RU2344520C2 - Способ изготовления компонентов активных масс отрицательных электродов для щелочных аккумуляторов при их регенеративной переработке - Google Patents
Способ изготовления компонентов активных масс отрицательных электродов для щелочных аккумуляторов при их регенеративной переработке Download PDFInfo
- Publication number
- RU2344520C2 RU2344520C2 RU2007101556A RU2007101556A RU2344520C2 RU 2344520 C2 RU2344520 C2 RU 2344520C2 RU 2007101556 A RU2007101556 A RU 2007101556A RU 2007101556 A RU2007101556 A RU 2007101556A RU 2344520 C2 RU2344520 C2 RU 2344520C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cadmium
- iron
- solution
- sulfuric acid
- negative electrodes
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title claims description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- PLLZRTNVEXYBNA-UHFFFAOYSA-L cadmium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cd+2] PLLZRTNVEXYBNA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- QCUOBSQYDGUHHT-UHFFFAOYSA-L cadmium sulfate Chemical compound [Cd+2].[O-]S([O-])(=O)=O QCUOBSQYDGUHHT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910000331 cadmium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 6
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims 2
- 101100345589 Mus musculus Mical1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 claims 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract description 8
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 abstract description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 abstract description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Cd+2] CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WBYRVEAPTWYNOX-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Cd] Chemical compound [Fe].[Cd] WBYRVEAPTWYNOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229960004887 ferric hydroxide Drugs 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M iron(3+);oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Fe+3] IEECXTSVVFWGSE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для изготовления компонентов активных масс отрицательных электродов при рециклинговой переработке отработанных щелочных аккумуляторов. Согласно изобретению способ переработки отрицательных электродов щелочных аккумуляторов основан на гидрометаллургическом разделении окислов кадмия и железа. Извлеченная из отрицательных электродов бывших в употреблении щелочных аккумуляторов активная масса направляется на гидрометаллургический передел, состоящий из следующих операций: выщелачивание металлов серной кислотой; перевод растворенных металлов в гидроокиси раствором натриевой щелочи; перевод двухвалентного железа в трехвалентное кислородом воздуха; перевод гидроокисей железа в окислы изменением температурного режима процесса; перевод гидроокиси кадмия в основную соль; сернокислотное выщелачивание; отделение от железа фильтрованием. Техническим результатом изобретения является: возврат в производственный цикл основных компонентов активных масс отрицательных электродов щелочных аккумуляторов; утилизация опасных для здоровья человека кадмийсодержащих материалов.
Description
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для изготовления компонентов активных масс отрицательных электродов при рециклинговой переработке отработанных щелочных аккумуляторов.
Исходный кадмийсодержащий материал - активная масса, извлеченная из отрицательных электродов отработанных щелочных никель-кадмиевых (НК) аккумуляторов, состоит из некоторого соотношения окиси кадмия к окиси железа.
Известен способ утилизации кадмия отработанных щелочных НК аккумуляторов [1], при котором кадмийсодержащий материал - отрицательные электроды загружают в герметизированную электропечь совместно с некоторым количеством коксовой крошки. Затем печь нагревают до температуры 800-900°C, при которой происходит восстановление окиси кадмия до металла (реакция с углеродом кокса), при этом восстановленный кадмий переходит в газовую фазу. Пары кадмия выводятся из объема печи, охлаждаются до температуры плавления в дистилляционной камере. Полученный расплав сливается в изложницы для получения металлических слитков. Металлический кадмий используется для изготовления окиси кадмия в соответствии с технологическим процессом [2], при котором металл разогревается до температуры, превосходящей температуру кипения кадмия, образующиеся пары выводятся из объема греющей камеры (реторты), вступают в реакцию окисления с кислородом воздуха в смесителе, охлаждаются и улавливаются на воздушных фильтрах. Полученная окись кадмия используется при производстве щелочных аккумуляторов в качестве компонента активной массы отрицательного электрода.
