[go: up one dir, main page]

SU1726542A1 - Method of utilization of waste storage batteries - Google Patents

Method of utilization of waste storage batteries Download PDF

Info

Publication number
SU1726542A1
SU1726542A1 SU894733245A SU4733245A SU1726542A1 SU 1726542 A1 SU1726542 A1 SU 1726542A1 SU 894733245 A SU894733245 A SU 894733245A SU 4733245 A SU4733245 A SU 4733245A SU 1726542 A1 SU1726542 A1 SU 1726542A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
metal
plasma
lead
propane
phase
Prior art date
Application number
SU894733245A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Прокофьевич Симонов
Вячеслав Иванович Авдюков
Владимир Львович Туленков
Валерий Иванович Голыш
Владимир Викторович Студенцов
Александр Иванович Мокрышев
Виссарион Владимирович Пак
Original Assignee
Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина
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 Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина filed Critical Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина
Priority to SU894733245A priority Critical patent/SU1726542A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1726542A1 publication Critical patent/SU1726542A1/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

Использование: изобретение относитс  к вторичной цветной металлургии и может быть использовано в производствах при переработке отработанных аккумул торов. Сущность: процесс расплавлени  и восстановлени  ведут в воздушно-пропановой плазменной струе при содержании пропана в плазмообразующем газе 10-30 об.%. 1 табл.Usage: the invention relates to the secondary non-ferrous metallurgy and can be used in industry in the processing of waste batteries. Essence: the process of melting and reduction is carried out in an air-propane plasma jet with a propane content in the plasma-forming gas of 10-30% by volume. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к цветной металлургии , в частности к процессам переработки вторичного сырь , и может быть использовано на предпри ти х цветной металлургии, а также в отрасл х промышленности , св занных с производством, эксплуатацией и переработкой отходов аккумул торов.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular, to the processes of recycling of secondary raw materials, and can be used in non-ferrous metallurgy enterprises, as well as in industries related to the production, operation and recycling of battery wastes.

Известен способ переработки отработанных свинцовыхаккумул торов, включающий дробление, обогащение измельченного материала путем гидросепара-. ции и классификации, обеспечивающий получение металлической фракции, шлами- стометаллической фракции и фазы, содержащей органические (асфальтно-пековые, полихлорвиниловые) продукты разделки аккумул торов .There is a method of processing waste lead accumulators, including crushing, enrichment of crushed material by hydrosepara-. classification and classifications that provide the metal fraction, the slime-metal fraction and the phase containing organic (asphalt-pitch, polyvinyl chloride) products of battery cutting.

Выплавка металлической фракции из полупродуктов осуществл етс  с помощью восстановительной плавки и требует расхода электроэнергии, восстановител  и флюсов; приводит к некоторым потер м ценных компонентов со шлаковыми и пылевидными продуктами переработки. Кроме того, чатсь компонентов (металлов) аккумул тора переход т в органическую фазу разделки.The smelting of the metal fraction from the intermediates is carried out using a smelting reduction and requires the consumption of electricity, a reducing agent and fluxes; leads to some losses of valuable components with slag and dust-like products of processing. In addition, the components of the battery (metals) are transferred to the organic phase of cutting.

Недостатком данного способа  вл етс  необходимость многостадийной разделки аккумул торов, нескольких операций гидросепарации 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 оборудовани , соответствующих производственных площадей и св зано с существенными капитальными затратами.The disadvantage of this method is the need for multi-stage battery cutting, several hydroseparation and classification operations, the formation of several products with different chemical and phase composition, as well as the isolation of an organic phase containing valuable components. Thus, the use of the considered method requires complex, diverse equipment, corresponding production areas and is associated with significant capital expenditures.

Известен способ переработки свинцовых аккумул торов в частично разделанном или неразделанном виде по средствам плавки в шахтных печах, позвол ющий вводить в шихту процесса до 20-25% вторичного материала.A known method of processing lead accumulators in a partially cut or uncut form by means of smelting in shaft furnaces allows the introduction of up to 20–25% of the secondary material into the process charge.

