[go: up one dir, main page]

RU2222618C1 - Method of processing nickel-cadmium scrap - Google Patents

Method of processing nickel-cadmium scrap Download PDF

Info

Publication number
RU2222618C1
RU2222618C1 RU2002117633A RU2002117633A RU2222618C1 RU 2222618 C1 RU2222618 C1 RU 2222618C1 RU 2002117633 A RU2002117633 A RU 2002117633A RU 2002117633 A RU2002117633 A RU 2002117633A RU 2222618 C1 RU2222618 C1 RU 2222618C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cadmium
magnetic
scrap
nickel
separation
Prior art date
Application number
RU2002117633A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002117633A (en
Inventor
И.А. Бердников
К.О. Серов
Original Assignee
Уральский государственный университет путей сообщения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уральский государственный университет путей сообщения filed Critical Уральский государственный университет путей сообщения
Priority to RU2002117633A priority Critical patent/RU2222618C1/en
Publication of RU2002117633A publication Critical patent/RU2002117633A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2222618C1 publication Critical patent/RU2222618C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: processing raw material, used nickel-cadmium storage batteries for example. SUBSTANCE: proposed method includes introduction of oxidant into initial scrap, heating it to temperature of 350-600 C, holding at heat for 0.5 h, cooling and subjecting it to magnetic separation for separation into magnetic and non-magnetic fractions which are reduced separately by carbon and/or hydrogen and/or compounds containing these elements; non-magnetic fraction is molten for obtaining metallic cadmium and magnetic fraction is molted for obtaining iron-nickel alloy. EFFECT: increased extraction of cadmium. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области переработки сырья, кроме руды, например скрапа, с целью получения цветных металлов или их соединений, в частности, из отработанных никель-кадмиевых аккумуляторных батарей. The invention relates to the field of processing raw materials, in addition to ore, for example scrap, with the aim of obtaining non-ferrous metals or their compounds, in particular from spent Nickel-cadmium batteries.

Известны способы переработки отработанных железоникелевых аккумуляторов на товарный ферроникель (а.с. 711137, МПК С 22 В 7/00. Способ переработки отработанных железоникелевых аккумуляторов на товарный ферроникель/ М.Р. Русаков и др. Опубл. 12.12.77. БИ 3) и способ переработки отработанных пластин никелево-железных (кадмиевых) аккумуляторов (а.с. 539087, С 22 В 23/02. Способ переработки отработанных пластин никелево-железных (кадмиевых) аккумуляторов/ В. Я.Кошкаров и др. Опубл. 15.12.76. БИ 46), заключающийся в плавке пластин, содержащих никель, при температуре 1450-1575oC с получением никеля в виде сплава с железом. Недостатком этих способов является невозможность разделения кадмия и никеля, так как при вышеуказанных температурах переплава кадмий возгоняется и уносится с отходящими газами в атмосферу, загрязняя окружающую среду.Known methods of processing spent iron-nickel batteries into commodity ferronickel (AS 711137, IPC C 22 V 7/00. Method of processing spent iron-nickel batteries into commodity ferronickel / MR Rusakov et al. Publish. 12.12.77. BI 3) and a method for processing used plates of nickel-iron (cadmium) batteries (AS 539087, C 22 V 23/02. Method for processing used plates of nickel-iron (cadmium) batteries / V. Ya. Koshkarov et al. Publish. 15.12. 76. BI 46), which consists in melting plates containing nickel at a temperature of 1450-1575 o C to produce nickel as an alloy with iron. The disadvantage of these methods is the impossibility of separating cadmium and nickel, since at the above temperatures the remelting of cadmium is sublimated and carried away with the exhaust gases into the atmosphere, polluting the environment.