Недостатком указанного метода, существенно ограничивающим его применение, является то, что в производстве щелочных НК аккумуляторов наряду с чистыми кадмиевыми массами при изготовлении отрицательных электродов применяются смешанные массы, состоящие из соотношения 1/1 или 2,7/1 окиси кадмия к железорудному концентрату (ЖРК) [3], который по своему составу является смесью окислов двух- и трехвалентного железа. Достаточно проблематично произвести отделение электродов, содержащих окись кадмия, от электродов со смешанной активной массой. Следовательно, утилизации подлежат отрицательные электроды с каким-либо усредненным соотношением окиси кадмия к окиси железа. По этой причине метод пирометаллургической отгонки кадмия не будет достаточно эффективным с точки зрения экономики процесса - в печь-дистиллятор будут поступать массы с каким-либо усредненным достаточно низким показателем по содержанию кадмия. Затруднительным в этом случае может оказаться также проведение непосредственно процесса дистилляции при выбранном восстановителе (коксовая крошка), поскольку содержащееся в исходной шихте трехвалентное железо является окислителем по отношению к кадмию и будет препятствовать процессу его восстановления.
В литературе отсутствуют сведения о каких-либо универсальных методах регенерации компонентов активных масс отрицательных электродов щелочных аккумуляторов.
Предлагаемый способ переработки отрицательных электродов щелочных аккумуляторов дает возможность возвратить в производство аккумуляторов основные компоненты активных масс и основан на гидрометаллургическом разделении кадмия и железа.
В качестве исходных кадмийсодержащих материалов используются отрицательные электроды отработанных щелочных аккумуляторов ламельной конструкции серии НК (никель-кадмиевые) различных типоразмеров. Электроды, извлеченные из корпусов аккумуляторов и подсушенные на воздухе, перемалываются до образования однородной массы дисперсностью не более 3 мм. Предварительно с электродов удаляется металлическая арматура (токоотводы, ребра). Полученная масса имеет следующий химический состав (мас.%): Cd (в виде CdO) - 30-50; Fe (смесь окислов с металлическим) - 20-35; Са - до 0.8; Mg - до 0.01; Mn - до 0.03. В массе присутствуют также остатки щелочного электролита в виде смеси карбоната и гидроокиси калия.
Полученная масса отрицательного электродного материала (ОЭМ) направляется на гидрометаллургический передел, состоящий из следующих операций:
1. Выщелачивание металлов из исходной массы ОЭМ серной кислотой с получением сульфатного раствора, содержащего ионы кадмия Cd2+, железа Fe2+ и железа Fe3+ в соответствии с реакциями
Процесс проводится путем порционной загрузки ОЭМ в предварительно подготовленный раствор серной кислоты с концентрацией 20-22 мас.% при механическом перемешивании. Отношение Т:Ж=1:6. Температура реакции поддерживается в интервале 85-95°С. Конечное значение величины рН раствора составляет 0.7-0.8 и устанавливается путем добавления в раствор кислоты или исходного ОЭМ. Величина плотности получаемого раствора при выбранном соотношении Т:Ж составляет 1.26-1.30 г/см3. Ориентировочное время процесса, включая время загрузки исходных материалов, - 3 ч.
По окончании процесса раствор отстаивается в течение 15-20 мин, после чего декантируется на нутч-фильтр и подвергается фильтрованию для удаления нерастворимых компонентов (графит, нерастворенное металлическое железо). Сгущенный остаток (до 10 мас.% от начального количества по сухому веществу) подвергается растворению при следующей загрузке реагентов, периодически выводится из процесса в виде смеси графита и металлического железа.
Очищенный от нерастворимых примесей раствор поступает на следующую операцию.
2. Перевод растворенных металлов в гидроокиси раствором натриевой щелочи в соответствии с реакциями
Процесс проводится путем добавления раствора натриевой щелочи с плотностью 1.29-1.30 г/см3 в сульфатный раствор. Конечное значение величины рН раствора - 12.0-12.5, при этом избыток щелочи составляет 2-5 г/л, корректируется по результатам титрования пробы добавлением в раствор щелочи или исходного сульфатного раствора. Температура процесса - 50°С. Время процесса - 1 ч.