Недостатком данного способа  вл етс  невозможность использовани  при плавке только вторичного материала (неразделанные или частично разделанные аккумул торы ). Кроме того, при шахтной плавке в шихту процесса требуетс  вводить восстановитель (кокс), флюсы, функционирование процессаThe disadvantage of this method is that it is not possible to use only recycled material in the smelting process (non-divided or partially divided batteries). In addition, during the smelting of the smelt, the reducing agent (coke), fluxes,

слcl

сwith

х|x |

hOhO

о елabout ate

-N-N

юYu

возможно при вдувании в печь воздуха или газовой фазы, обогащенной кислородом.possible when blowing air or a gas phase enriched with oxygen into the furnace.

В качестве прототипа прин т способ, предусматривающий выделение металлических и металлсодержащих элементов конструкции путем полного сжигани  (пиролиза ) корпуса и других неметаллических деталей . Неразделанный аккумул торный лом загружают в плавильный агрегат, рабочее пространство которого изолируют от окружающей среды, процесс провод т под слоем флюса, состо щего из кальцинированной соды, смеси хлористого натри  с кальцинированной содой и др.As a prototype, a method has been adopted that involves the separation of metal and metal-containing structural elements by complete combustion (pyrolysis) of the hull and other non-metallic parts. Untreated battery scrap is loaded into a smelting unit, the working space of which is isolated from the environment, the process is carried out under a layer of flux consisting of soda ash, a mixture of sodium chloride and soda ash, etc.

Недостатком способа  вл етс  сложность его осуществлени . Требуетс  специальный плавильный аппарат, рабочее пространство которого изолировано от окружающей среды. Необходимо формирование сло  флюса дл  изол ции реакционной зоны от окружающей среды. Кроме того, избыток отход щих газов требуетс  дожигать , дл  чего используетс  специальна  камера , снабженна  горелкой.The disadvantage of this method is the complexity of its implementation. A special melting apparatus is required, the working space of which is isolated from the environment. The formation of a flux layer is necessary to isolate the reaction zone from the environment. In addition, an excess of flue gases is required afterburning, for which a special chamber equipped with a burner is used.

Целью изобретени   вл етс  упрощение технологии переработки неразделанных аккумул торов.The aim of the invention is to simplify the processing technology of intact batteries.

Цель достигаетс  тем, что в способе переработки неразделанных отработанных аккумул торов, включающем расплавление, восстановление металлсодержащих элементов с получением расплава металлов, процессы расплавлени  и восстановлени  ведут в воздушно-пропановой плазменной струе, причем содержание пропана в плаз- мообразующем газе составл ет 10-30 об.%.The goal is achieved by the fact that in the method of processing unexploited spent batteries, including melting, recovery of metal-containing elements to produce molten metals, the processes of melting and recovery are carried out in an air-propane plasma jet, the propane content in the plasma-forming gas is 10-30 vol. .%.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Неразделанный аккумул тор после слива электролита устанавливаетс  боковой стороной на наклонную поверхность дл  самопроизвольного слива образующейс  в процессе переработки расплавленной металлической фазы. Плазменную струю направл ют на объект переработки (аккумул тор ) со стороны клеммной части, устанавлива  ось плазменной струи параллельно наклону плоскосп на которой помещен объект (аккумул тор). Воздействуют высокотемпературным плазменным потоком (5000-5500 К) на объект со стороны клеммной части, что обеспечивает расплавление металлических компонентов конструкции, расплавление: и одновременное восстановление оксидных компонентов конструкции , формирование расплавленной металлсодержащей фазы и сгорание органических компонентов конструкции. Сформировавша с  металлсодержаща  фаза в расплавленном состо нии вытекает изAfter the electrolyte has been drained, the unused battery is placed on its side on an inclined surface for spontaneous draining of the molten metal phase formed during processing. The plasma jet is directed to the reprocessing object (battery) from the terminal part side, setting the plasma jet axis parallel to the plane slope on which the object is placed (battery). High-temperature plasma flow (5000-5500 K) is applied to the object from the side of the terminal part, which ensures the melting of metal components of the structure, melting: and simultaneous restoration of oxide components of the structure, formation of the molten metal-containing phase and combustion of the organic components of the structure. Formed from the metal-containing phase in the molten state flows from