Известны также способы в основе которых лежат различные варианты возгонки кадмия из скрапа, например: (Patent USA 4401463, МРК С 22 В 7/00. Process for the recovery of metalsnfrom the skrap from nickel-cadmium electric storage batteries/ L.Melin, Vide H. Stensson. Date of Patent Aug. 30, 1983), (Patent USA 5199975, МРК С 22 В 7/00. Method for processing used batteri/ Hisashi Gunjishima, Junichiro Tanaka, Masaharu Onoue. Date of Patent Apr.6, 1993), а также (Patent USA 5437705, MPK C 22 B 7/00. Device and process for the recoveri of cadmium and nickel/Ralph J. DeLisle, Harold E. Martin, Amos Wilkerson. Date of Patent Aug. 1, 1995) эти способы позволяют разделить и получить кадмий и железоникелевый продукты, однако из спрессованной активной массы отработанных аккумуляторных батарей полностью восстановить и осуществить возгонку кадмия без его потерь невозможно. There are also known methods based on various options for the sublimation of cadmium from scrap, for example: (Patent USA 4401463, МРК С 22 В 7/00. Process for the recovery of metalsnfrom the skrap from nickel-cadmium electric storage batteries / L. Melin, Vide H. Stensson. Date of Patent Aug. 30, 1983), (Patent USA 5199975, MRK C 22 B 7/00. Method for processing used batteri / Hisashi Gunjishima, Junichiro Tanaka, Masaharu Onoue. Date of Patent Apr.6, 1993 ), as well as (Patent USA 5437705, MPK C 22 B 7/00. Device and process for the recoveri of cadmium and nickel / Ralph J. DeLisle, Harold E. Martin, Amos Wilkerson. Date of Patent Aug. 1, 1995) these methods make it possible to separate and obtain cadmium and nickel-iron products, however, from the compressed active mass of the spent battery ornyh batteries fully restore and implement sublimation of cadmium without losses impossible.

Известен также способ извлечения никеля и кадмия из скрапа (Patent FRG 288179, MPK C 22 B 3/14, C 22 B 3/06. Verfahren zur Rueckgewinnung von Nickel und Cadmium aus Ni/Cd-haltigem Schrott. /Ptrepper Gerd; Akademie der Wissenschaften der DDR - 3330477. ausg. Am 31.09.1993). Недостатками этого способа являются низкая степень извлечения кадмия, а также невозможность получения никеля и кадмия в виде металлических продуктов. There is also known a method for the extraction of nickel and cadmium from scrap (Patent FRG 288179, MPK C 22 B 3/14, C 22 B 3/06. Verfahren zur Rueckgewinnung von Nickel und Cadmium aus Ni / Cd-haltigem Schrott. / Ptrepper Gerd; Akademie der Wissenschaften der DDR - 3330477. ausg. Am 09/31/1993). The disadvantages of this method are the low degree of extraction of cadmium, as well as the inability to obtain Nickel and cadmium in the form of metal products.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ переработки никель-кадмиевого скрапа (патент 2164956, C 22 B 7/00, 23/00,17/00. Способ переработки никель-кадмиевого скрапа/ Бердников И. А. и др. Опубл. 10.04.2001. БИ 10). Этот способ включает нагревание и окисление скрапа кислородом воздуха при температуре 690-900oС, охлаждение и магнитную сепарацию, затем выщелачивание: из магнитной фракции концентрированными растворами минеральных кислот - никеля, а из немагнитной фракции насыщенными растворами аммиачных солей - кадмия, причем оба продукта получают в виде их нерастворимых соединений.Closest to the technical nature of the present invention is a method for processing nickel-cadmium scrap (patent 2164956, C 22 B 7/00, 23 / 00.17 / 00. Method for processing nickel-cadmium scrap / Berdnikov I.A. et al. Publ. April 10, 2001. BI 10). This method includes heating and oxidizing scrap with oxygen at a temperature of 690-900 o C, cooling and magnetic separation, then leaching: from the magnetic fraction with concentrated solutions of mineral acids - nickel, and from the non-magnetic fraction with saturated solutions of ammonia salts - cadmium, both products in the form of their insoluble compounds.

