RU2734205C1 - Способ утилизации использованных химических источников тока марганцево-цинковой системы - Google Patents
Способ утилизации использованных химических источников тока марганцево-цинковой системы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2734205C1 RU2734205C1 RU2020114846A RU2020114846A RU2734205C1 RU 2734205 C1 RU2734205 C1 RU 2734205C1 RU 2020114846 A RU2020114846 A RU 2020114846A RU 2020114846 A RU2020114846 A RU 2020114846A RU 2734205 C1 RU2734205 C1 RU 2734205C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cps
- manganese
- zinc
- csee
- separation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 9
- WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N manganese zinc Chemical compound [Mn].[Zn] WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 33
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 claims description 8
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 6
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical class [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 abstract description 21
- 239000011701 zinc Substances 0.000 abstract description 21
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 20
- 239000011572 manganese Substances 0.000 abstract description 20
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 abstract description 4
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 241000226657 Clarkia concinna Species 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000370738 Chlorion Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 description 1
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/30—Obtaining zinc or zinc oxide from metallic residues or scraps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
- C22B3/08—Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B47/00—Obtaining manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
-
- 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
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу утилизации отработавших свой ресурс, преимущественно марганцово-цинковых щелочных химических источников тока (ХИТ). Способ включает измельчение, сепарацию, кислотную обработку. Измельчение осуществляют после демонтажа корпусов ХИТ, отделения упаковочных материалов корпусов ХИТ и металлической части, после чего составляющие ХИТ подвергают обработке при комнатной температуре в течение 1-3 ч серной кислотой с концентрацией 40-48 %, взятой в количественном соотношении 2,66-3 к величине навески ХИТ в присутствии перекиси водорода концентрации 3-10%, взятой в количественном соотношении 3,26-10,6 к величине навески ХИТ. Полученную смесь фильтруют, отделяя графит, а отфильтрованный маточный раствор подвергают нейтрализации гидроксидом натрия (NaOH) при комнатной температуре до pH 6-8 и выпаривают до получения сухого остатка - кристаллов сульфатов цинка и марганца. Способ позволяет утилизировать марганцово-цинковые отработанные ХИТ с повышением извлечения марганца и цинка при удешевлении процесса утилизации. 1 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к способу утилизации отработавших свой ресурс, преимущественно марганцево-цинковых щелочных химических источников тока (ХИТ).
Известен способ утилизации использованных химических источников тока (ХИТ), разработанный японской фирмой "Фудзи денки Кагаку", включающий операции: измельчение, обжиг, магнитную сепарацию, грохочение, водное выщелачивание, сернокислотное выщелачивание и электролиз (см. патент № JP 61-261443, 19.11.1986).
Элементы ХИТ дробят и прокаливают в печи при 400-1000°C в течение 3-20 часов в присутствии воздуха. При этом горючие материалы (бумага, угольные стержни, графит, сажа, пластмасса, крахмал, каменноугольная смола) сгорают. Прокаленную массу сначала измельчают в мельнице, а затем пропускают через магнитный сепаратор и отделяют железный лом. Измельченный материал просеивают через сито и получают корольки цинка чистотой 93%. Тонкий порошок, содержащий Mn, Zn, Fe, Cu, Ni, Cd, обрабатывают в реакторе соляной кислотой. Водный раствор, содержащий Mn, Zn, Fe, Cu, Ni, Cd очищают от железа нейтрализацией аммиачной водой при pH 5, отстаивают, фильтруют и удаляют гидроксиды железа вместе с другими не растворившимися в соляной кислоте примесями. Осветленный раствор нейтрализуют аммиачной водой до pH 9 и добавляют диоксид марганца, перемешивают в течение 24 часов и осаждают марганец, после чего раствор марганцевого осадка Mn, Zn, Fe, Ni, Cu, Cd поступает на операцию извлечения цинка гидрометаллургическим способом.
К недостаткам способа относятсятся: использование очень агрессивной и относительно дорогой соляной кислоты, требующей дорогостоящего оборудования; способ предусматривает практически полное растворение измельченного тонкого порошка, что является очень длительным процессом, требует повышенных расходов реагентов при выщелачивании и соответственно при переработке растворов; тяжелые санитарные условия при использовании соляной кислоты и аммиака.
