<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT DE POUSSIERES DE
PLOMB ET UNITE COMPRENANT UNE TELLE INSTALLATION
La présente invention est relative à un procédé et à une installation de traitement de poussières de plomb contenant du chlorure de plomb.
De telles poussières de plomb proviennent par exemple de la combustion de batteries à plaques de plomb. Lorsque ces batteries ont des séparateurs en chlorure de polyvinyle, leur combustion provoque la formation de chlorure de plomb.
Il est connu de traiter ce chlorure de plomb dans des fours rotatifs en présence de soude caustique.
Un tel traitement présente l'inconvénient de polluer l'environnement.
Le procédé et l'installation suivant l'invention ont pour objet la production d'un précipité ou cément de plomb sensiblement exempt de chlore et de soufre.
Le procédé suivant l'invention dans lequel on traite ces poussières dans un milieu acide est essentiellement caractérisé en ce qu'on traite ces poussières de plomb avec du zinc métallique, de préférence, sous forme de poussières, dans un milieu acide chlorhydrique et en ce qu'on sépare un précipité métallique de plomb du milieu, le pH du milieu étant avantageusement inférieur à 2.
<Desc/Clms Page number 2>
De préférence, on traite les poussières de plomb à une température inférieure à 50 C et, avantageusement d'environ 20 à 30 C.
Selon une autre particularité du procédé suivant l'invention, on utilise environ 0,33 kg de zinc métallique par kg de plomb contenu dans les poussières de plomb à traiter.
L'installation suivant l'invention de traitement de poussières de plomb contenant du chlorure de plomb comprend une cuve destinée à contenir les poussières de plomb en milieu acide chlorhydrique et du zinc métallique, et un système de séparation destiné à séparer dudit milieu un précipité de plomb produit dans la cuve susdite, ce système étant, de préférence, un filtre.
Dans une forme de réalisation de l'invention, le filtre est muni d'une amenée d'eau de manière à permettre un lavage d'un gâteau déposé sur le filtre et l'installation comprend une pompe à vide qui crée une dépression en dessous du gâteau du filtre de manière à faciliter la séparation du précipité de plomb du milieu.
D'autres particularités et détails du procédé de traitement suivant l'invention et de l'installation suivant l'invention ressortiront de la description détaillée suivante dans laquelle il est fait référence aux dessins annexés.
Dans ces dessins :
<Desc/Clms Page number 3>
la figure 1 montre schématiquement une installation de traitement suivant l'invention, et - la figure 2 montre schématiquement une deuxième forme de réalisation d'une installation de traitement suivant l'invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Le procédé de traitement de poussières de plomb contenant du chlorure de plomb comprend les étapes suivantes : - on traite les poussières de plomb avec du zinc métallique dans un milieu acide chlorhydrique, et - on sépare un précipité de plomb du milieu.
De façon avantageuse, on traite les poussières de plomb avec des poussières de zinc métalliques, ces poussières ayant une granulométrie inférieure à 100 microns et, de préférence, inférieure à 25 microns.
Le milieu chlorhydrique a un pH inférieur à 2, par exemple de 1,5.
Le traitement des poussières de plomb se fait avantageusement à une température inférieure à 50 C et, de préférence, d'environ 20 à 30" C.
Selon une forme de réalisation du procédé suivant l'invention :
<Desc/Clms Page number 4>
- on traite les poussières de plomb avec des poussières de zinc métallique dans un milieu acide chlorhydrique ; - on sépare par filtration un précipité de plomb dudit milieu, et - on lave le précipité de plomb obtenu par filtration au moyen d'un liquide de lavage tel que de l'eau.
Lorsque les poussières de plomb contiennent également du sulfate de plomb, on traite au moins une partie du milieu obtenu lors de la filtration (ce milieu contenant, de préférence, également l'eau de lavage) par un chlorure d'un élément dont le sulfate est insoluble, par exemple le chlorure de calcium, de manière à obtenir une solution de chlorure de zinc et un précipité que l'on sépare l'un de l'autre par filtration.
La figure 1 montre schématiquement une installation 1 de traitement de poussières de plomb contenant du chlorure de plomb.