3. Перевод двухвалентной гидроокиси железа Fe(OH)2 в трехвалентную гидроокись Fe(ОН)3 кислородом воздуха по реакции
Реакция проводится при барботаже раствора воздухом и механическом перемешивании. Температура раствора поддерживается в интервале 50-60°С. Время процесса - 20-22 ч.
4. Перевод гидроокиси железа в окись по реакции
Реакция проводится путем поднятия температуры реакционной пульпы до 85-95°С. Время проведения процесса - 2-4 ч.
5. Перевод кадмия в основную соль добавлением в раствор серной кислоты до стабилизации кислотности раствора в интервале значения рН=6.8-7.2, при этом некоторая часть кадмия (до 15% от исходного количества) переходит в жидкую фазу в виде иона Cd2+, а окись трехвалентного железа, устойчивая в сульфатном растворе при данных значениях рН, остается в твердой фазе:
Количество серной кислоты, необходимой для проведения процесса, рассчитывается в недостатке порядка 25% по отношению к реакции (10) следующим образом: отбирается проба пульпы в заданном объеме, постепенным добавлением серной кислоты рН раствора доводится до величины 2.5-3.5. Контроль текущего значения рН определяется бумажным индикатором, конечное значение кислотности определяется на иономере. Отмечается объем добавленной кислоты. В следующую пробу пульпы того же объема кислоты добавляется на 20% меньше, при этом конечное значение рН, определяемое на иономере, должно быть в пределах 6.8-7.2. Перерасчетом соотношения объемов кислота/раствор во второй пробе к объему пульпы в реакторе определяется необходимое количество кислоты для проведения процесса. Время проведения реакции - 4-6 ч. По окончании реакции проводится фильтрование раствора.
6. Первое фильтрование.
Осадок - смесь окислов железа и основных солей кадмия (железо-кадмиевый кек), влажностью до 30% имеет следующие примеси (мас.% к сухому веществу): Са - до 0.05; Mg - до 0.005; Mn - до 0.005. Осадок подсушивается на воздухе в течение 12-24 ч. При этом происходит более полное окисление железа при взаимодействии с кислородом воздуха и отношение Fe2+ к Fe3+ по окончании сушки ориентировочно составляет 1:50.
Фильтрат - раствор сульфата кадмия - поступает на операцию осаждения кадмия раствором щелочи в соответствии с реакциями (4, 9). Осаждение производится в интервале значений рН раствора 8.0-8.5. По окончании осаждения производится фильтрование раствора. Полученный осадок смеси гидроокиси и нерастворимых основных солей кадмия имеет следующие примеси (мас.% относительно кадмия): Fe (общее содержание) - до 0.5; Са - до 1.0; Mg, Mn - следовые количества. Данный осадок является оборотным и объединяется с осадком от первого фильтрования (с железо-кадмиевым кеком). Основная часть примесей при проведение второго фильтрования выводится с фильтратом.
7. Объединенный осадок подвергается водной распульповке в соотношении Т:Ж=1:4 и повторному выщелачиванию кадмия серной кислотой по реакции
Выщелачивание проводится до стабилизации конечного значения рН 3.0-3.5, при этом незначительное количество железа может вновь перейти в жидкую фазу. Для перевода в твердофазное состояние растворенного железа в конце процесса в пульпу добавляется перекись водорода в количестве 0.001% об. к объему пульпы и раствор натриевой щелочи в количестве, достаточном для стабилизации рН раствора в интервале значений 3.5-5.5. По окончании выщелачивания производится фильтрование раствора.
8. Второе фильтрование.
Полученный после фильтрования раствора вторичный железистый кек имеет следующий химсостав (мас.%): Fe0 - до 0.07; Fe2+ - 5-8; Fe3+ - 30-40; Cd - до 2.5; Са - до 0.03; Mg - до 0.003; Mn - следы; влага - 28-34.
Раствор сульфата кадмия направляется на следующие операции:
- осаждение кадмия натриевой щелочью;
- фильтрование;
- отмывка от сульфат-иона;
- сушка гидроокиси кадмия.