Известен способ утилизации использованных первичных источников тока, включающий операции: измельчение, обжиг, магнитную сепарацию, грохочение, водное выщелачивание, сернокислотное выщелачивание и электролиз (см. описание изобретения к авторскому свидетельству № 1652367, МПК С 22В 7/00, опубл. 30.05.91).
Известный способ предусматривает извлечение Fe, Zn, Mn, Hg, Cu из отработанных сухих батарей в отдельные товарные продукты.
При обжиге отгоняют и улавливают ртуть. Магнитной сепарацией извлекают железо, грохочением - частицы латуни. Остаток вначале выщелачивают водой для удаления хлориона, затем - серной кислотой с добавкой MnO2 в качестве окислителя для полного выщелачивания цинка и марганца. Медь из раствора извлекают цементацией цинковой пылью. Раствор, содержащий ZnSO4 и MnSO4, подвергают электролизу с алюминиевым катодом и свинцовым анодом с извлечением соответственно цинка и MnO2.
К недостаткам известного способа относится:
- загрязнение раствора выщелачивания железом из окалины и продуктов коррозии, образовавшихся в процессе обжига батарей. При очистке раствора перед электролизом с гидроокисным осадком железа неизбежны потери марганца и цинка, что снижает их извлечение,
- полное выщелачивание цинка, в т.ч. металлического, и марганца ведется в жестком режиме (высокая температура, высокая остаточная кислотность, введение в процесс MnO2 в качестве окислителя),
- с нерастворимым остатком от выщелачивания неизбежны потери цинка и марганца, что также снижает их извлечение.
Известен способ утилизации отработанных химических источников тока, измельчение, отделение металлического цинка и сернокислотное выщелачивание (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2164955, МПК C22B 7/00, C22B 19/00, C22B 47/00 (2000.01), опубл.10.04.2001).
В известном способе производят обжиг немагнитной фракции измельченного сырья при 650°C в течение 2 часов, а именно битума, картона, графита, крахмала, полиэтилена, что не исключает выброс в атмосферу вредных веществ.
Обожженный продукт измельчают до крупности минус 0,1 мм и подвергают классификации по классу крупности, при этом металлический цинк практически на 100% в виде корольков и тонких пластинок извлекают в песковую фракцию. Тонкий материал классификации подвергают флотации для удаления графита при pH≥9 с вспенивателем Т-80 (расход - 0,2 кг/т). Операция флотации является одновременно операцией отмывки материала от соли и щелочи. Отмытый огарок выщелачивают оборотным электролитом при рН не более 3, температуре 30-60°С с отделением твердого осадка оксидов марганца, а оставшийся раствор, содержащий сульфаты марганца и цинка, подвергают электролизу.
Известный способ длителен, сложен и энергозатратен, что является его недостатком.
Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является создание способа утилизации марганцево-цинковых отработанных ХИТ с повышением извлечения марганца и цинка при удешевлении процесса утилизации.
Технический результат достигается тем, что способ утилизации отработанных химических источников тока (ХИТ) марганцево-цинковой системы включает отделение упаковочных материалов корпусов ХИТ и металлической части, измельчение и кислотную обработку с извлечением составляющих ХИТ в отдельные товарные продукты, при этом измельчение материалов осуществляют после демонтажа корпусов ХИТ, отделения упаковочных материалов корпусов ХИТ и металлической части, после чего составляющие ХИТ подвергают обработке при комнатной температуре в течение 1-3 часов серной кислотой концентрации 40-48 %, взятой в количественном соотношении 2,66-3 к величине навески ХИТ в присутствии перекиси водорода концентрации 3-10%, взятой в количественном соотношении 3,26-10,6 к величине навески ХИТ, при этом полученную смесь фильтруют, отделяя графит, а отфильтрованный маточный раствор подвергают при комнатной температуре нейтрализации гидроксидом натрия (NaOH) до pH 6-8 и выпаривают до получения сухого остатка - кристаллов сульфатов цинка и марганца.
Способ утилизации отработанных ХИТ реализуют следующим образом.
Вначале ХИТ, отработавшие свой ресурс, сортируют по типу химического элемента, отделяя для утилизации марганцево-цинковые щелочные отработанные ХИТ.
Затем производят демонтаж корпусов ХИТ на составляющие, отделяя пластиковые корпуса и удаляя внешние упаковочные материалы, мешающие извлечению ценных материалов, любым известным способом.
