NO314903B1 - Fremgangsmåte og innretning for opparbeiding av stoffblandinger med minst to faser med forskjellige koketemperaturer - Google Patents

Abstract

Stoffblandinger minst to faser med forskjellige koketemperaturer, derunder minst en komponent fra et tungmetall fra gruppen kadmium og kvikksølv, opparbeides for gjenvinning av minst et av tungmetallene ved fordamping og separat kondensasjon av fasene. Derved blir stoffblandingen i fravær av oksygen og under løpende temperaturmåling i stoffblandingen behandlet ved et utgangstrykk på mindre enn 100 mbar og i et temperaturområde der i det minste overveiende kun fasen med lavere koketemperatur fordampes. Den fordampede fase kondenseres i en kondensator (Kl) og fanges opp i en avlukkbar forbeholder (Bl). Ved endring av temperaturforløpet i stoffblandingen på grunn av at den er fri for fase med lavere koketemperatur stenges forbeholderen (Bl) mot kondensatoren (Kl). Stoffblandingen behandles videre ved ytterligere forhøyede temperaturer og herved blir minst et tungmetall fra gruppen kadmium og kvikksølv fordampet og kondensert. Fremgangsmåten egner seg særlig for gjenvinning av kvikksølv og/eller kadmium fra strømkilder med elektrolytt-vann som kvikksølv- eller nikkel-kadmium-batterier.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for opparbeiding av stoffblandinger med minst to faser med forskjellige koketemperaturer, derunder minst en komponent av et tungmetall fra gruppen kadmium og kvikksølv, og for gjenvinning av minst en komponent fra fasen med den høyere koketemperatur ved fordamping ved underatmosfærisk trykk i et vakuumkammer, og ved separert kondensasjon av fasene, særlig for gjenvinning av tungmetallene fra den vandige fase fra elektrolytisk strømkilder.

Slike stoffblandinger som i en mengde av minst 50 vekt-# består av faststoffer og/eller det flytende og som ikke kan resirkuleres på egnet måte foreligger for eksempel, men ikke utelukkende returnerte gamle batterier som kvikksølvbatterier og nikkel-kadmium-batterier og som inneholder et metallhus, en elektrolytt med elektrolyttvann samt et tungmetall som kvikksølv, og/eller en tungmetallforbindelse som kadmiumhydroksyd. Særlig de to sistnevnte stoffer er meget giftige og miljøfarlige og det er derfor satt opp strenge forskrifter for behandling av metallene. I tillegg har slike batterier tetningsmaterialer og/eller omhyllinger av plast. Samtlige komponenter har damptrykk og koketemperaturer som er forskjellige fra hverandre som kan illustreres ved såkalte damptrykkurver.

De for disse formål egnede plaster kan spaltes ved stigende temperaturer og synkende trykk til lettere-flyktige komponenter (hydrokarboner) og høymolekylære faststoffer, hvorved de lettere-flyktige komponenter fordamper og kan kondenseres, og der de høymolekylære komponenter blir tilbake i restene fra stoffblandingene og der de ved tilsvarende temperaturer kan omdannes til karbon. Også ikke-tokslske metaller som for eksempel Jern og sink blir tilbake i stoffblandingen som ved slutten av behandlingsprosessen danner en såkalt "kake" i et vakuumkammer.

Slike meget inhomogene stoffblandinger kan kun på komplisert måte spaltes i de enkelte komponenter, ikke minst fordi spaltingsprodukter og fordampbare komponenter kun er vanskelige å separere fra hverandre. Det har derfor ikke manglet forsøk på å opparbeide henholdsvis å deponere for eksempel de meget farlige kvikksølvbatterier ved termiske, fysikalske og kjemiske prosesser.