Гидроокись кадмия, осажденная из фильтрата и промытая от солей на нутч-фильтре, имеет химсостав (мас.%): Cd - не менее 74.0; Fe - не более 0.05; Са - не более 0.2; Mg, Mn - следовые количества; SO4 -- - не более 0.5.
Вторичный железистый кек (после операции второго фильтрования) промывается от сульфатных солей и кадмия последовательно слабокислым раствором серной кислоты (рН 2.9-3.1) и подогретой водой (t=80°C) до содержания кадмия не более 0.1 мас.% после чего производится восстановление окиси железа в присутствии железного порошка (10%) при температуре 800°С до следующего состава (мас.%): Fe (общее) - 68.5-69.5; Fe0 - 0.3-0.7; Fe2+ - 17.5-29.5; Fe3+ - 38.5-51.5, соответствующего составу магнитной окиси железа (Fe3O4).
Полученные из исходного отрицательного электродного материала окись железа и гидроокись кадмия могут быть использованы при производстве щелочных аккумуляторов в качестве компонентов активной массы отрицательного электрода.
Техническим результатом изобретения является:
- возврат в производственный цикл основных компонентов активных масс отрицательных электродов щелочных аккумуляторов;
- утилизация опасных для здоровья человека кадмийсодержащих материалов.
Список литературы
1. Беляев Г.И., авт. свид. №109540, 1947.12.17.
2. Дасоян М.А., Новодержкин В.В., Томашевский Ф.Ф. Производство электрических аккумуляторов. М.: «Высшая школа», 1977.
3. Руководящий документ, РД 16 14.667-90, ОСТПП. Аккумуляторы щелочные, отрицательный электродный материал, приготовление, ВНИИСтандартэлектро, 1990.
Claims (1)
- Способ изготовления компонентов активных масс отрицательных электродов для щелочных аккумуляторов при их регенеративной переработке, включающий сушку на воздухе и перемалывание до образования однородной массы дисперсностью более 3 мм, отличающийся тем, что разделение компонентов отрицательной активной массы - кадмия и железа - производят гидрометаллургическим методом, который включает операции выщелачивания металлов из исходной смеси отрицательного электродного материала (ОЭМ) серной кислотой концентрацией 20-22% при непрерывном механическом перемешивании и температуре 85-95°С; перевод растворенных металлов в гидроксиды едким натром плотностью 1,29-1,30 г/см3 при избытке едкого натра 2-5 г/л; перевод двухвалентной гидрокиси железа в трехвалентную гидрокись железа реакцией с кислородом воздуха при барботаже раствора при температуре раствора (50±5)°С в течение 20-22 ч; перевод трехвалентной гидрокиси железа в окись при температуре раствора (90±5)°С в течение 2-4 ч; перевод гидрокиси кадмия в основную соль реакцией с серной кислотой до стабилизации кислотности раствора в интервале значений рН 6,8-7,2; отделение осадка от растворенных примесей фильтрованием; сушку осадка на воздухе в течение 12-24 ч и выщелачивание кадмия из осадка серной кислотой до стабилизации значений рН в интервале 3,0-3,5; фильтрация полученного раствора сульфата кадмия, промывка осадка на нутч-фильтре,
отличающийся тем, что разделение и регенерация компонентов - окислов кадмия и железа - производится гидрометаллургическим методом и включает в себя последовательное растворении металлов в серной кислоте, перевод в гидраты с окислением железа до трехвалентного с последующим переводом железа в окислы, после чего кадмий, в нейтральных значениях рН раствора, переводится из гидроокиси в основную соль и подвергается сернокислотному выщелачиванию и отделению от железа фильтрованием.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007101556A RU2344520C2 (ru) | 2007-01-16 | 2007-01-16 | Способ изготовления компонентов активных масс отрицательных электродов для щелочных аккумуляторов при их регенеративной переработке |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007101556A RU2344520C2 (ru) | 2007-01-16 | 2007-01-16 | Способ изготовления компонентов активных масс отрицательных электродов для щелочных аккумуляторов при их регенеративной переработке |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007101556A RU2007101556A (ru) | 2008-07-27 |