Упаковочные материалы, содержащие картон и пластик, могут быть использованы в качестве наполнителя в различных технологических процессах.
Затем ХИТ измельчают (дробят) при помощи известных устройств, после чего из полученной дробленой массы выделяют металлическую часть ХИТ, например, методом сепарации.
Оставшуюся часть, загрязненную щелочным электролитом подвергают кислотной обработке, для чего смесь помещают в пластиковую емкость и, перемешивая при комнатной температуре в течение 1-3 часов, добавляют раствор серной кислоты концентрации 40-48% и перекись водорода концентрации 3-10%, взятые соответственно в количественном соотношении 2,66-3 и 3,26-10,6 к величине навески ХИТ.
Согласно «ГОСТ 4470-79 Реактивы. Марганца (IV) окись. Технические условия», оксид марганца (IV) растворяется в кислотах в присутствии перекиси водорода.
Время проведения реакции разложения зависит от концентрации перекиси водорода. Расход перекиси водорода составляет 1 г на 1 мг выделенного осадка. Реакция разложения сопровождается выделением пузырьков кислорода. После прекращения выделения пузырьков реакция разложения считается законченной.
Полученную при разложении смесь затем фильтруют, получая маточный раствор, содержащий сульфаты цинка (ZnSO4) и марганца (MnSO4), и отделяя осадок в виде графита.
Полученный графит используют в качестве товарного продукта в различных технологических процессах.
Отфильтрованный маточный раствор подвергают нейтрализации при комнатной температуре гидроксидом натрия (NaOH) до pH 6-8, 8, взятом в количестве 10-15мас.% от количества маточного раствора.
Затем маточный раствор выпаривают до получения сухого остатка, выделяя кристаллы сульфатов цинка (ZnSO4) и марганца (MnSO4), которые используют в качестве добавки к микроудобрению.
Пример 1
Навеску в 30 г смеси внутренних составляющих отхода щелочных ХИТ, предварительно очищенную от упаковочных материалов и металлической составляющей, помещали в стеклянный стакан, заливали 90 г раствора 40%-й серной кислоты и постепенно приливали 320 г 3% раствора перекиси водорода.
После добавления перекиси водорода начинается активное выделение пузырьков кислорода. Об окончании реакции судили по прекращению выделения пузырьков кислорода. По окончании реакции полученный раствор отфильтровывали от графита с помощью бумажного фильтра «Красная лента».
После проводили нейтрализацию раствора 15% водным раствором гидроксида натрия до pH 7.
Нейтрализованный раствор помещали в сушильный шкаф и выпаривали при температуре 90°С в течение 6 часов. В результате было получено 19,0 г кристаллических сульфатов цинка и марганца.
Пример 2
Навеску в 30 г смеси внутренних составляющих отхода щелочных ХИТ, предварительно очищенную от упаковочных материалов и металлической составляющей, помещали в стеклянный стакан, заливали 84 г раствора 44%-й серной кислоты и постепенно приливали 120 г 8% раствора перекиси водорода.
После добавления первой порции перекиси водорода начинается активное выделение пузырьков кислорода. Об окончании реакции судили по прекращению выделения пузырьков кислорода. По окончании реакции полученный раствор отфильтровывали от графита с помощью бумажного фильтра «Красная лента».
После проводили нейтрализацию раствора 15% водным раствором гидроксида натрия до pH 7.
Нейтрализованный раствор помещали в сушильный шкаф и выпаривали при температуре 90°С в течение 6 часов.
В результате было получено 24,2 г кристаллических сульфатов цинка и марганца.
Пример 3
Навеску в 30 г смеси внутренних составляющих отхода щелочных ХИТ, предварительно очищенную от упаковочных материалов и металлической составляющей, помещали в стеклянный стакан, заливали 80 г раствора 48%-й серной кислоты и постепенно приливали 98 г 10% раствора перекиси водорода.
После добавления первой порции перекиси водорода начинается активное выделение пузырьков кислорода. Об окончании реакции судили по прекращению выделения пузырьков кислорода. По окончании реакции полученный раствор отфильтровывали от графита с помощью бумажного фильтра «Красная лента».
После проводили нейтрализацию раствора 15% водным раствором гидроксида натрия до pH 7.
Нейтрализованный раствор помещали в сушильный шкаф и выпаривали при температуре 90°С в течение 6 часов.