Cette installation 1 est destinée à traiter des poussières de plomb provenant d'une unité comprenant un four 2 de refonte de batteries à plaques de plomb et à séparateurs en chlorure de polyvinyle. Ces poussières contiennent dès lors du plomb sous forme de chlorure de plomb et de sulfate de plomb.
Cette installation 1 comprend une trémie 3 destinée à contenir des poussières de plomb, une trémie 4 destinée à contenir des poussières de zinc et une cuve de réaction 5, destinée à contenir un milieu acide chlorhydrique. Dans ce milieu sont amenées, par des vis
<Desc/Clms Page number 5>
sans fin 6, les poussières de plomb et de zinc.
Ce milieu acide chlorhydrique est amené dans la cuve 5 par un conduit 33. Ce milieu contient également avantageusement du chlorure de zinc.
Dans cette cuve 5, une réaction se produit entre le chlorure et le sulfate de plomb et le zinc métallique de manière à former un précipité de plomb et du chlorure et du sulfate de zinc en solution.
Le contenu de la cuve 5 est ensuite amené vers un filtre 7 de manière à séparer le précipité de plomb du milieu, ce dernier étant amené par un conduit 9 dans un séparateur de gouttelettes 8, la vitesse de séparation du plomb du milieu 3 étant améliorée par une pompe à vide 10 créant une dépression dans le séparateur de gouttelettes 8.
Le liquide contenant du sulfate et du chlorure de zinc est ensuite amené grâce à une pompe 11 montée sur le conduit 12 dans une cuve de stockage 13 avant que ce liquide ne soit amené dans une installation de traitement 14 par une pompe 15 montée sur un conduit 29.
L'installation 1 montrée schématiquement à la figure 2 est similaire à celle représentée à la figure 1. Toutefois, elle se distingue par le fait qu'elle peut fonctionner sensiblement en continu.
Cette installation 1 comprend donc des trémies de stockage 3,4 destinées à contenir respectivement,des poussières de plomb et des poussières de zinc, une cuve de réaction 5 munie d'un agitateur 30,
<Desc/Clms Page number 6>
des filtres 7, un séparateur de gouttelettes 8, un pompe à vide 10 et une cuve de stockage 13.
Les poussières de plomb et de zinc sont amenées en continu dans la cuve de réaction 5 grâce à des vis sans fin 6.
On amène ainsi en continu dans la cuve de réaction 5 1190 kg/h de poussières de plomb ayant à titre d'exemple la composition suivante : Pb 70 % en poids Cl 16 % en poids S 6 % en poids Sn 0,8 % en poids As 0,2 % en poids Cu 0,03 % en poids O2 12 % en poids
350 kg/h de poussière de zinc et 8340 kg/h d'une solution acide chlorhydrique contenant du chlorure de zinc et du sulfate de zinc.
En général, on utilise moins de 0,5 kg de zinc, et de préférence environ 0,33 kg de zinc par kg de plomb contenu dans les poussières de plomb à traiter.
Le pH du milieu réactionnel de la cuve 5 est d'environ 1.5. Ce pH est ajusté par addition au milieu d'acide chlorhydrique. La réaction des poussières de plomb et des poussières de zinc dans le milieu provoque un dégagement de chaleur, de sorte que la température du milieu atteint 40 à 50 C. On obtient ainsi des billes de plomb métalliques présentant un diamètre de 2 à 3 mm.
<Desc/Clms Page number 7>
Par le fond de la cuve 5 on soutire en continu 9880 kg/h d'une solution que l'on amène sur un filtre 7. Lorsqu'un premier filtre 7 est utilisé pour la séparation du plomb de la solution, le deuxième filtre 7 qui porte un gâteau de plomb est soumis à un lavage au moyen d'un liquide tel que de l'eau. Après ce lavage, le gâteau est enlevé du filtre 7 de manière à permettre à ce filtre de séparer à nouveau le plomb contenu dans le milieu.
L'opération de lavage du gâteau est réalisée au moyen d'une amenée 34 d'eau sur le gâteau. La quantité de liquide de lavage utilisée est avantageusement d'au moins 1 kg par kg de plomb présent dans le gâteau. Dans le cas où le liquide de lavage est de l'eau, cette quantité est avantageusement d'au moins 1 litre, de préférence, d'environ 2,4 Jitres par kg de plomb présent dans le gâteau.