корпуса аккумул тора и накапливаетс  в соответствующей емкости. Добавка к плаз- мообразующему газу (воздуху) 10-30% пропана обеспечивает создание в зонеbattery case and accumulates in the appropriate container. An additive to plasma-forming gas (air) of 10–30% propane ensures the creation in the zone

расплавлени  восстановительной среды, что предотвращает окисление металлических конструкций и обеспечивает восстановление до металла оксидных компонентов конструкции. При введении вmelting of the reducing medium, which prevents oxidation of metal structures and ensures reduction of the oxide components of the structure to metal. With the introduction of

0 плазмообразующий газ менее 10 об. % пропана плазменна  стру  не обладает достаточным восстановлением,что вызывает окисление металлических компонентов конструкций, отсутствуют услови  дл  вос5 становлени  оксидных компонентов конструкции до металла. При введении в плазмообразующий газ более 30 об.% пропана работа аппарата, создающего плазменную струю (плазмотрон);затрудн етс 0 plasma gas less than 10 vol. The% propane plasma jet does not have sufficient reduction, which causes oxidation of the metal components of the structure, there are no conditions for the reduction of the oxide components of the structure to the metal. When more than 30 vol% propane is introduced into the plasma-forming gas, the operation of the apparatus creating the plasma jet (plasma torch) is difficult;

0 из-за образовани  на поверхности анода сло  пылевидных продуктов. Дл  подтверждени  обозначенных выше параметров содержани  пропана в плазмообразующем газе выполнена сери  экспериментов, ре5 зультаты которых представлены в таблице. Пример. Отработанный аккумул тор 6 ТСТ-50 ЭМС после слива электролита, имеющий общий вес 17,2 кг, вес металлических и металлсодержащих элементов0 due to the formation of a layer of powdered products on the anode surface. To confirm the parameters indicated above for the content of propane in the plasma-forming gas, a series of experiments were carried out, the results of which are presented in the table. Example. Spent battery 6 TST-50 EMC after draining the electrolyte, having a total weight of 17.2 kg, weight of metal and metal-containing elements

0 конструкции 15,7 кг, устанавливают на наклонной плоскости/ювернув клеммной частью вниз. Дл  создани  плазменной струи используют плазменный генератор, имеющий следующие технические характери5 стики: напр жение холостого хода 300 В; рабочее напр жение 200В; рабочий ток 200 А; мощность 40 кВт; расход воздуха 1 г/с; расход пропана 0,25 г/с; температура плазменной струи 5500 К; термический коэффициент0 construction 15.7 kg, set on an inclined plane / turning the terminal part down. To create a plasma jet, a plasma generator is used that has the following technical characteristics: an idle voltage of 300 V; operating voltage 200V; working current 200 A; power is 40 kW; air consumption 1 g / s; propane consumption 0.25 g / s; plasma jet temperature 5500 K; thermal coefficient

0 полезного действи  72%.0 beneficial effect 72%.

Степень извлечени  свинца в металлсодержащую фазу, содержание свинца в металлсодержащей фазе в виде металла при содержании пропана в плазмообразующем газе приведены в таблице.The degree of extraction of lead in the metal-containing phase, the lead content in the metal-containing phase in the form of metal with the content of propane in the plasma-forming gas are shown in the table.

Ось сопла плазменного генератора направл ют параллельно наклонной плоскости и перпендикул рно плоскости клеммной стороны аккумул тора. Рассто ние от соплаThe nozzle axis of the plasma generator is directed parallel to the inclined plane and perpendicular to the plane of the terminal side of the battery. Distance from nozzle

5 до плоскости клеммной части 40-100 мм.5 to the plane of the terminal part of 40-100 mm.

После включени  плазмотрона и установки устойчивой плазменной струи плазмотрон и формируемую плазменную струю перемещают со скоростью м/с сверхуAfter switching on the plasma torch and installing a stable plasma jet, the plasma torch and the plasma jet being formed are moved at a speed of m / s from above

0 вниз от верхней до нижней стенки. Таким образом обрабатывают шесть секций аккумул тора . После завершени  обработки в сборной емкости получено 15,3 кг металлсодержащей фазы, котора  имеет следующий химический состав, %; свинца 87,7, в0 down from the top to the bottom wall. Thus, six sections of the battery are treated. After completion of the treatment in the collecting container, 15.3 kg of the metal-containing phase were obtained, which has the following chemical composition,%; lead 87.7, in

том числе свинца в металлической форме 84,2; свинца, св занного в сульфид 3,1; свинца , св занного в сульфат, 0,4; сурьмы 7,3; серы 2,5; хлора 0,95; оксида кремни  1,3.including lead in metallic form 84.2; lead bonded to sulfide 3.1; lead sulfate, 0.4; antimony 7.3; sulfur 2.5; chlorine 0.95; silica 1.3.