В результате было получено 23 г кристаллических сульфатов цинка и марганца.
В таблице сведены примеры осуществления предлагаемого способа с минимальным, оптимальным, максимальным значениями заявляемых параметров, а также запредельными их значениями.
Кислотную обработку навески ХИТ осуществляют количеством серной кислоты и перекиси водорода, взятых в некотором избытке, например, для обработки 30 г ХИТ при использовании 40% серной кислоты берут 90 г и 3% перекиси водорода 320 г, тогда соотношение количества серной кислоты к массе навески ХИТ должно быть равно 3, а соотношение количества перекиси водорода к массе навески ХИТ должно быть равно 10,6.
Увеличение концентрации серной кислоты сопровождается увеличением количества выделяющегося кислорода, что приводит к вспениванию массы, а уменьшение её концентрации снижает скорость растворения, при этом необходимы дополнительные энергозатраты на выпаривания большего количества жидкой среды.
Увеличение концентрации перекиси водорода сопровождается пенообразованием и разбрызгиванием раствора. При уменьшении концентрации перекиси водорода уменьшается выход целевого продукта сульфатов цинка (ZnSO4) и марганца (MnSO4).
Предлагаемый способ утилизации ХИТ не энергозатратен, позволяет производить комплексную переработку отработанных ХИТ с повышением извлечения марганца и цинка при удешевлении процесса утилизации сырья в целом, не используя дорогостоящих реагентов и дорогостоящего оборудования, исключая вредные выбросы в атмосферу.
Выделенные сульфаты марганца и цинка могут быть использованы непосредственно в виде их смеси при производстве комплексных удобрений в качестве микродобавок, в качестве микродобавок в кормах, а также в дальнейших процессах выделения марганца и цинка.
Claims (1)
- Способ утилизации отработанных химических источников тока (ХИТ) марганцево-цинковой системы, включающий отделение упаковочных материалов корпусов ХИТ и металлической части, измельчение и кислотную обработку с извлечением составляющих ХИТ в отдельные товарные продукты, отличающийся тем, что измельчение осуществляют после демонтажа корпусов ХИТ, отделения упаковочных материалов корпусов ХИТ и металлической части, после чего составляющие ХИТ подвергают кислотной обработке при комнатной температуре в течение 1-3 часов серной кислотой концентрацией 40-48%, взятой в количественном соотношении 2,66-3 к величине навески ХИТ в присутствии перекиси водорода концентрацией 3-10%, взятой в количественном соотношении 3,26-10,6 к величине навески ХИТ, после чего полученную смесь фильтруют, отделяя графит, а отфильтрованный маточный раствор подвергают нейтрализации при комнатной температуре гидроксидом натрия (NaOH) до pH 6-8 и выпаривают до получения сухого остатка - кристаллов сульфатов цинка и марганца.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020114846A RU2734205C1 (ru) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Способ утилизации использованных химических источников тока марганцево-цинковой системы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020114846A RU2734205C1 (ru) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Способ утилизации использованных химических источников тока марганцево-цинковой системы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2734205C1 true RU2734205C1 (ru) | 2020-10-13 |
Family
ID=72940425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020114846A RU2734205C1 (ru) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Способ утилизации использованных химических источников тока марганцево-цинковой системы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2734205C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763076C1 (ru) * | 2021-09-01 | 2021-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью «Технологии Вторичных Металлов» | Способ переработки отработанных солевых и щелочных элементов питания |
| CN113909260A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-11 | 湖南广义节能装备有限公司 | 一种锰产品清洁生产与资源循环处理工艺 |
| RU2851469C2 (ru) * | 2023-06-02 | 2025-11-24 | Корея Цинк Ко., Лтд. | Способ получения водного раствора сульфата марганца |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0656669A1 (de) * | 1993-12-04 | 1995-06-07 | Keramchemie GmbH | Verfahren zur hydrometallurgischen Aufbereitung von verbrauchten Haushalts- und Gerätebatterien |