Fra DE 32 43 813 C2 er det kjent å opparbeide kvikksølv-holdige batterier ved at batteriene 1 et første prosesstrinn oppvarmes under et trykk på 0,95 bar og ved spyling med en inertgass til 200<*>C og derved åpner og delvis spalter de i batteriene som pakningsmaterlaler foreliggende plastkomponenter. De derved dannede damper i hvilket det også delvis befinner seg kvikksølv, føres til en efterbrenner under tilførsel av luft og forbrenningsgass og der spaltingsproduktene av plastene forbrennes ved temperaturer mellom 1500 og 2000<*>C. Avgassene fra efterbrenneren føres til en kjølebeholder der kvikksølvet kondenseres ut. I et andre prosesstrinn oppvarmes batterirestene til 415°C, hvorved de gjenværende plastkomponenter spaltes og spaltingsproduktene føres gjennom efterbrenneren, likeledes med en ytterligere andel av kvikksølv. Kvikksølvet kondenseres også i kjøle-beholderen. I et tredje prosesstrinn oppvarmes batterirestene til 510<*>C og ved et mellom 0,5 og 0,05 bar pulserende trykk drives de gjenværende kvikksølvandeler ut. Kvikksølvandelene som kommer fra kjølebeholderen fanges til slutt opp i en spesiell kjølefelle.

Den kjente metode er komplisert og tidkrevende og energi-balansen er ugunstig fordi nemlig den inerte og oppvarmede spylegass føres gjennom hele anlegget, men også fordi store mengder brenngass og forbrenningsgass må tilføres og som efter oppvarming til opptil 2000°C føres til kjølebeholderen som derved belastes sterkt termisk. Også denne gass slepes gjennom hele anlegget, altså også gjennom kjølefellen og som derved også belastes sterkt termisk. I de to kvikksølv-kondensatorer blir det altså ikke bare satt fri konden-sasjonsvarme fra kvikksølvet, men også varmeenergien fra de medbragte, store gassmengder. Til dette kommer at de nødvendigvis sterkt oppvarmede kvikksølvdamper som føres gjennom efterbrenneren er ytterst aggressiv overfor de fleste metaller, fordi de medfører amalgamdannelse. Det sies intet om hva som gjøres med det nødvendigvis tilstedeværende elektrolyttvann. Heller ikke når det gjelder opparbeiding av kadmiumholdige stoffblandinger sies det noe.

Fra DE 44 02 499 Cl er det kjent å underkaste en tilsmusset oppløsningsmlddelflotte, altså en væske med komponenter fra gruppen vann, lavtkokende og hydrokarbonoppløsningsmldler fra rensemetoder for tekstiler, lær, pels, materialer, elek-troniske komponenter og så videre, en vakuumdestillasjon og så ved hjelp av en temperaturavhengig omstyring å tilføre det hele til en første kondensator for vann og lavtkokende materialer med en første -vakuumpumpe og en andre kondensator for oppløsningsmiddelgasser med en andre vakuumpumpe, og å underkaste de ikke-fordampede rester en opparbeidingsmetode. I væsken foreligger det på grunn av den stadige bevegelse på grunn av kokingen, en meget homogen temperaturfordeling. Temperaturen måles i damprommet over væsken og gir derfor kun den angjeldende øyeblikksverdi for den nettopp fordampede fraksjon, det vil si at temperaturmålingen begynner med verdien for den til enhver tid lavest kokende komponent og ved et antall komponenter er overgangene flytende.

Fordamping, kondensasjonen og gjenvinningen av giftige tungmetaller med tydelig høyere kokepunkter fra gruppen kvikksølv og kadmium fra et ikke-omrørbart sjikt av faststoffer eller slam, er Ikke nevnt.

Fra US 4 401 463 er det kjent en pyrolysemetode for gjenvinning av metaller fra gamle batterier, med tilførsel av 3 til 1296 oksygen uten anvendelse av vakuum, og der batteriene først knuses, skrapet tørkes ved hjelp av varmluft i en forvarmer og forvarmes, og derefter befris for organiske komponenter i en efterkoblet pyrolyseovn ved temperaturer opptil 500°C. Herved går det metalliske kadmium nødvendigvis over i sin oksydform. De herved dannede gasser efterbrennes i en særlig ovn. Ved en temperaturøkning til ca. 900° C og anvendelse av en reduserende atmosfære med hydrogen blir kadmiumoksydet igjen redusert til kadmium og derefter destillert av. Til slutt blir kadmiumdampen fordampet og støpt til blokker. Herved går de organiske komponenter ikke tapt, også omgivelsene belastes med forbrennings- og varmgassene, hvorved forbrennlngsgassene for å fjerne klorandeler fra elektrolyttdampene føres gjennom en venturi-vasker. Nikkel blir tilbake 1 de ekstremt varme rester som for å gjenvinne varme behandles med luftstrømmen som er ment for tørkingen. Derved oksyderer nikkel og andre metaller under sterk varmeutvikling til støvlignende oksyder. Også nikkeloksyd som er sterkt kreftfremkallende i støvform, når atmosfæren via tørkeluften, noe som i dag ikke lenger er tillatt. En temperaturmåling for omstyring av anlegget, finnes ikke.