Как видно из представленного примера , предлагаемый способ переработки отработанных аккумул торов позвол ет осуществл ть процесс без использовани  какого-либо плавильного агрегата, не требуетс  введение в процесс флюсов. Полученна  металлсодержаща  фаза по химическому и фазовому составу сходна с металлической фазой, выплавл емой при переработке аккумул торов известными способами. Дл  получени  из металлсодержащей фазы, образующейс  при использовании предлагаемого способа, сурьм нистого свинца может быть применен извстный в цветной металлургии метод рафинировани , Кроме, того важным преимуществом предлагаемого способа  вл етс  сохранение корпуса аккумул тора, так как при сгорании последнего в атмосферу выдел ютс  токсичные продукты сгорани  органических соединений, а на сжигание корпуса расходуетс  теплова  энерги . Извлечение свинца в металлсодержащую фазу при содержании пропана в плазмооб- разующем газе 30% составл ет 95,0% против 98%, достигаемых в прототипе. Однако некоторое количество свинца в процессе обработки аккумул торного лома воздуш- но-пропановой плазменной струей переходит в виде возгонов в газовую фазу, котора  направл етс  в систему пылеулавливани , где осуществл етс  конденсаци  свинецсо- держащего пылевидного продукта. Как показали пров.еденные исследовани ,As can be seen from the presented example, the proposed method of recycling spent batteries allows the process to be carried out without using any melting unit, and no flux is required. The obtained metal-containing phase in chemical and phase composition is similar to the metal phase produced during the processing of batteries by known methods. For obtaining from the metal-containing phase formed by using the proposed method, antimony lead can be applied to the refined refining method in non-ferrous metallurgy. In addition, an important advantage of the proposed method is the preservation of the battery case, since toxic products are released into the atmosphere organic compounds are burned, and heat is consumed to burn the case. Removing lead into the metal-containing phase with a propane content in the plasma gas of 30% is 95.0% versus 98% achieved in the prototype. However, a certain amount of lead during the processing of battery scrap with an air-propane plasma jet passes as sublimates into the gas phase, which is sent to the dust collection system, where the lead-containing pulverized product is condensed. As shown by the proviso research

пылевидный свинцовый продукт имеет содержание свинца 52-56%, по химическому и фазовому составу практически идентичен пыл м свинцового производства и можетpulverized lead product has a lead content of 52-56%, the chemical and phase composition is almost identical to the dust of lead production and can

перерабатыватьс  по стандартной технологии с извлечением свинца в черновой металл не менее 92%, Таким образом, не извлеченный в металлсодержащую фазу свинец не  вл етс  безвозвратно потер нным и суммарное извлечение металла в предлагаемом способе с учетом переработки пылевидного продукта составит не менее 99%. В прототипе потер нный свинец переходит в щелочной расплав, причем содержание свинца в расплаве не превышает 10% (по данным, представленным в примере). Таким образом, получают щелочной продукт , дл  переработки которого в насто щее врем  не существует промышленно освоенной технологии. Выдел емые в свинцовом производстве аналогичные продукты  вл ютс  отвальными.processed by standard technology with the extraction of lead in the rough metal of at least 92%. Thus, lead not recovered in the metal phase is not irretrievably lost and the total metal recovery in the proposed method with regard to the processing of the pulverized product will be at least 99%. In the prototype, the lost lead goes into an alkaline melt, and the lead content in the melt does not exceed 10% (according to the data presented in the example). Thus, an alkaline product is obtained, for the processing of which at present there is no industrially mastered technology. Similar products recovered from lead production are waste.