| RU2344520C2 true RU2344520C2 (ru) | 2009-01-20 |
Family
ID=39810394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007101556A RU2344520C2 (ru) | 2007-01-16 | 2007-01-16 | Способ изготовления компонентов активных масс отрицательных электродов для щелочных аккумуляторов при их регенеративной переработке |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2344520C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604080C2 (ru) * | 2015-01-22 | 2016-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ДЕВОН" | Способ переработки электродной массы отрицательных электродов никель-кадмий-железных щелочных аккумуляторов |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU109540A1 (ru) * | 1947-12-17 | 1956-11-30 | Г.И. Беляев | Способ восстановлени активной массы отрицательного электрода |
| US5437705A (en) * | 1993-01-19 | 1995-08-01 | Eveready Battery Company, Inc. | Device and process for the recovery of cadmium and nickel |
| DE4445496A1 (de) * | 1994-12-20 | 1996-06-27 | Varta Batterie | Verfahren zur Rückgewinnung von Metallen aus gebrauchten Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren |
-
2007
- 2007-01-16 RU RU2007101556A patent/RU2344520C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU109540A1 (ru) * | 1947-12-17 | 1956-11-30 | Г.И. Беляев | Способ восстановлени активной массы отрицательного электрода |
| US5437705A (en) * | 1993-01-19 | 1995-08-01 | Eveready Battery Company, Inc. | Device and process for the recovery of cadmium and nickel |
| DE4445496A1 (de) * | 1994-12-20 | 1996-06-27 | Varta Batterie | Verfahren zur Rückgewinnung von Metallen aus gebrauchten Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604080C2 (ru) * | 2015-01-22 | 2016-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ДЕВОН" | Способ переработки электродной массы отрицательных электродов никель-кадмий-железных щелочных аккумуляторов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007101556A (ru) | 2008-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3821043B1 (en) | Process for the recycling of spent lithium ion cells | |
| EP3688834B1 (en) | Lithium-ion batteries recycling process | |
| JP6915497B2 (ja) | 銅とニッケルおよびコバルトの分離方法 | |
| CN113474069B (zh) | 从含镍和钴的氢氧化物制造含镍和钴的溶液的制造方法 | |
| KR20210022704A (ko) | 리튬 이온 폐전지로부터의 유가 금속의 회수 방법 | |
| CN114174545A (zh) | 从废锂离子电池组中回收锂的方法 | |
| JP6897466B2 (ja) | 銅とニッケルおよびコバルトの分離方法 | |
| KR101325176B1 (ko) | 삼원계 양극활물질로부터 화학이산화망간의 제조방법, 그 제조방법에 의하여 제조된 화학이산화망간 및 화학이산화망간을 포함하는 이차전지 | |
| KR101066166B1 (ko) | 폐리튬이온전지로부터의 코발트 회수방법 | |
| JP6958235B2 (ja) | 銅とニッケルおよびコバルトの分離方法 | |
| JP2020029613A (ja) | リチウムの回収方法 | |
| WO2024034327A1 (ja) | 廃電池の処理方法 | |
| RU2344520C2 (ru) | Способ изготовления компонентов активных масс отрицательных электродов для щелочных аккумуляторов при их регенеративной переработке | |
| JP6314730B2 (ja) | 廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法 | |
| JP2023150694A (ja) | コバルトおよびニッケルの分離方法 | |
| KR20130093237A (ko) | 폐혼합전지로부터 카드뮴 회수방법 | |
| JP2889537B2 (ja) | ニッケルとカドミウムのうち一種以上を含む廃棄物から鉄を分離する方法 | |
| JPH108150A (ja) | 二次電池の金属箔塗着廃材の燃焼処理法 | |
| JP6201905B2 (ja) | 廃ニッケル水素電池からの有価金属の回収方法 | |
| CA3233494A1 (en) | Alloy treatment method | |
| JP7423104B1 (ja) | リチウムイオン電池からの金属回収方法 | |
| CA3172952C (en) | Method for treating alloy | |
| Chen et al. | Recycling Batteries Materials | |
| CN120500548A (zh) | 回收有价金属的方法 | |
| Chen et al. | 12 Recycling Batteries |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100117 |