Fremgangsmåten er ikke bare apparatlv, men også energetisk meget komplisert og fører til en sterk miljøbelastning.

I henhold til dette har foreliggende oppfinnelse til oppgave å tilveiebringe en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art og der hverken en inert spylegass, eller brenngass og forbrenningsluft, er nødvendig, og der komponentene med de forskjellige koketemperaturer på pålitelig og prisgunstig måte og på energisparende og miljøsparende måte, kan separeres fra hverandre. I tillegg blir rørledningene ikke tettet igjen på grunn av kondensater.

Særlig ved tungmetaller, derunder toksiske komponenter som kvikksølv og kadmium, og som oppviser de høyere koketemperaturer, muliggjøres det en apparat- og miljøskånende gjenvinning av disse tungmetaller.

Den ovenfor stilte oppgave løses ved en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art og som karakteriseres ved at man i fravær av oksygen

a) behandler stoffblandingen under løpende temperaturmåling i stoffblandingen ved et initialtrykk på mindre enn 100 mbar

og i et temperaturområde der i det minste overveiende kun fasen med lavere koketemperatur fordamper, kondenserer den fordampede fase i en kondensator og fanger opp kondensatet

i en avstengbar forbeholder,

b) ved en endring av temperaturforløpet 1 stoffblandingen som følge av at den gjenværende stoffblanding er befridd for

fasen med lavere koketemperatur, stenger den nevnte

forbeholder i forhold til den første kondensator, og

c) viderebehandler den gjenværende stoffblanding ved ytterligere forhøyet temperatur og herved driver ut minst

en av fasene med høyere koketemperatur, derunder minst en komponent av et tungmetall fra gruppen kadmium og kvikksølv, i dampform, og kondenserer dampen.

Ved oppfinnelsens formålsregler kan den tilførte stoffblanding på meget pålitelig måte og særlig ved lave trykk og temperaturer, spaltes i de enkelte komponenter henholdsvis faser og/eller komponent- eller fasegrupper. Spylegasser som forbrenningsgasser og forbrenningsluft er like lite nødvendig som høye forbrenningstemperaturer slik at kondensasjons-flatene i det efterkoblede vakuumkammer Ikke belastes med store mengder avgasser. Ved de 1 forhold til den kjente teknikk klart lavere topptemperaturer ved prosessføringen foreligger det heller ingen øket reaksjonsberedskap for de fordampede komponenter overfor apparaturkomponentene. Derved oppnår man en tydelig gunstigere energibalanse og allikevel kan de enkelte komponenter på pålitelig måte separeres fra hverandre, eventuelt ved ytterligere opparbeiding.

Vesentlig ved dette er temperaturmålingen 1 selve chargen som ikke kan omrøres, og fortrinnsvis 1 midten av chargen da den koldeste sone befinner seg der. Oppvarmingen skjer nemlig fra ovnskappen retning sentrum, det vil si via chargens rand-soner. Da omkoblingen først skjer når også den koldeste sone har nådd den ved det angjeldende trykk gitte koke- eller fordampingstemperatur, sikrer man at de komponenter som kan fordampes under omkoblingspunktet, også fordampes til siste rest,

På den annen side kan derved chargetemperaturene på grunn av den manglende oksydasjonsprosess ikke nå høyere verdier enn den regulerte temperatur fra ovnsoppvarmingen, slik at fordampingen skjer på skånende måte, noe som er fordelaktig når det dreier seg om organiske stoffer. Det skjer ingen pyrolyse, og det kan ikke settes fri skadelige stoffer, for eksempel klorforbindelser eller dioksiner, slik at det ikke er nødvendig med noen eftervasking av avgassene.

Når det foreligger en eller flere høyerekokende faser i form av en hydroksydisk eller oksydisk metallforbindelse, er det særlig fordelaktig når forbindelsen efter dissosiasjon og/eller reduksjon til det angjeldende metall, fordamper dette og kondenserer det på en metallkondensator som er koblet foran kondensatoren for kondensasjon av fasene med den lavere koketemperatur.

