СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВИНЦА ИЗ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ ОТХОДОВ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Российский патент 2014 года по МПК C22B7/00 C25C1/18 

Описание патента на изобретение RU2505613C2

Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к способам извлечения свинца из отходов аккумуляторных батарей. Изобретение может быть использовано для получения свинца из щелочных растворов.

Известен способ извлечения свинца из раствора, содержащего плюмбит и сульфат натрия путем нейтрализации кислотой по реакции

Na2PbO2+2H2O4→PbSO4+Na2SO4+H2O.

Осадок сульфата свинца возвращают на десульфатацию (Марачевский А.Г. ЖПХ, 1998, №6, с.881-890).

Недостатком данного способа является проведение дополнительных технологических операций - нейтрализация, фильтрация, отмывка осадка водой, что существенно удорожает стоимость продукта (Na2SO4).

Наиболее близким аналогом-прототипом является извлечение свинца в виде катодной губки из сульфаминовых и кремнефтористоводородных электролитов.

Недостатком данного способа является неполная степень извлечения свинца, поскольку из исследуемых растворов свинец выделяется на предельном токе и диффузионные ограничения со временем могут заметно снизить скорость его осаждения. Кроме этого, образование на аноде шлама в виде корки создает дополнительное сопротивление и препятствует процессу осаждения свинца на катоде (Прикладная электрохимия. Изд. 2-е, пер. и доп. Под ред. Н.Т. Кудрявцева. М., «Химия», 1975, 552 с.)

Изобретение направлено на повышение степени извлечения свинца из щелочных растворов электрохимическим методом. Это достигается тем, что для извлечения свинца на катоде, используется асимметричный импульсный ток, варьируя периодическую последовательность пакетов положительных n+ и отрицательных n- импульсов тока, причем количество импульсов в пакете выбирают из интервалов n+=20 и 1≤n-≤10. Длительность, частоту следования импульсов и их амплитуду подбирают в зависимости от содержания свинца в щелочном растворе и импеданса электрохимической ячейки.

Способ осуществляется следующим образом.

Для электролитического извлечения свинца были приготовлены четыре раствора по следующей методике. 30 г свинцово-сульфатной пасты растворяют в 100 мл 20% - раствора NaOH в течение 60 мин при нагревании (t=333÷353K). После охлаждения осадок, включающий оксиды свинца, отфильтровывают и отмывают дистиллированной водой до нейтральной среды рН=8÷9.

Осадок подвергают сушке и прокаливают для последующего получения сурика. Раствор фильтрата объемом 400 мл делят на четыре части по 100 мл. В каждой из них содержание Pb создали соответственно 0,25 г; 0,25 г; 0,2 г и 0,15 г. Каждую часть подвергают электролизу. Первую часть постоянным током, а три другие асимметричным импульсным током.

В нестационарном режиме на электролизер подают ток от источника, позволяющего изменять соотношение импульсов тока положительного и отрицательного знаков, как n+ 20/n-(1÷10). При n+<20 заметно снижается скорость процесса, при n+>20 снижается его экономическая эффективность.

Аноды использовали графитовые, катоды - из полированного титана (площадь поверхности 20 см2). Электролиз проводится с разделением катодного и анодного пространства. Температура комнатная. Плотность катодного тока ia=2 А/дм2. Элементный анализ пасты проводили на электронном микроскопе JEOL 6380. Содержание свинца в растворе определяли атомно-адсорбционным методом с точностью до 0,01%.

Пример 1. Содержание свинца в растворе 0,25 г. На электролизер подают постоянный ток. Остаточная концентрация свинца после электролиза составила 0,05 г.

Пример 2. Содержание свинца в растворе 0,25 г. На электролизер подают чередующиеся пакеты импульсов тока: 20 импульсов положительного знака, а затем 1 импульс отрицательного знака n+/n-=20/1.

Пример 3. Содержание свинца в растворе 0,2 г. На электролизер подают 10 импульсов положительного знака, а затем 5 импульсов отрицательного знака

n+/n-=20/5.

Пример 4. Содержание свинца в растворе 0,15 г. На электролизер подают 20 импульсов положительного знака и 10 импульсов отрицательного знака n+/n-=20/10.

На всех режимах асимметричного импульсного тока (пример 2-4) достигается наиболее полное извлечение свинца из исследуемых растворов, а остаточная концентрация свинца после электролиза не выявляется.

Использование предлагаемого способа позволяет существенно снизить экономические затраты технологического процесса переработки отходов аккумуляторных батарей, обеспечить экологическую безопасность и безотходность производства.