Le liquide de lavage, après son passage à travers le gateau, est amené via le séparateur de gouttelettes 8 dans la cuve de stockage 13.
Le filtre 7 sépare le milieu en un précipité de plomb métallique et en une solution contenant du chlorure de zinc et du sulfate de zinc, cette solution s'écoulant dans le séparateur de gouttelettes 8, avant d'être amenée par la pompe 11 dans la cuve de stockage 13.
On récupère grâce à ces filtres 7 environ 20 tonnes de plomb par jour. Dans le précipité de plomb métallique se retrouvent encore des impuretés ou des métaux nobles tels que arsenic, antimoine, cuivre, étain et argent.
<Desc/Clms Page number 8>
Une pompe 15 aspire en continu de la cuve 13 la solution contenant du chlorure de zinc mélangée au liquide de lavage, et amène une partie de ladite solution par des conduits 16,17 vers une cuve de réaction 5, tandis que l'autre partie est amenée par des conduits 16,18 vers une installation de traitement 19 de la solution de zinc.
De préférence, on recycle dans la cuve de réaction 75 à 85 % du milieu obtenu lors de la séparation du plomb par un filtre 7 et on traite les 15 à 25 % restants dudit milieu dans l'installation de traitement.
A titre d'exemple, la pompe 15 amène 8340 kg/h de la solution de la cuve 13 vers la cuve de réaction 5 et environ 2690 kg/h de ladite solution vers l'installation de traitement 19.
L'installation de traitement 19 de la solution contenant du chlorure de zinc et du sulfate de zinc est destinée à la fabrication d'une solution contenant uniquement du chlorure de zinc valorisable.
L'installation de traitement 19 comprend une cuve 20 destinée à contenir une partie du milieu provenant du séparateur ou filtre 7 et un réactif constitué d'un chlorure d'un élément dont le sulfate est insoluble, tel que le chlorure de calcium, de manière à obtenir une solution contenant essentiellement du chlorure de zinc et des précipités. Lorsqu'on utilise le chlorure de calcium, les précipités sont des particules de sulfate de calcium. Ce réactif est stocké dans une trémie 22 et est amené par une vis sans fin 23 dans la cuve 20 munie d'un agitateur 21.
<Desc/Clms Page number 9>
On soutire en continu par le fond de la cuve 20 la solution contenant du chlorure de zinc et des précipités.
Cette solution est amenée par une pompe 25 montée sur un conduit 24 à un filtre 26, ce filtre 26 étant destiné à séparer les précipités de ladite solution. Le filtrat est ensuite amené par un conduit 27 dans une cuve de stockage 28.
Lorsqu'on traite dans l'installation 19, 2690 kg/h d'une solution contenant du chlorure de zinc et du sulfate de zinc, on utilise environ 250 kg/h de chlorure de calcium de manière à obtenir une solution contenant un précipité et du chlorure de zinc. Cette solution après passage par un filtre présentant une surface de filtration de 150 m2contenait 150 g de zinc par litre.
L'installation représentée à la figure 2 permet de traiter des déchets de plomb sous forme de chlorure et de sulfate et de transformer ces déchets en billes de plomb exemptes de soufre et de chlore de sorte que ces dernières peuvent être réutilisées dans des fours de fusion sans risque de pollution de l'atmosphère.
Le seul sous-produit de cette installation formé est le gypse ou sulfate de calcium à raison d'environ 300 kg par 1200 kg de poussières de plomb traitées. Ce sous-produit peut encore être utilisé pour la fabrication de plâtre.
<Desc / Clms Page number 1>
METHOD AND PLANT FOR TREATING DUST FROM
LEAD AND UNIT COMPRISING SUCH AN INSTALLATION
The present invention relates to a process and an installation for treating lead dust containing lead chloride.
Such lead dust comes for example from the combustion of lead-plate batteries. When these batteries have polyvinyl chloride separators, their combustion causes the formation of lead chloride.
It is known to treat this lead chloride in rotary kilns in the presence of caustic soda.
Such a treatment has the disadvantage of polluting the environment.
The object of the process and installation according to the invention is to produce a lead precipitate or cement substantially free of chlorine and sulfur.