Недостатком этого способа является низкая степень извлечения кадмия из скрапа и невозможность получения продуктов в металлической форме, так как одновременный нагрев и окисление скрапа кислородом воздуха при высокой температуре 690-900oС позволяет перевести спрессованную активную массу аккумуляторного скрапа в сыпучую, различающуюся по магнитным свойствам, а активные компоненты в оксидную форму высших валентностей. Однако при этом часть кадмия теряется. При температурах выше 600oС эта потеря обусловлена восстановлением кадмия водородом, присутствующим в исходных продуктах в форме связанной влаги, до металла и последующей его возгонкой. Магнитная сепарация скрапа позволяет разделить его на фракции: магнитную, в которой находятся оксиды никеля и железа и немагнитную, в которой сконцентрирован оксид кадмия. Последующие операции выщелачивания и осаждения позволяют получить отдельно их нерастворимые соединения.The disadvantage of this method is the low degree of extraction of cadmium from scrap and the impossibility of obtaining products in metallic form, since the simultaneous heating and oxidation of scrap by oxygen in the air at a high temperature of 690-900 o With allows you to translate the pressed active mass of battery scrap in bulk, differing in magnetic properties, and the active components in the oxide form of higher valencies. However, part of the cadmium is lost. At temperatures above 600 o With this loss is due to the reduction of cadmium with hydrogen, present in the starting products in the form of bound moisture, to the metal and its subsequent sublimation. Magnetic separation of scrap allows you to divide it into fractions: magnetic, in which there are nickel and iron oxides and non-magnetic, in which cadmium oxide is concentrated. Subsequent leaching and precipitation operations make it possible to obtain separately their insoluble compounds.

Техническим результатом изобретения является повышение извлечения кадмия и получение продуктов в металлической форме. The technical result of the invention is to increase the extraction of cadmium and obtaining products in metallic form.

Технический результат достигается тем, что скрап переводят в однородную сыпучую массу в присутствии окислителя, разделяют ее по магнитным свойствам на фракции, их раздельно восстанавливают и плавят. The technical result is achieved by the fact that the scrap is transferred into a homogeneous loose mass in the presence of an oxidizing agent, divided by magnetic properties into fractions, they are separately restored and melted.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в исходный скрап вводят твердый или жидкий окислитель, нагревают его до температуры 350-600oС, выдерживают не менее 0,5 часа, охлаждают и подвергают магнитной сепарации с разделением на магнитную и немагнитную фракции, которые раздельно восстанавливают углеродом и/или водородом, и/или их содержащими соединениями, а затем плавят немагнитную фракцию с получением металлического кадмия, а магнитную - железоникелевого сплава.The essence of the invention lies in the fact that a solid or liquid oxidizing agent is introduced into the initial scrap, it is heated to a temperature of 350-600 o C, maintained for at least 0.5 hours, cooled and subjected to magnetic separation with separation into magnetic and non-magnetic fractions, which are separately restore carbon and / or hydrogen, and / or their containing compounds, and then melt the non-magnetic fraction to obtain metallic cadmium, and the magnetic - iron-nickel alloy.

На чертеже представлена технологическая схема предлагаемого способа. The drawing shows a flow chart of the proposed method.

Введение в исходный скрап твердого или жидкого окислителя позволяет при нагревании предотвратить восстановление оксидов кадмия, при температуре 350-600oС, и перевести спрессованную активную массу аккумуляторного скрапа в сыпучую, различающуюся по магнитным свойствам, а ее активные компоненты - в форму оксидов. Нижний предел температуры обусловлен высвобождением из активной массы связанной влаги, которую используют, наряду с кислородом воздуха и введенными твердыми или жидкими окислителями, для перевода в форму оксидов металлических кадмия, никеля и железа, содержащихся в активной массе скрапа. Верхний предел температурного диапазона обусловлен тем, что реакции окисления активных компонентов в присутствии влаги обратимы, а направление этих реакций зависит от температуры. До верхнего предела температуры кислород высвобождающейся влаги в основном связывается активными компонентами скрапа с получением их оксидов. Дальнейшее повышение температуры приводит к сдвигу равновесия реакции окисления влево, то есть к взаимодействию части полученных оксидов с водородом и восстановлению их до металла.The introduction of a solid or liquid oxidizing agent into the initial scrap allows preventing the reduction of cadmium oxides at a temperature of 350-600 o С during heating and converting the pressed active mass of battery scrap into loose, differing in magnetic properties, and its active components into the form of oxides. The lower temperature limit is due to the release of bound moisture from the active mass, which is used, along with atmospheric oxygen and solid or liquid oxidizing agents introduced, to convert metal cadmium, nickel and iron oxides contained in the active mass of scrap into the form. The upper limit of the temperature range is due to the fact that the oxidation reactions of active components in the presence of moisture are reversible, and the direction of these reactions depends on temperature. To the upper limit of the temperature, the oxygen of the released moisture is mainly bound by the active components of the scrap to produce their oxides. A further increase in temperature leads to a shift in the equilibrium of the oxidation reaction to the left, that is, to the interaction of a part of the obtained oxides with hydrogen and their reduction to metal.