Похожие патенты RU2505613C2

название год авторы номер документа
Способ электрохимической переработки свинецсодержащих окисленных продуктов 1990
  • Струнников Сергей Геннадьевич
  • Козьмин Юрий Артемьевич
  • Эннс Иван Иванович
  • Красильникова Людмила Ильинична
  • Конькова Фаина Савельевна
  • Асеев Владимир Сергеевич
  • Киселевич Владимир Александрович
SU1710598A1
Способ очистки углеводородсодержащего газа от серосодержащих соединений и установка для его осуществления 2020
  • Зосимов Александр Васильевич
RU2757332C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА СЕРЕБРА 2000
  • Кондауров В.П.
  • Осипов В.М.
  • Спиридонов Б.А.
  • Чепеленко В.Н.
RU2210631C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО СПЛАВА 1993
  • Точилин А.И.
  • Звонцов Б.Ф.
  • Татаринцев А.Н.
  • Драенков А.Н.
RU2048612C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВИНЦОВО-КИСЛОТНОГО АККУМУЛЯТОРА 2000
  • Мальцев В.А.
RU2177191C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИДА СВИНЦА (II) 1999
  • Амирбекова З.М.
  • Алиев З.М.
RU2157343C1
СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЗОЛОТА 1997
  • Воронин Ю.А.
  • Кондауров В.П.
  • Погодин П.П.
  • Спиридонов Б.А.
  • Шалимов Ю.Н.
RU2122594C1
ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ СВИНЦА 2007
  • Кумар Рамачандран Васант
  • Котзева Вега Петрова
  • Сонмез Сереф
RU2486266C2
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕРЕБРА ИЗ СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩЕГО СПЛАВА 2013
  • Шигин Евгений Сергеевич
  • Гаврилов Станислав Анатольевич
  • Кузнецов Денис Валерьевич
  • Котыхов Михаил Игоревич
  • Березин Василий Николаевич
  • Шигин Сергей Валентинович
  • Трещетенкова Ирина Леонидовна
  • Трещетенков Евгений Евгеньевич
RU2540242C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВИНЦА 1992
  • Морачевский А.Г.
  • Вайсгант З.И.
  • Медведев В.В.
  • Демидов А.И.
  • Клебанов Е.Б.
RU2048611C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВИНЦА ИЗ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ ОТХОДОВ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Изобретение относится к способу извлечения свинца из отходов аккумуляторных батарей. Способ включает электролитическое осаждение свинца из щелочных растворов на асимметричном импульсном токе с варьированием периодической последовательности пакетов положительных n+ и отрицательных n- импульсов тока, причем количество импульсов в пакете выбирают из n+=20 и интервала 1≤n-≤10. Обеспечивается повышение степени извлечения свинца из щелочных растворов, снижение экономических затрат, экологическая безопасность и возможность безотходного производства. 4 пр.

Формула изобретения RU 2 505 613 C2

Способ электрохимического извлечения свинца из свинцово-кислотных отходов аккумуляторных батарей, включающий электролитическое осаждение свинца из щелочных растворов, отличающийся тем, что электролитическое осаждение свинца ведут на асимметричном импульсном токе с варьированием периодической последовательности пакетов положительных n+ и отрицательных n- импульсов тока, причем количество импульсов в пакете выбирают из n+=20 и интервала 1≤n-≤10.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2505613C2

Прикладная электрохимия
/Под ред
Н.Т.Кудрявцева
- М.: Химия, изд
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ 2003
  • Алиев З.М.
  • Гасанова Ф.Г.
RU2245393C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ 2005
  • Гасанова Фатима Гаджимагомедовна
  • Алиев Зубайру Алиевич
  • Алиев Зазав Мустафаевич
  • Ахмадова Гюльзар Фейтуллаховна
RU2298044C2
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ СВИНЦА 2007
  • Гасанова Фатима Гаджимагомедовна
  • Алиев Зазав Мустафаевич
RU2353685C1
WO 2009068988 A2, 04.06.2009
Телефонный аппарат с программнымвызовом 1974
  • Зайцев Валерий Сергеевич
  • Скотарь Юрий Иванович
  • Шпектор Владимир Иосифович
SU508960A1

RU 2 505 613 C2

Авторы

Спиридонов Борис Анатольевич

Небольсин Валерий Александрович

Лешова Анна Викторовна

Воробьев Александр Юрьевич

Даты

2014-01-27Публикация

2011-11-29Подача