HU204938B

HU204938B - Method for processing active mass of the smashed, used up, worked in traffic accumulator plates, wastes originating in wasteyard

Info

Publication number: HU204938B
Application number: HU90740A
Authority: HU
Inventors: Jozsef Keri
Original assignee: Akkumulator Es Szarazelemgyar
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1992-02-28
Also published as: CZ282292A3; SK282292A3; HU900740D0; CZ282321B6

Description

A találmány tárgya eljárás forgalomban üzemelt, összetört, elhasználódott, hulladék szemétgyűjtőből származó akkumulátorlemezek hulladék aktív masszájának feldolgozására aktív masszává. A találmány szerint a pozitív és negatív lemezekből elkülönített hulladék aktív masszát savtalanítás és mosás után, valamint hőkezelés és őrlés után a lemezgyártásba vezetjük. A találmány fő alkalmazási területe az ólomakkumulátor gyártás.

Találmányunk részletesebb kifejtése előtt röviden vázoljuk annak műszaki hátterét, előzményeit.

Találmányunkra lényegében az ismert aktív masszagyártási műveletek részleteiben történt megfigyelése és vizsgálata vezetett, ezért találmányunk jobb kifejtésének és megértésének elősegítésére a közismert gyártást vázlatosan ismertetjük. Az aktív masszagyártás kiindulása az ólompor gyártása. Ezen műveletben ólomból pl. az iparban általában ismert Barton-malomban őlomport állítanak elő, mely főként ólomporból áll, de oxidáció révén a malom körülményeitől függően abban különböző arányban ólom-oxid is képződik.

Ezen port, aszerint, hogy pozitív vagy negatív aktív masszát készítenek belőle, kénsavas/foszforsavas kezelésnek vetik alá, illetve adalékokkal - pl. kénsav, bárium-szulfát, korom stb. - keverik ez a nyers pozitív vagy negatív aktív massza, majd kenőgépen rácsszerkezetű elektródokra kenik. Az így kialakított lemezeken lévőmasszán azután további műveleteket - előszárítás, érlelés stb. - hajtanak végre. Végül is tartályokban elhelyezik a lemezeket - esetleg a polaritásokat megfelelően összekötve, a tartályokat savval feltöltik, majd a tartályokat lezárják. Ezek a használatra kész telepek, akkumulátorok.

A gyártás folyamán bizonyos mennyiségű selejtes termék - akkumulátor - jön létre és üzemelés közben is az akkumulátorok elhasználódnak, üzemképtelenné válnak, előbb-utóbb hulladékgyűjtőés szeméttelepekre kerülnek.

így magától értetődően már régen felmerült ezen használhatatlan akkumulátorok, főként azok legdrá- ²gább és egyben mérgező hatású ólomlemezei és azok masszája újrafeldolgozásának gondolata, esetleg olyképpen, hogy az a folyó gyártásba visszavezethető legyen. A legismertebbek - az akkumulátorok mechanikai szétbontása, mosása stb. után - a kohászati 4 eljárások, melyekben a lemezrács ólomötvözetét megolvasztják, majd az olvadékból ismét rácsot öntenek. így utalunk az EPA 292 815 lajstromszámú szabadalmi leírás megoldására, melyben a hulladék akkumulátorokat darabokra törik, majd a töretét kimo- 5 sás után vízzel kisebb és nagyobb sűrűségű frakciókra bontják, a nagyobb sűrűségű frakció tartalmazza az ólmot és az aktív masszát, amiből az ólom és az aktív massza - nem részletezett módon - egymástól elkülöníthető. 5^

Az akkumulátor hulladékok ólom- és aktív massza tartalmának szétválasztását - aprítás, mosás, szárítás, őrlés után — a DE (OS) 3 022 665 Al közrebocsátási irat szerint levegőáramban történő lebegtetéssel lehet megoldani. 60

Az előzőekben leírt ólom- és aktív massza szétválasztás utáni tisztítását, feldolgozását a HU-195 708 lajstromszámú szabadalmi leírás és a DE (OS) 3 700 143 Al közrebocsátási irat olyképpen oldja meg, hogy 5 - előkészítő műveletek, azaz aprítás, szitálás, mosás, esetleg vegyszeres kezelés stb. után - az ólom- és aktív masszát tartalmazó oldatot elektrolizálják és így igen tiszta ólmot állítanak elő, majd olvasztás és rácsöntés után a tiszta ólom már az akkumulátorgyártásba vissza0 vezethető.

A hulladék lemezek aktív massza tartalmának feldolgozására is többféle eljárás ismeretes. Az US 4 009 833 lajstromszámú leírás megoldásában például az elkülönített aktív masszát - mint az irat 2. oszlopának 5 25-26. soraiból kitűnik - visszaadagolják az aktív massza keverőgépekbe. Ez az eljárás mindenesetre gazdaságosabb, mintha az aktív masszát több műveletes, nedves kémiai úton dolgoznánk fel összetevőire.