Выдержка скрапа при указанной выше температуре не менее 0,5 часа необходима для полного удаления из скрапа связанной влаги и завершения всех реакций окисления, так как их скорости не одинаковы. Exposure to scrap at the temperature indicated above for at least 0.5 hours is necessary to completely remove bound moisture from the scrap and complete all oxidation reactions, since their rates are not the same.

Магнитная сепарация полученной без потерь кадмия сыпучей массы, различающейся по магнитным свойствам, позволяет разделить ее на фракции: магнитную, содержащую оксиды никеля и железа, и немагнитную, содержащую оксид кадмия. Раздельное восстановление фракций углеродом, и/или водородом, и/или их содержащими соединениями и последующее плавление полученных таким образом фракций позволяет выделить в металлическом виде из немагнитной фракции кадмий, а из магнитной - железоникелевый сплав (ферроникель). Magnetic separation of the loose mass obtained without loss of cadmium, differing in magnetic properties, allows it to be divided into fractions: magnetic, containing nickel and iron oxides, and non-magnetic, containing cadmium oxide. Separate reduction of the fractions by carbon and / or hydrogen and / or their containing compounds and the subsequent melting of the fractions thus obtained makes it possible to separate cadmium in a metallic form from a non-magnetic fraction, and an iron-nickel alloy (ferronickel) from a magnetic one.

Таким образом, предлагаемый способ переработки никель-кадмиевого скрапа позволяет разделить его на никель- и кадмийсодержащие фракции без потерь кадмия, а затем восстановить и плавить немагнитную фракцию с получением металлического кадмия, а магнитную - железоникелевого сплава (ферроникель). Thus, the proposed method for processing nickel-cadmium scrap allows it to be divided into nickel and cadmium-containing fractions without cadmium loss, and then to restore and melt the non-magnetic fraction to obtain metallic cadmium, and the magnetic fraction to iron-nickel alloy (ferronickel).

Claims (1)

Способ переработки никель-кадмиевого скрапа, включающий его нагревание, окисление, охлаждение и магнитную сепарацию, отличающийся тем, что в исходный скрап вводят твердый или жидкий окислитель, нагревают его до температуры 350-600°С, выдерживают не менее 0,5 ч, охлаждают и подвергают магнитной сепарации с разделением на магнитную и немагнитную фракции, которые раздельно восстанавливают углеродом, и/или водородом, и/или их содержащими соединениями, а затем плавят с получением из немагнитной фракции металлического кадмия, а из магнитной - железоникелевого сплава.A method for processing nickel-cadmium scrap, including its heating, oxidation, cooling and magnetic separation, characterized in that a solid or liquid oxidizing agent is introduced into the initial scrap, heated to a temperature of 350-600 ° C, held for at least 0.5 hours, cooled and subjected to magnetic separation with separation into magnetic and non-magnetic fractions, which are separately restored by carbon, and / or hydrogen, and / or their containing compounds, and then melted to obtain cadmium metal from a non-magnetic fraction, and glands from a magnetic fraction nickel alloy.
RU2002117633A 2002-07-01 2002-07-01 Method of processing nickel-cadmium scrap RU2222618C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002117633A RU2222618C1 (en) 2002-07-01 2002-07-01 Method of processing nickel-cadmium scrap

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002117633A RU2222618C1 (en) 2002-07-01 2002-07-01 Method of processing nickel-cadmium scrap

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002117633A RU2002117633A (en) 2004-01-20
RU2222618C1 true RU2222618C1 (en) 2004-01-27