Ved nærvær av kvikksølv i stoffblandingen fra et kvikksølv-batteri er det særlig fordelaktig, når man først kun fordamper elektrolyttvannet ved en første temperatur og kondenserer dette i en kondensator som er tildannet som en væskekondensator og som er forbundet med forbeholderen via en lukkeventil, og at man efter avslutning av vannfordamping lukker lukkeventilen, øker temperaturen i den gjenværende stoffblanding, fordamper kvikksølvet og kondenserer dette på den samme kondensator.

Herved oppnås kvikksølvet praktisk talt kvantitativt i kondensatoren, mens elektrolyttvannet befinner seg i kondensert tilstand i forbeholderen og den kakelignende rest fra den tilførte stoffblanding med alle ikke-fordampede og ikke-fordampbare komponenter er tilbake i vakuumkammeret.

Ved nærvær av kadmiumhydroksyd i stoffblandingen er det spesielt fordelaktig når man

a) som kondensator anvender en væskekondensator for elektrolyttvannet og kobler denne foran en metallkondensator, b) først kun fordamper det frie elektrolyttvann og kondenserer dette i kondensatoren, c) efter fordamping av det frie elektrolytt, øker temperaturen i den gjenværende stoffblanding slik at kadmiumhydroksyd og kadmlumoksyd dissosieres, d) kondenserer vannet fra dissoslasjonsprosessen i kondensatoren , e) fører en reduksjonsgass fra gruppen hydrogen og hydrokarboner til kadmlumoksydet for derved å holde kadmium

tilbake, og å fordampe reaksjonsvannet og nok engang

kondensere dette i kondensatoren,

f) samler det totale kondensvann i forbeholderen og stenger denne mot kondensatoren, og til slutt g) senker undertrykket ytterligere og øker temperaturen ytterligere for derved å fordampe kadmium med efter-følgende kondensering av kadmiumdamp 1 metallkondensatoren.

Også herved oppnås det meget giftige kadmium praktisk talt kvantitativt i metallkondensatoren, mens elektrolyttvannet og det senere dannede reaksjonsvann befinner seg i den stengte forbeholder og de ikke-fordampede og ikke-fordampbare rester i den tilførte stoffblanding blir tilbake i vakuumkammeret.

Ytterligere fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsens fremgangsmåte finnes I de øvrige fremgangsmåtekrav.

Foreliggende oppfinnelse angår også en innretning for gjennomføring av oppfinnelsens fremgangsmåte med et oppvarmbart vakuumkammer, en kondensator, minst en efter denne koblet vakuumpumpeinnretning samt minst en temperaturføler for bestemmelse av temperaturen i stoffblandingen og tørrmassen.

For å løse denne oppgave er en slik innretning ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at kondensatoren via en lukkeventll er forbundet med en forbeholder og at temperatur-føleren er forbundet med lukkeventilen via en styringsenhet, hvorved styringsenheten er tildannet slik at lukkeventilen lukkes i det øyeblikket temperaturføleren fastslår at den i stoffblandingen målte temperatur stiger efter avsluttet vannfordamplng.

Så sant det befinner seg metaller i stoffblandingen, det være seg i elementær tilstand som for eksempel kvikksølv eller i form av en hydroksydisk eller oksydisk forbindelse, som først må dissosleres og reduseres til elementært metall, for eksempel kadmium, er det særlig fordelaktig når det mellom vakuumkammeret og kondensatoren er anordnet en metallkondensator som er tilkoblet et kretsløp med en sirkulasjonspumpe, en oppvarmingsinnretning, en kjøler og en styringsanordning og som har en slik konstruksjon at man ved omkobling fra oppvarming til avkjøling kan innstille kondensatorflåtene i metallkondensatoren ved gjennomløp av lkke-metalliske damper på en slik temperatur at det ikke skjer noen kondensasjon av ikke-metalllske damper og at kondensasjonsflåtene ved inntreden av metalliske damper kan innstilles til temperaturer der det skjer en metallkondensasjon.

En særlig fordelaktig prosessførlng muliggjøres når det i kretsløpet mellom oppvarmingsinnretningen og kjøleren er anordnet en omkoblingsventil gjennom hvilken den I kretsløpet transporterte væske efter valg kan føres forbi kjøleren via en bypass.