A jelenleg ismert eljárás közös hátránya azonban ) ezek bonyolultsága, a nagy energia- és vízigénye, a kis hatásfoka és az egészségvédelmi-környezetvédelmi kockázatuk fennállása.

A gyártás folyamán is képződik, mint pl. az aktív masszának rácsra kenésekor, a lemezek szárításakor, i formázásánál stb., tehát a gyáron belül, hulladék Az ilyen aktív massza hulladék feldolgozását tartalmazza a 201 179 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásban ismertetett találmányunk.

Vizsgálataink és kísérleteink célja, mely végül is találmányunkhoz vezetetL az volt, hogy az elhasználódott, forgalomban már üzemelt összetört, szemét- és hulladékgyűjtőkből származó akkumulátorok lemezeiből - tehát elsősorban nem a gyártás folyamán képződő - elkülönített hulladék pozitív és negatív aktív masszát lehetőleg egyszerű eljárással vissza tudjuk vezetni a gyártásba, a végtermék akkumulátorokba, azok jellemzőinek és minőségének romlása nélkül.

Felismertük, hogy a szemétdombra került, összetört, a kimerítő üzemelés után már használhatatlan akkumulátorokból elkülönített, savtól kimosott hulladék aktív masszát megfelelő őrlés és különleges hőkezelés után az akkumulátorokba beépíthetjük és ezen akkumulátorok minősége az új anyagokból előállított akkumulátoroknál nem gyöngébb, azokkal egyenértékű.

Találmányunk kidolgozásánál előre nem várható eredmény mutatkozott. Nevezetesen, ha találmányunk szerint olyan hulladék aktív masszát dolgoztunk fel, mely pozitív és negatív hulladék aktív massza keveréke volt, ilyen kevert anyagból is megfelelő minőségű, de csak negatív aktív masszát lehetett készíteni. Ez az eredmény azért volt meglepő, előre nem látható, mivel kísérleteink kezdetén úgy találtuk, hogy - gyártási hulladék aktív massza feldolgozása esetén - csak külön tárolt és kezelt hulladék negatív aktív masszából lehet - hivatkozott találmányunk szerint - megfelelő minőségű negatív aktív masszát előállítani. A találmány tárgya tehát eljárás forgalomban üzemelt, összetört, elhasználódott, hulladék- és szemétgyűjtőből származó akkumulátorlemezek hulladék aktív masszájának feldolgozására, melyben a pozitív és negatív lemezekből

HU 204938 A elkülönített hulladék aktív masszákat savtalanítás és vizes kimosás után, külön-külön légszáraz állapotban tároljuk, megőröljük, hőkezeljük, a találmány lényege, hogy a légszáraz akár pozitív, akár negatív hulladék aktív masszát a következőképpen dolgozzuk fel:

a) 500-680 ’C között 8-60 percen át hőkezeljük, majd vagy valamely ismert módon megőröljük, vagy porgyártó malomba adagoljuk az oda beadagolt ólom mennyiségének max. 80%-át kitevőén, az átlagos szemcseméret mindkét esetben előnyösen 60 mikron alatti kell hogy legyen, majd az így előállított anyagot a lemezgyártásba vezetjük, vagy

b) valamely ismert módon megőröljük, előnyösen 60 mikron átlagos szemcseméret alá, majd utána az a) pont alatt leírt módon hókezeljük és az így előállított anyagot a lemezgyártásba vezetjük.

Továbbá eljárás negatív aktív massza előállítására is, melynek lényege, hogy az a) vagy b) alatt leírt módon pozitív és negatív hulladék massza keverékét dolgozzuk fel, mely keverékben a pozitív és negatív massza aránya közelítőleg 4:1.

Találmányunk szerinti eljárást tovább részletezik az alábbi példák:

1. példa

A légszáraz hulladék pozitív aktív masszát:

a) 500-680 ’C-on 45 percen át zárt berendezésben hőkezeljük, majd porgyártó malomba adagoljuk, az oda beadagolt ólom mennyiségének 25%-át kitevőén. A porgyártó malomból kikerült anyag teljes mennyiségének át kell esnie a 60 mikronos szitán. Az anyagot ezután 12-13 tömegszázalékos ioncserélt vízzel keverjük 10 percig, majd állandó keverés közben először 10 tömegszázalék 1,3 kg/dm^{2 3} sűrűségű kénsavat, ezután pedig 2 tömegszázalék 1,7 kg/dm³ sűrűségű foszforsavat adagolunk hozzá és a keverést 3 percig folytatjuk. Az anyagot kivesszük a keverőbői és lehűlése után kenőgépen - szokásos módon - ólomrácsra kenjük. Kenés után a további műveletek - érlelés, szárítás stb. - következnek.

b) az iparban általában ismert Barton-malomban megőröljük, majd az egyéb kezelésekben, továbbiakban az a) pont alatti módon járunk el.