Family

ID=32091295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002117633A RU2222618C1 (en) 2002-07-01 2002-07-01 Method of processing nickel-cadmium scrap

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2222618C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296170C1 (en) * 2005-07-29 2007-03-27 Александр Владимирович Абрамов Method for processing nickel-cadmium scrap
RU2543626C1 (en) * 2013-09-10 2015-03-10 Общество с ограниченной ответственностью малое инновационное предприятие "Гелиос" Method of recycling active material of nickel oxide electrode of nickel-cadmium accumulator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU711137A1 (en) * 1977-12-12 1980-01-25 Государственный Проектный И Научно- Исследовательский Институт Гипроникель Method of processing spent iron-nickel accumulators into commercial ferronickel
US5199975A (en) * 1990-09-19 1993-04-06 Mitsui Mining & Smelting Company, Ltd. Method for processing used battery
US5437705A (en) * 1993-01-19 1995-08-01 Eveready Battery Company, Inc. Device and process for the recovery of cadmium and nickel
RU2164956C1 (en) * 1999-10-11 2001-04-10 Закрытое акционерное общество "Вторник" Method of processing nickel-cadmium scrap

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU711137A1 (en) * 1977-12-12 1980-01-25 Государственный Проектный И Научно- Исследовательский Институт Гипроникель Method of processing spent iron-nickel accumulators into commercial ferronickel
US5199975A (en) * 1990-09-19 1993-04-06 Mitsui Mining & Smelting Company, Ltd. Method for processing used battery
US5437705A (en) * 1993-01-19 1995-08-01 Eveready Battery Company, Inc. Device and process for the recovery of cadmium and nickel
RU2164956C1 (en) * 1999-10-11 2001-04-10 Закрытое акционерное общество "Вторник" Method of processing nickel-cadmium scrap

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296170C1 (en) * 2005-07-29 2007-03-27 Александр Владимирович Абрамов Method for processing nickel-cadmium scrap
RU2543626C1 (en) * 2013-09-10 2015-03-10 Общество с ограниченной ответственностью малое инновационное предприятие "Гелиос" Method of recycling active material of nickel oxide electrode of nickel-cadmium accumulator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002117633A (en) 2004-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102575339B1 (en) Method for recovering valuable metals from waste lithium ion batteries
JP2019135321A (en) Method for recovering valuable metal from waste lithium-ion battery
KR102638097B1 (en) How to recover valuable metals
JPS63205191A (en) Method of recovering furnace dust
CA3036075A1 (en) Process for the production of a pgm-enriched alloy
JP2021188067A (en) Preparation method of raw material to be melted, and valuable metal recovery method
KR20120074167A (en) Recovery method of valuableness metals from copper smelting slag
RU2222618C1 (en) Method of processing nickel-cadmium scrap
RU2164956C1 (en) Method of processing nickel-cadmium scrap
KR20240019310A (en) Methods of producing valuable metals
Li et al. A new pyrometallurgical recycling technique for lead battery paste without SO2 generation—a thermodynamic and experimental investigation
KR102638098B1 (en) How to recover valuable metals
Pandher et al. Sulfate formation and decomposition of nickel concentrates
JP5052963B2 (en) Method for producing molten zinc
JPS61153201A (en) Method for regenerating scrap of magnet containing rare earth element
JP7416153B1 (en) How to recover valuable metals
CN117222766B (en) Method for producing valuable metal
JP7238939B2 (en) Valuable metal manufacturing method
Van Long et al. Recovery of molybdenum from copper slags
Gil et al. Thermal Balance of the magneto-hydro-dynamic pump for recovery of platinum group metals from spent auto catalysts
Pickles et al. Sulphur dioxide emissions from soda ash smelting of scrap lead acid battery residues
KR20140135534A (en) Method of Ferro-manganese
US20240263271A1 (en) Method for producing valuable metal
Voisin et al. Phase Relations, Activities and Minor Elements Distribution in Fe–Pb–As and Fe–Pb–Sb Systems Saturated with Carbon at 1473 K
EP4357470A1 (en) Method for producing valuable metal

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090702