| RU2164955C1 (ru) * | 1999-07-14 | 2001-04-10 | ОАО "Елизаветинский опытный завод" | Способ утилизации отработанных химических источников тока |
| RU2431690C1 (ru) * | 2010-06-23 | 2011-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет "МАМИ" | Способ переработки отработанных химических источников тока марганцевоцинковой системы для комплексной утилизации |
| CN102780014A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-11-14 | 遵义师范学院 | 废旧碱性锌锰电池再生硫酸锰的方法 |
| RU2486262C2 (ru) * | 2011-09-09 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "Экология" | Способ утилизации отработанных химических источников тока |
| WO2015162902A1 (ja) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 廃乾電池からの有価成分の回収方法および回収設備 |
-
2020
- 2020-04-27 RU RU2020114846A patent/RU2734205C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0656669A1 (de) * | 1993-12-04 | 1995-06-07 | Keramchemie GmbH | Verfahren zur hydrometallurgischen Aufbereitung von verbrauchten Haushalts- und Gerätebatterien |
| RU2164955C1 (ru) * | 1999-07-14 | 2001-04-10 | ОАО "Елизаветинский опытный завод" | Способ утилизации отработанных химических источников тока |
| RU2431690C1 (ru) * | 2010-06-23 | 2011-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет "МАМИ" | Способ переработки отработанных химических источников тока марганцевоцинковой системы для комплексной утилизации |
| RU2486262C2 (ru) * | 2011-09-09 | 2013-06-27 | Закрытое акционерное общество "Экология" | Способ утилизации отработанных химических источников тока |
| CN102780014A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-11-14 | 遵义师范学院 | 废旧碱性锌锰电池再生硫酸锰的方法 |
| WO2015162902A1 (ja) * | 2014-04-21 | 2015-10-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 廃乾電池からの有価成分の回収方法および回収設備 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763076C1 (ru) * | 2021-09-01 | 2021-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью «Технологии Вторичных Металлов» | Способ переработки отработанных солевых и щелочных элементов питания |
| CN113909260A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-11 | 湖南广义节能装备有限公司 | 一种锰产品清洁生产与资源循环处理工艺 |
| RU2851469C2 (ru) * | 2023-06-02 | 2025-11-24 | Корея Цинк Ко., Лтд. | Способ получения водного раствора сульфата марганца |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11508999B2 (en) | Lithium-ion batteries recycling process | |
| TWI726033B (zh) | 從具有高錳含量的廢棄鋰離子電池回收有價金屬的方法 | |
| JP6070898B2 (ja) | 廃乾電池からの有価成分の回収方法および回収設備 | |
| CA2236149C (en) | Metallurgical dust recycle process | |
| WO2017145099A1 (en) | Process for recovery of pure cobalt oxide from spent lithium ion batteries with high manganese content | |
| JPH02103871A (ja) | 廃鉛蓄電池から鉛を回収する方法 | |
| US8911696B1 (en) | Recycle process for alkaline and carbon zinc batteries | |
| CN111684634B (zh) | 从废旧碱性电池生产微量营养素的方法 | |
| JP6648674B2 (ja) | 金属マンガンの製造方法 | |
| WO2022085222A1 (ja) | リチウムの回収方法及び炭酸リチウムの製造方法 | |
| RU2734205C1 (ru) | Способ утилизации использованных химических источников тока марганцево-цинковой системы | |
| CN100401577C (zh) | 锂离子电池内的钴回收方法以及钴回收系统 | |
| EP0575768A1 (en) | Method of recovering lead from recycable lead-containing raw material | |
| KR20240026492A (ko) | 환원성 건식 제련 처리 방법을 통한 배터리 물질 재활용 공정 | |
| CN118343706A (zh) | 一种废旧磷酸铁锂提锂废渣制备磷酸锂的方法 | |
| JPH11191439A (ja) | 廃乾電池より二酸化マンガンと塩化亜鉛を分離回収する方法 | |
| RU2486262C2 (ru) | Способ утилизации отработанных химических источников тока | |
| US5458990A (en) | Method of processing used batteries | |
| CN115287472A (zh) | 一种从酸性含砷废水中提取单质砷的方法 | |
| CA3074630A1 (en) | Chemical process for the recovery of alkaline and zinc-carbon battery components | |
| RU2431690C1 (ru) | Способ переработки отработанных химических источников тока марганцевоцинковой системы для комплексной утилизации | |
| RU2164955C1 (ru) | Способ утилизации отработанных химических источников тока | |
| WO2022176709A1 (ja) | 有価金属の回収方法及び回収装置 | |
| CN110396599B (zh) | 一种锂电池回收再利用方法 | |
| US20220416324A1 (en) | System and method for recovering constituents from batteries |