The process according to the invention in which this dust is treated in an acid medium is essentially characterized in that this lead dust is treated with metallic zinc, preferably, in the form of dust, in a hydrochloric acid medium and in that separating a metallic lead precipitate from the medium, the pH of the medium advantageously being less than 2.
<Desc / Clms Page number 2>
Preferably, the lead dust is treated at a temperature below 50 C and, advantageously around 20 to 30 C.
According to another feature of the process according to the invention, approximately 0.33 kg of metallic zinc is used per kg of lead contained in the lead dust to be treated.
The installation according to the invention for treating lead dust containing lead chloride comprises a tank intended to contain lead dust in hydrochloric acid medium and metallic zinc, and a separation system intended to separate from said medium a precipitate of lead produced in the above-mentioned tank, this system preferably being a filter.
In one embodiment of the invention, the filter is provided with a water supply so as to allow washing of a cake deposited on the filter and the installation comprises a vacuum pump which creates a vacuum below of the filter cake so as to facilitate the separation of the lead precipitate from the medium.
Other particularities and details of the treatment method according to the invention and of the installation according to the invention will emerge from the following detailed description in which reference is made to the accompanying drawings.
In these drawings:
<Desc / Clms Page number 3>
FIG. 1 schematically shows a treatment installation according to the invention, and FIG. 2 schematically shows a second embodiment of a treatment installation according to the invention.
In these different figures, the same reference notations designate identical elements.
The process for treating lead dust containing lead chloride comprises the following steps: - the lead dust is treated with metallic zinc in a hydrochloric acid medium, and - a lead precipitate is separated from the medium.
Advantageously, the lead dust is treated with metallic zinc dust, this dust having a particle size less than 100 microns and, preferably, less than 25 microns.
The hydrochloric medium has a pH of less than 2, for example 1.5.
The treatment of lead dust is advantageously carried out at a temperature below 50 ° C. and preferably around 20 to 30 ° C.
According to one embodiment of the method according to the invention:
<Desc / Clms Page number 4>
- Lead dust is treated with metallic zinc dust in a hydrochloric acid medium; - A lead precipitate is separated by filtration from said medium, and - the lead precipitate obtained is washed by filtration using a washing liquid such as water.
When lead dust also contains lead sulphate, at least part of the medium obtained during filtration is treated (this medium preferably containing also washing water) with a chloride of an element including sulphate is insoluble, for example calcium chloride, so as to obtain a solution of zinc chloride and a precipitate which is separated from one another by filtration.
Figure 1 schematically shows an installation 1 for processing lead dust containing lead chloride.
This installation 1 is intended to treat lead dust coming from a unit comprising an oven 2 for recasting batteries with lead plates and polyvinyl chloride separators. This dust therefore contains lead in the form of lead chloride and lead sulphate.
This installation 1 comprises a hopper 3 intended to contain lead dust, a hopper 4 intended to contain zinc dust and a reaction tank 5, intended to contain a hydrochloric acid medium. Into this medium are brought, by screws
<Desc / Clms Page number 5>
endless 6, lead and zinc dust.
This hydrochloric acid medium is brought into the tank 5 via a pipe 33. This medium also advantageously contains zinc chloride.
In this tank 5, a reaction takes place between the chloride and lead sulphate and the metallic zinc so as to form a precipitate of lead and zinc chloride and sulphate in solution.
The content of the tank 5 is then brought to a filter 7 so as to separate the lead precipitate from the medium, the latter being brought by a conduit 9 into a droplet separator 8, the speed of separation of the lead from the medium 3 being improved by a vacuum pump 10 creating a vacuum in the droplet separator 8.
The liquid containing sulfate and zinc chloride is then supplied by a pump 11 mounted on the conduit 12 in a storage tank 13 before this liquid is brought into a treatment installation 14 by a pump 15 mounted on a conduit 29.
The installation 1 shown schematically in Figure 2 is similar to that shown in Figure 1. However, it is distinguished by the fact that it can operate substantially continuously.
This installation 1 therefore comprises storage hoppers 3, 4 intended to contain, respectively, lead dust and zinc dust, a reaction tank 5 provided with an agitator 30,
<Desc / Clms Page number 6>
filters 7, a droplet separator 8, a vacuum pump 10 and a storage tank 13.
Lead and zinc dust are continuously fed into the reaction tank 5 by means of worms 6.
