Корпоративный блог

КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Вторичные сырьевые ресурсы играют все возрастающую роль в производстве цветных металлов. Это в полной мере относится и к свинцу. В мировой практике все большее значение приобретает ис­пользование вторичного свинца, получаемого от переработки акку­муляторного лома, кабельных оболочек, рольного свинца и других видов свинецсодержащих отходов. Этому способствуют ограничен­ность сырьевых ресурсов свинца, ухудшение их качества, а также все возрастающие требования по охране окружающей среды.

В сложившихся условиях единственно правильным выходом из существующего положения являются создание региональных систем сбора аккумуляторного лома и его комплексная переработка с получе­нием товарного свинца и его сплавов. В пользу создания таких производств свидетельствует и то обстоятельство, что в последнее время появилось множество кустарных, несанкционированных производств на недопустимо низком технологическом уровне. Попадание свинца, его соединений и серной кислоты в окружающую среду (воздух, поч­вы, водоемы) может резко ухудшить экологическую обстановку.

Из мировой практики известны следующие методы переработки аккумуляторного лома:

• металлургические;
• химические;
• электрохимически.

            В свою очередь, металлургические методы включают переработку:

• в шахтных печах совместно с первичным сырьем;
• самостоятельно в шахтных печах;
• в короткобарабанных вращающихся печах;
• в электротермических печах.

К химическим методам относится восстановление свинцовых соединений с помощью металлов-цементаторов. Электрохимические методы включают электролиз как водных растворов, так и расплавов.

Основными требованиями по переработке свинецсодержащего сырья являются:

• максимально возможное использование всех компонентов исход­ного сырья;
• минимальные потери металла;
• минимальный расход энергоресурсов;
• минимальное образование отходов производства;
• утилизация неперерабатываемой части отходов;
• исключение загрязнения окружающей среды вредными выброса­ми сверх предельно допустимых концентраций.

Существуют различные подходы к выбору технологической схемы переработки, а именно: восстановительная плавка неразделанного лома или плавка с предварительной разделкой на отдельные составляю­щие (металлическая часть, оксидно-сульфатная фракция, пластмасса, эбонит и сепараторы).

Переработка аккумуляторного лома с предварительной его раз­делкой имеет ряд преимуществ: органические соединения (корпуса, крышки, сепараторы) выводятся из процесса до стадии металлурги­ческого передела. Из них могут быть извлечены полезные компонен­ты, например полипропилен. Металлургическая переработка пред­варительно разделанного сырья идет с меньшим выделением газа и пыли, с получением примерно половины свинца в виде сплава с сурьмой.

Рис. 1. Технологическая схема комплексной переработки лома аккумуляторных батарей

Наиболее распространенная технологическая схема переработки аккумуляторного лома приведена на рис. 1. Схема предусматри­вает прежде всего централизованный слив электролита и его после­дующую регенерацию. Это исключает попадание серной кислоты в почвы и водоемы. Нейтрализация собранного электролита экономи­чески нецелесообразна. Поэтому разработана технология его очист­ки, т.е. фильтрация от шлама и последующая электрохимическая очи­стка от органических и металлических примесей. Очищенный элек­тролит представляет собой товарную продукцию.

Аккумуляторы после слива электролита поступают на ручную или механизированную разделку. Механизированная разделка заключа­ется в дроблении аккумуляторов в молотковых дробилках и после­дующем гидросепарировании, при котором лом разделяется на ме­таллическую часть, шлам, пластмассу и сепараторы.

Металлическая часть лома подвергается низкотемпературной переплавке с получением свинцово-сурьмяного сплава СсуА после его рафинирования. Плавка производится в электрокотлах при темпера­туре 450-—500 °C, что не требует особых мер экологической защиты.

Шлам, представляющий собой оксидно-сульфатную фракцию, подвергается высокотемпературному восстановлению в металлургических установках. Наиболее пригодны для этих целей электротермические установки, имеющие ряд преимуществ перед другими печами. В электротермических установках предусмотрена трехступенчатая очистка отходящих газов от пыли. Пыль по замкнутому циклу возвращается в печь.

Извлечение свинца из шлама составляет примерно 98 %, т.е. по­тери со шлаком не превышают 2 %.

В качестве шихты кроме аккумуляторного шлама используются кокс, сода, известняк, железный скрап.

Получаемый черновой свинец далее подвергается рафинирова­нию до марок С1 и СО. Одной из основных проблем при металлурги­ческой переработке оксидно-сульфатной фракции аккумуляторного лома является утилизация серы, входящей в состав сульфатов свинца. Фирмой Engitec (Италия) предложен способ предварительной де­сульфатации оксидно-сульфатной фракции с помощью кальциниро­ванной или каустической соды. Десульфатация осуществляется по реакциям:

2NaOH + PbSO₄ = Na₂SO₄ + PbO • nН₂О + H₂O;

Na₂CO₃ + PbSO₄ = PbCO₃ + Na₂SO₄.

Паста, представляющая собой оксиды или карбонаты свинца, по­сле обезвоживания на фильтр-прессе подвергается высокотемпера­турному восстановлению.

Раствор сульфата натрия направляется в испарительно-кристаллизационную установку, в которой поток насыщенного кристаллами рассола экстрагируется и центрифугируется. Маточный раствор возвращается в процесс, а кристаллы Na0SO4 высушиваются и реализу­ются в качестве товарной продукции.

Пластмасса после отмывки и сушки подвергается дроблению, по­сле чего может быть использована как товарный продукт. Сепарато­ры подлежат захоронению. Эбонит может быть использован в терми­ческих печах в качестве дополнительного топлива и восстановителя.

В ряде случаев появляется необходимость свинцово-сурьмяный сплав, получаемый выплавкой металлической части аккумуляторного лома, рафинировать до мягкого свинца. Разработана и запатен­тована технология данного процесса.