СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЕЦСОДЕРЖАЩЕГО АККУМУЛЯТОРНОГО ЛАКА Российский патент 1994 года по МПК C22B7/00 C22B13/00 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам переработки аккумуляторного лома свинцовых сернокислотных аккумуляторов.

Известен способ извлечения свинца из оксидно-сульфатного вторичного сырья, заключающийся в гидрометаллургической подготовке сульфатно-оксидной набойки разделенного аккумуляторного лома, отделенной от решетки из свинцово-сурьмянистого сплава и неметаллических материалов (органическая фаза корпусов и прокладок). Набойку, содержащую PbSO₄, PbO₂, PbO, Pb_мет, обрабатывают оборотным раствором, содержащим ионы Na⁺, OH^-, CO^2- при рН>10. Раствор сульфата натрия с рН 6-7, полученный при фильтрации пульпы, выпаривают, получая безводный сульфат натрия. Осадок, из которого частично удалена сера, обрабатывают раствором NaOH для полной десульфуризации. Отделенный фильтрацией оксидно-карбонатный осадок подвергают восстановительной плавке с углем, выплавляя чистый свинец. Фильтрат, содержащий ионы Na⁺, SO^2-₄, OH^- и [Pb(OH)] ^2-, продувают СО₂ и выделяют основной сульфат свинца, а раствор направляют в оборот для обработки исходной оксидно-сульфатной фазы. (См. Pretrsch Klaus, Herbst Karl-Albrecht und andere. Preussag AG Metall Заявка 3612491 ФРГ. Способ извлечения свинца из оксидно-сульфатного вторичного сырья. РЖМет.-1988-N5.-Г35ОП).

К недостаткам указанного способа переработки вторичного свинцового сырья следует отнести безвозвратные потери дефицитного реагента (NaOH) и необходимость упарки значительного количества растворов и, вследствие этого, значительные затраты тепла, а также потери свинца с необработанной органической фазой при выводе ее из процесса.

Целью изобретения является снижение затрат при производстве товарного свинца из аккумуляторного лома свинцовых аккумуляторов и сокращение потерь свинца с органической фазой при выводе ее из процесса.

Цель достигается тем, что на операцию разделения лома на металлизированную, оксидно-сульфатную и органическую фазы для осуществления отмывки сульфатной серы вводят щелочь в количестве 110-120% от теоретически необходимой и тем самым совмещают операции разделки лома по фазам и десульфуризации, а выделенную органическую фазу перед выводом из процесса подвергают выщелачиванию в щелочном растворе с концентрацией щелочи 40-60 г/ при Ж:Т= (10-15): 1. Раствор от выщелачивания органической фазы от свинца используют для десульфуризации исходного лома в процессе его разделения по фазам в тяжелосредной суспензии. Вывод серы из процесса и регенерация щелочи может быть осуществлена электродиализом сульфатно-натриевого раствора, полученного фильтрацией пульпы, в которой ведется разделение свинцового лома. При этом раствор H₂SO₄ направляют, например, на производство гипса, а щелочной раствор - (как указано выше) на отмывку органической фазы и далее на разделку лома. Остаток жидкой фазы от переработки серной кислоты на гипс снова возвращают в диализатор для вывода новых порций кислоты.

Десульфуризированные металлизированную и оксидно-сульфатную фазы направляют на раздельную плавку на металлический свинец, а органическую фазу выводят из процесса.

Предлагаемое решение переработки аккумуляторного лома позволяет избежать стоков растворов за счет полного водооборота и обеспечивает высокую экологичность процесса. Необходимая по балансу вода для пополнения потерь раствора с твердой фазой вводится на промывке органической фазы от остатков щелочи.

П р и м е р. Опыты по разделению металлизированной, оксидно-сульфатной и органической фаз проводились на лабораторном спиральном классификаторе. Плавка свинецсодержащих материалов после их разделения проводилась в лабораторной электропечи в восстановительных условиях с расходом реагентов, известным из литературных источников. Отмывка органической фазы в щелочном растворе проводилась в отдельном цикле после ее выделения из суспензии.

