсодержащей фазы и сгорание органических компонентов конструкции. Сформировавшаяся металлсодержащая фаза врасплавленном состоянии вытекает из корпуса аккумулятора и накапливается в соответствующей емкости. Добавка к плазмообразующему газу (воздуху) 10 - 30 фб пропана обеспечивает создание в зоне расплавления восстановительной среды,что предотвращает окисление металлических конструкций и обеспечивает восстановление до металла оксидных компонентов конструкции. При введении вплазмообразующий газ менее 10 об. фпропана плазменная струя не обладает достаточным восстановлением, что вызывает окисление металлических компонентов конструкций, отсутствуют условия для восстановления оксидных компонентов конструкции до металла. При введении в плазмообразующий газ более 30 об.фпропана работа аппарата, создающего плазменную струю (плазмотрон),.затрудняется из-за образования на поверхности анода слоя пылевидных продуктов. Для подтверждения обозначенных выше параметров содержания пропана в плазмообразующем газе выполнена серия экспериментов, результаты которых представлены в таблице.П р и м е р. Отработанный аккумулятор 6 ТСТ - 50 ЭМС после слива электролита, имеющий общий вес 17,2 кг, вес металлических и металлсодержащих элементов конструкции 15,7 кг. устанавливают на наклонной плоскости, повернув клеммной частью вниз, Для создания плазменной струи используют плазменный генератор, имеющий следующие технические характеристики; напряжение холостого хода 300 В; рабочее напряжение 200 В; рабочий ток 200 А; мощность 40 кВт; расход воздуха 1 г/с; расход пропана 0,25 г/с; температура плазменной струи 5500 К; термический коэффициент полезного действия 72 ,Степень извлечения свинца в металл- содержащую фазу, содержание свинца в металлсодержащей фазе в виде металла при содержании пропана в плазмообразующем газе приведены в таблице,Ось сопла плазменного генератора направляют параллельно наклонной плоскости и перпендикулярно плоскости клеммной стороны аккумулятора. Расстояние от сопла до плоскости клеммной части 40 - 100 мм.После включения плазмотрона и установки устойчивой плазменной струи плазмотрон и формируемую плазменную струю перемещают со скоростью 10 м/с сверху вниз от верхней до нижней стенки. Таким образом обрабатывают шесть секций аккумулятора. После завершения обработки всборной емкости получено 15,3 кг металлсодержащей фазы, которая имеет следующий химический состав, ф : свинца 87,7, втом числе свинца в металлической форме 84,2; свинца, связанного в сульфид 3,1; свинца, связанного в сульфат, 0,4; сурьмы 7,3; серы 2,5; хлора 0,95; оксида кремния 1,3,Как видно из представленного примера, предлагаемый способ переработкиотработанных аккумуляторов позволяет осуществлять процесс без использования какого-либо плавильного агрегата, не требуется введение в процесс флюсов, Полученная металлсодержащая фаза по химическому и фазовому составу сходна с металлической фазой, выплавляемой при переработке аккумуляторов известными способами, Для получения из металлсодержащей фазы, образующейся при использовании предлагаемого способа, сурьмянистого свинца может быть применен извстный в цветной металлургии метод рафинирования, Кроме, того важным преимуществом предлагаемого способа является сохранение корпуса аккумулятора, так как при сгорании последнего в атмосферу выделяются токсичные продукты сгорания органических соединений, а на сжигание корпуса расходуется тепловая энергия.Извлечение свинца в металлсодержащую фазу при содержании пропана в плазмообразующем газе 30% составляет 95,0% против 98%, достигаемых в прототипе, Однако некоторое количество свинца в процессе обработки аккумуляторного лома воздушно-пропановой плазменной струей переходит в виде возгонов в газовую фазу, которая направляется в систему пылеулавливания, где осуществляется конденсация свинецсодержащего пылевидного продукта, Как по казали проведенные исследования,пылевидный свинцовый продукт имеет содержание свинца 52 - 56%, по химическомуи фазовому составу практически идентиченпылям свинцового производства и может5 перерабатываться по стандартной технологии с извлечением свинца в черновой металл не менее 92%, Таким образом, неизвлеченный в металлсодержащую фазусвинец не является безвозвратно потерян 10 ным и суммарное извлечение металла впредлагаемом способе с учетом переработки пылевидного продукта составит не менее99%. В прототипе потерянный свинец переходит в щелочной расплав, причем содержа 15 ние свинца в расплаве не превышает 10%(по данным, представленным в примере),Таким образом, получают щелочной продукт, для переработки которого в настоящеевремя не существует промышленно освоен 20 ной технологии. Выделяемые в свинцовомпроизводстве аналогичные продукты являются отвальными.При осуществлении предлагаемогоспособа извлечение свинца не будет суще 25 ственно отличаться от достигаемогопротивопоставленным способом, а безвозвратные потери будут ниже,Формула изобретенияСпособ переработки отработанных ак 30 кумуляторов, включающий расплавление,восстановление металлсодержащих элементов с получением расплава металлов,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения процесса переработки, расплав 35 ление и восстановление ведут в воздушно-пропановой плазменной струе присодержании пропана в плазмообразующемгазе 10 - 30 об.%,