2. példa

Olyan hulladék aktív masszát dolgozunk fel, melynek légszáraz állapotban összetétele pozitív és negatív aktív masszára vonatkoztatva 4:1. Ezen keveréket az 1. példa a) része szerint hőkezeljük 50 percen át, majd porgyártó - Barton-malomba adagoljuk, az oda beadagolt ólom mennyiségének 50%-át kitevő mennyiségben és a továbbiakban az egyéb kezeléseket az 1. példa a) része szerint végezzük.

Az elmondottak jobb megvilágítására szolgál az alábbi táblázat, mely példaként azon mérési adatok átlagértékeit tartalmazza, mely adatok találmányunk szerinti példák alapján feldolgozott hulladék aktív masszájával készített akkumulátorokon - „t” -, illetőleg a hagyományosan ismert eljárással készített akkumulátorokon - „i” - végzett mérésekből származnak.

Ezen vizsgálatokat az aktív anyag felhasználására, kapacitásra, töltésállóságra, élettartamra, valamint hidegindításra végeztük, az ismert nemzetközi és belföldi előírások - IEC, DIN, MSZ stb. - szerint.

Összehasonlító táblázat

	„t”	„i”	Eltérés %-ban „i”-tól
Az aktív massza mennyisége	7,7	7,6	+1,3
g/amperóra
Kapacitás amperóra	97,9	97,8	+0,1
Tűltöltésállás órák	7’50”	7’54”	-0,2
perc/4 ciklus után
Hidegindítás perc	1’41”	Γ40”	+1,4

A táblázatból kitűnik, hogy a találmányunk szerinti és a szokásos módon készült aktív masszával készített akkumulátorok említett jellemzői/paraméterei között lényeges különbség nincs. Másként fogalmazva, találmányunk szerint a nem gyáron belüli hulladék aktív masszából, teljes értékű aktív massza állítható elő.

Találmányunk szerint a hulladékból előállított pozitív és negatív aktív massza főbb előnyeit abban látjuk, hogy - általa lehetővé vált hulladékgyűjtőkből származó roncs akkumulátorok teljes regenerálása/újrafeldolgozása.

A találmányunk szerinti hulladékból előállított pozitív és negatív aktív massza főbb előnyeit abban látjuk, hogy

- általa lehetővé vált hulladékgyűjtőkből származó roncs akkumulátorok teljes regenerálása/újrafeldolgozása. Ugyanis az akkumulátorok mechanikai szétszedése, savtalanítása, kimosása után, a lemezek masszái teljes mennyiségükben az akkumulátorgyártásba visszavezethetők és mivel a lemezek és masszáik képezik az akkumulátorok legdrágább részét, így találmányunk igen gazdaságos,

- a hulladék lemezek anyaga nem más iparági felhasználásra kerül, hanem sajátjába, azaz az akkumulátorgyártásba, mivel ezáltal csökken az új ólom felhasználásának szükségessége ez a körülmény is a gyártásgazdaságosságra előnyösen hat,

- további igen lényeges előny, hogy a környezetre igen káros ólom és ólomvegyületek által a tárolás alatt okozott szennyezés megszűnik.

Claims

1. Eljárás foigalomban üzemelt, összetört, elhasználódott, hulladék- és szemétgyűjtőből származó akkumulátorlemezek hulladék aktív masszájának feldolgozására, melyben a pozitív és negatív lemezekből elkülönített hulladék aktív masszákat savtalanítás és vizes kimosás után, külön-külön légszáraz állapotban tároljuk, megőröljük, hőkezeljük, azzal jellemezve, hogy a légszáraz akár pozitív, akár negatív hulladék aktív masszát:

HU 204938 A

a) 500-680 °C között hókezeljük 8-60 percen át, majd vagy valamely ismert módon megőröljük, vagy porgyártó malomba adagoljuk az oda beadagolt ólom mennyiségének max. 80%-át kitevőén, amikor az átlagos szemcseméiet az őrlés után mindkét esetben 5 előnyösen 60 mikron alatt van, vagy

b) valamely ismert módon - előnyösen Barton-malomban - megőröljük, előnyösen 60 mikron átlagos szemcseméret alá, majd utána az a) alatt leírt módon hőkezeljük.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az a), vagy b) alatt leírt módon - légszáraz állapotban 4:1 arányú - pozitív és negatív hulladék massza keverékét dolgozzuk fel, és így negatív aktív masszát kapunk.