На чертеже дана принципиальная технологическая схема переработки свинцового лома по предлагаемому способу. В табл. 1, 2, 3 приведены данные, характеризующие отличительную часть изобретения в сравнении с прототипом.

Содержание сульфатной серы (S_SO4) в оксидно-сульфатной фракции в зависимости от расхода NaOH.

Из результатов, представленных в табл. 1 следует, что сульфатная сера в достаточной мере отмывается при расходе щелочи 110-120% от теоретически необходимого количества (см. опыты 4-6). При меньших расходах щелочи степень отмывки недостаточна (опыты 1-3), а при больших эффективность отмывки незначительно увеличивается, при непропорциональном росте расхода реагента (сравни опыты 5, 6 и 7, 8).

Из данных табл. 2 следует, что необходимыми условиями отмывки свинца из органической фазы являются концентрация щелочи в растворе не ниже 40 г/л при Ж:Т= =(10-15):1. Повышение концентрации щелочи более 60 г/л и повышение Ж:Т более 15:1 не ведут к значительному повышению степени отмывки свинца из органической фазы, но приводят к повышению расхода реагента и тем самым к повышению затрат (сравни опыты 8, 9 и 11 и опыты 5, 6 и 7).

Экономическая эффективность предлагаемого способа складывается из следующих статей: 1) отсутствие невосполнимых потерь реагентов при организованном полном водообороте растворов; 2) снижение потерь свинца с органической фазой за счет перевода его в раствор и утилизации этого раствора на стадии разделки-отмывки лома; 3) потери щелочи с маточными растворами, захваченные твердым при его выводе могут компенсироваться менее дорогостоящими и доступными, например, сульфатом натрия, который вводится в раствор, поступающий на диализ; 4) в отличие от прототипа нет необходимости в выпарке значительных объемов раствора, т.к. в предложенном изобретении сульфат-ион выводится в качестве серной кислоты и может использоваться в побочных производствах.

Использование: цветная металлургия, способы переработки аккумуляторного лома свинцовых сернокислотных аккумуляторов. Сущность: переработка свинецсодержащего аккумуляторного лома включает десульфуризацию его раствором, содержащим щелочь, которую проводят при расходе щелочи 110 - 120% от теоретически необходимого на отмывку сульфатной серы, причем десульфуризацию осуществляют совместно с разделением лома в суспензии на металлизированную, оксидно-сульфатную и органическую фазу, выделенную органическую фазу подвергают выщелачиванию в щелочном растворе с концентрацией щелочи 40 - 60 г/л при соотношении жидкого к твердому (10 15) : 1. Десульфуризованные металлизированную и оксидно-сульфатную фазы направляют на раздельную плавку на металлический свинец. Полученный от выщелачивания органической фазы раствор используют на стадии разделения лома для приготовления суспензии и десульфуризации лома, регенерацию щелочи в оборачиваемом растворе осуществляют электродиализом, а полученный при этом раствор серной кислоты утилизируют в производстве технического гипса. 2 з.п.ф-лы, 1 ил., 3 табл.

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЕЦСОДЕРЖАЩЕГО АККУМУЛЯТОРНОГО ЛОМА, включающий десульфуризацию его раствором, содержащим щелочь, плавку свинецсодержащих продуктов, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат и потерь свинца, десульфуризацию осуществляют совместно с разделением лома в суспензии на металлизированную, оксидно-сульфатную и органическую фазы, выделенную органическую фазу подвергают выщелачиванию в щелочном растворе, а полученный от выщелачивания органической фазы раствор используют на стадии разделения лома для приготовления суспензии и десульфуризации лома, затем осуществляют регенерацию щелочи в оборачиваемом растворе электродиализом, а полученный при этом раствор серной кислоты утилизируют в производстве технического гипса. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что десульфуризацию ведут с использованием щелочного раствора при расходе щелочи 110 - 120% от теоретически необходимого на отмывку сульфатной серы. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание органической фазы проводят в щелочном растворе с концентрацией щелочи 40 - 60 г/л при соотношении жидкого к твердому 10 - 15 : 1.