При осуществлении предлагаемого способа извлечение свинца не будет существенно отличатьс  от достигаемого противопоставленным способом, а безвозвратные потери будут ниже.When implementing the proposed method, the extraction of lead will not significantly differ from that achieved by the opposed method, and the irretrievable losses will be lower.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ переработки отработанных аккумул торов , включающий расплавление, восстановление металлсодержащих элементов с получением расплава металлов, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса переработки, расплавление и восстановление ведут в воздуш- но-пропановой плазменной струе при содержании пропана в плазмообразующем газе 10-30 об. %.The method of processing waste batteries, including melting, recovery of metal-containing elements to produce molten metals, characterized in that, in order to simplify the process of processing, melting and recovery are carried out in an air-propane plasma jet with a propane content in the plasma gas 10- 30 vol. %
SU894733245A 1989-09-01 1989-09-01 Method of utilization of waste storage batteries SU1726542A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894733245A SU1726542A1 (en) 1989-09-01 1989-09-01 Method of utilization of waste storage batteries

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894733245A SU1726542A1 (en) 1989-09-01 1989-09-01 Method of utilization of waste storage batteries

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1726542A1 true SU1726542A1 (en) 1992-04-15

Family

ID=21467781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894733245A SU1726542A1 (en) 1989-09-01 1989-09-01 Method of utilization of waste storage batteries

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1726542A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0625216A4 (en) * 1992-11-10 1995-05-03 Exide Corp Process for remediation of lead-contaminated soil and waste battery casings.
EP0653252A1 (en) * 1993-11-09 1995-05-17 Exide Corporation Process and system for the remediation of soil containing waste material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 387011,кл. С 22 В 7/00, 1973. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0625216A4 (en) * 1992-11-10 1995-05-03 Exide Corp Process for remediation of lead-contaminated soil and waste battery casings.
US5788735A (en) * 1992-11-10 1998-08-04 Exide Corporation Process for remediation of lead-contaminated soil and waste battery casings
EP0653252A1 (en) * 1993-11-09 1995-05-17 Exide Corporation Process and system for the remediation of soil containing waste material
EP0657230A1 (en) * 1993-11-09 1995-06-14 Exide Corporation Process and system for the on-site remediation of lead-contaminated soil and waste battery casings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8840702B2 (en) Process for the valorization of metals from Li-ion batteries
US4957551A (en) Method for treatment of dust recovered from off gases in metallurgical processes
US4673431A (en) Furnace dust recovery process
US6066771A (en) Smelting of carbon-containing material
EA011796B1 (en) Process and apparatus for recovery of non-ferrous metals from zinc residues
CN111020212B (en) Recovery process of copper from copper-containing waste metal
US4340421A (en) Method of recovering lead from lead-acid batteries
CA2668506C (en) Recovery of non-ferrous metals from by-products of the zinc and lead industry using electric smelting with submerged plasma
CN113528825A (en) Method for smelting and recovering valuable metals by electronic waste and multi-metal solid waste
US5728193A (en) Process for recovering metals from iron oxide bearing masses
DK158912B (en) PROCEDURE FOR RECOVERING RAABLY FROM BLYREST PRODUCTS
US5467365A (en) Process for the recovery of lead arising especially from the active material of spent batteries, and electric furnace intended especially for the use of the process
EP0839919A1 (en) Process and installation for treating of flue dusts from electric steelworks
FI82076B (en) FOERFARANDE FOER UPPBEARBETNING AV METALLER INNEHAOLLANDE AVFALLSPRODUKTER.
US20100050814A1 (en) Recovery of Non-Ferrous Metals from By-Products of the Zinc and Lead Industry using Electric Smelting with Submerged Plasma
SU1726542A1 (en) Method of utilization of waste storage batteries
EP0196800B1 (en) Secondary lead production
CN118460857A (en) Zinc leaching slag treatment method and device
CN212316200U (en) Device for producing black copper from copper-containing sludge
CN211057191U (en) Hazardous waste incineration residue treatment system
RU2160320C1 (en) Method of reworking secondary materials containing precious metals
US4402491A (en) Apparatus for reclaiming lead and other metals
RU2208057C1 (en) Method for extracting lead from secondary raw material
RU2178008C1 (en) Method of processing storage battery scrap
JPH0647237A (en) Treatment of waste gas from electric furnace