To utførelseseksempler av oppfinnelsens gjenstand er illustrert nærmere i figurene 1 og 2 der: Figur 1 viser et prosesskjema for gjenvinning av kvikksølv

fra kvikksølvbatterier og

Figur 2 viser et modifisert prosesskjema for gjenvinning av

kadmium og nikkel fra nikkel-kadmium-batterier.

I figur 1 vises et oppvarmbart vakuumkammer 1 som oppviser en dør 2 og en varmeisolerende kappe 3. I denne befinner det seg, for eksempel i en kurv, en charge 4 av en ikke-omrørbar stoffblanding i hvis midte det er innført en temperaturføler T. En trykkføler P tjener for å registrere kammerets innvendige trykk. Chargen 4 oppvarmes utenfra, det vil si at enten er vakuumkammeret 1 utstyrt med en oppvarmingsinnretning eller det er anordnet en (ikke vist) oppvarmingsinnretning mellom den indre vegg av vakuumkammeret 1 og chargen 4. Dette medfører at den koldeste sone av chargen 4 ved oppvarming befinner seg i midten av chargen 4.

Fra vakuumkammeret 1 går det en sugelednlng 5 til en kondensator Kl med kondensasjonsflater 6. Bunnen av kondensatoren Kl er via en ledning med en stengeventil VI tilkoblet en forbeholder Bl som har en utslippsventil 7.

Fra kondensatoren Kl fører det en sugelednlng til en pumpesats 9 med en Roots-pumpe 10, en mellompumpe 11 og en vannringpumpe 12. Til vannringpumpen 12 hører et vannkretsløp med en tilbakeløpskjøler K2 og en vannseparator 13 som via en ledning 14 er forbundet med et avtrekk. Hvis nødvendig kan det efterkobles en ikke-vist gassrenseinnretning, for eksempel en absorber der spaltingsprodukter fra plastene kan separeres.

Vakuumkammeret 1 drives først ved en temperatur i veggene eller oppvarmingsinnretningen som ligger under den koketemperatur som er gitt ved det gitte prosesstrykk (for eksempel 42,4 mbar), slik at det ikke fordamper noe kvikk-sølv. Chargetemperaturen kan altså ikke overskride den angjeldende temperatur i veggene eller oppvarmingsinnretningen. I kondensatoren Kl kondenseres først elektrolyttvannet som trer over i forbeholderen Bl. Med en gang T signaliserer en temperaturstigning, dithen at den gjenværende stoffblanding i utstrakt grad er vannfri også I midten, lukkes lukkeventilen VI ved hjelp av styringsenheten 15. Chargetemperaturen forhøyes så og trykket senkes ytterligere slik at koketemperaturen for kvikksølv overskrides. Dette kondenseres nu kvantitativt i kondensatoren Kl. Fordampbare spaltlngsprodukter fra plastpakninger i batteriene separeres likeledes i kondensatoren Kl I flytende form. De høy-molekylære spaltlngsprodukter og karbon fra plastpakningene og de andre metal-ler i batteriene, forblir i tørrmassen, den såkalte "kake" i vakuumkammeret og opparbeides separat. Vakuumkammeret 1 mates ikke med oksygen.

I figur 2 er de samme deler som i figur 1 angitt med de samme henvisningstall„ slik at gjentagelser er overflødige. I dette tilfellet er det dog koblet inn en metallkondensator K3 med en kondensasjonsflate 16 oppstrøms kondensatoren Kl og til hvilken det hører et kjølekretsløp 17 med en sirkulasjonspumpe 18, en oppvarmingsinnretning 19, en styringsanordning 20 og en kjøler 21. Kjøleren 21 kan dog forbigåes efter ønske via styringsinnretningen 20, en omkoblingsventil 22 og en bypass 23.