51190 kg / h of lead dust are thus fed continuously into the reaction tank having, for example, the following composition: Pb 70% by weight Cl 16% by weight S 6% by weight Sn 0.8% by weight weight As 0.2% by weight Cu 0.03% by weight O2 12% by weight
350 kg / h of zinc dust and 8340 kg / h of a hydrochloric acid solution containing zinc chloride and zinc sulphate.
In general, less than 0.5 kg of zinc is used, and preferably approximately 0.33 kg of zinc per kg of lead contained in the lead dust to be treated.
The pH of the reaction medium in tank 5 is approximately 1.5. This pH is adjusted by addition to the hydrochloric acid medium. The reaction of lead dust and zinc dust in the medium gives off heat, so that the temperature of the medium reaches 40 to 50 C. This gives metallic lead balls having a diameter of 2 to 3 mm.
<Desc / Clms Page number 7>
Through the bottom of the tank 5, 9880 kg / h of a solution are continuously drawn off, which is brought to a filter 7. When a first filter 7 is used for the separation of lead from the solution, the second filter 7 who carries a lead cake is subjected to washing with a liquid such as water. After this washing, the cake is removed from the filter 7 so as to allow this filter to once again separate the lead contained in the medium.
The cake washing operation is carried out by means of a water supply 34 on the cake. The amount of washing liquid used is advantageously at least 1 kg per kg of lead present in the cake. In the case where the washing liquid is water, this quantity is advantageously at least 1 liter, preferably about 2.4 Jitres per kg of lead present in the cake.
The washing liquid, after its passage through the cake, is brought via the droplet separator 8 into the storage tank 13.
The filter 7 separates the medium into a precipitate of metallic lead and into a solution containing zinc chloride and zinc sulphate, this solution flowing in the droplet separator 8, before being brought by the pump 11 into the storage tank 13.
These filters 7 recover approximately 20 tonnes of lead per day. In the metallic lead precipitate there are still impurities or noble metals such as arsenic, antimony, copper, tin and silver.
<Desc / Clms Page number 8>
A pump 15 continuously draws from the tank 13 the solution containing zinc chloride mixed with the washing liquid, and brings part of the said solution via conduits 16,17 to a reaction tank 5, while the other part is brought by conduits 16,18 to a treatment plant 19 for the zinc solution.
Preferably, 75 to 85% of the medium obtained during the separation of the lead by a filter 7 is recycled in the reaction tank and the remaining 15 to 25% of said medium is treated in the treatment installation.
By way of example, the pump 15 brings 8340 kg / h of the solution from the tank 13 to the reaction tank 5 and approximately 2690 kg / h of the said solution to the treatment installation 19.
The treatment facility 19 for the solution containing zinc chloride and zinc sulfate is intended for the manufacture of a solution containing only recoverable zinc chloride.
The treatment installation 19 comprises a tank 20 intended to contain part of the medium coming from the separator or filter 7 and a reagent consisting of a chloride of an element whose sulfate is insoluble, such as calcium chloride, so to obtain a solution containing essentially zinc chloride and precipitates. When using calcium chloride, the precipitates are particles of calcium sulfate. This reagent is stored in a hopper 22 and is brought by an endless screw 23 into the tank 20 provided with an agitator 21.
<Desc / Clms Page number 9>
The solution containing zinc chloride and precipitates is drawn off continuously from the bottom of the tank.
This solution is brought by a pump 25 mounted on a conduit 24 to a filter 26, this filter 26 being intended to separate the precipitates from said solution. The filtrate is then brought through a conduit 27 into a storage tank 28.
When treatment is carried out in installation 19, 2690 kg / h of a solution containing zinc chloride and zinc sulphate, approximately 250 kg / h of calcium chloride are used so as to obtain a solution containing a precipitate and zinc chloride. This solution after passing through a filter having a filtration area of 150 m2 contained 150 g of zinc per liter.
The installation shown in FIG. 2 makes it possible to process lead waste in the form of chloride and sulphate and to transform this waste into lead balls free of sulfur and chlorine so that the latter can be reused in melting furnaces without risk of air pollution.
The only by-product of this installation formed is gypsum or calcium sulphate at the rate of approximately 300 kg per 1,200 kg of treated lead dust. This by-product can still be used for making plaster.