Kondensatoren Kl tjener også her til kondensasjon av elektrolyttvannet og dette i tre trinn. Først drives det frie elektrolytt ut ved en temperatur og et trykk I henhold til det som er sagt ved beskrivelsen av figur 1, og kondensert. Derefter blir temperaturen i chargen forhøyet for eksempel til 400<*>C, hvorved kadmiumhydroksyd omdannes til kadmiumoksyd. Det herved frisatte og i utgangspunktet bundne elektrolyttvann kondenseres i dette andre trinn. I det tredje trinn blir temperaturen I chargen hevet til 500°C og det tilføres en reduksJonsgass fra gruppen hydrogen og hydrokarboner hvorved kadmiumoksydet reduseres til metallisk kadmium. Det herved dannede reaksjonsvann og de lettflyktige spaltlngsprodukter fra pakningsmaterialene i batteriene kondenseres likeledes i kondensatoren Kl. Den totale kondensatmengde befinner seg nu i forbeholderen Bl. Med en gang temperaturføleren T signaliserer en temperaturstigning dithen at restchargen er vannfri, lukker styringsenheten 15 lukkeventilen VI.

Via en styringsledning 24 får styringsinnretningen 20 fra styringsenheten 15 en ordre om å omkoble avkjøllngskretsløpet 17: Mens før kondensasjonsflaten 16 ble holdt på en temperatur for eksempel nær 80"C slik at vann ikke kunne kondensere, blir nu temperaturen senket til for eksempel 20<*>C, hvorved kadmium separeres kvantitativt i metallkondensatoren K3. Nikkelet blir tilbake sammen med andre metaller som for eksempel Jern og de høymolekylære spaltlngsprodukter fra plasten og med dannet karbon i restchargen, den såkalte kake, i vakuumkammeret 1, noe som skal beskrives nærmere i eksemplene nedenfor. Heller ikke i dette tilfellet føres det oksygen til vakuumkammeret 1.

Eksempel I fkvlkksølvbatterier):

I et anlegg i henhold til figur 1 og med et volum i vakuumkammeret på 0,2 m<>> ble det anbragt 100 kg ikke-knuste bruktbatterier med en kvikksølvandel på 0,7 kg og en elektrolyttvannandel på 9 kg og kammeret ble så evakuert til 23 mbar. Derefter ble det innstilt et trykk på 42,4 mbar og en temperatur på 40°C uten oksygentilførsel. Herved fordampet vannet, men ikke kvikksølvet. I løpet av 480 minutter ble det kondensert 8,6 kg vann i kondensatoren Kl og dette ble ført over i forbeholderen Bl. Herved ble temperaturen i stoffblandingen holdt konstant ved tilsvarende regulert oppvarming. Batteriene åpnet av seg selv ved vannutdampingen. Efter avsluttet vannfordamping begynte temperaturen å stige i den gjenværende stoffblanding. Denne prosess ble registrert ved den i midten av stoffblandingen anordnede temperaturfeller hvorefter styringsenheten 15 lukket lukkeventilen VI. Derefter ble trykket senket til 10~^ mbar og temperaturen hevet ved hjelp av oppvarmingsinnretningen til 300°C i løpet av 140 minutter, uten oksygentilførsel, hvorved kvikksølvet efter hvert fordampet og også ble kondensert i kondensatoren Kl. Efter 90 minutter var det tilbake en tørrmasse på kun 88,8 kg med et restkvikksølvinnhold på 1,7 mg pr. kg tørrmasse, og denne ble knust mekanisk. Jernandelene ble sortert med en magnetseparator og ført til normalt stålskrap i et stålverk. Tilstedeværende mangandioksyd og sinkstøvet ble opparbeidet i et sinkanlegg.

Eksempel II ( Nikke- kadmium- batterier):

I et anlegg i henhold til figur 2 og med et volum i vakuumkammeret på 0,015 m<*> ble det i vakuumkammeret 1 anbragt 10 kg ikke-åpnede bruktbatterier med en kadmlumandel på 2,1 kg, en nikkelandel på 2,0 kg og en elektrolyttvannandel på 1,8 kg og det hele ble evakuert til 20 mbar. Derefter ble det innstilt et trykk på 20 mbar og en temperatur på 50" C, uten oksygen-tilførsel. Herved fordampet vannet, men ikke kadmium og heller ikke nikkel. I løpet av 120 minutter ble i kondensatoren Kl kondensert 1,65 kg elektrolyttvann og dette ble overført til forbeholderen Bl. Derefter ble temperaturen hevet til 400'C uten oksygentilførsel slik at det som hydroksyd bundne kadmium dissoslerte og ble omdannet til kadmiumoksyd. Derved fordampet det ytterligere 0,15 kg reaksjonsvann og dette ble kondensert i kondensatoren Kl og ført til forbeholderen Bl. Derefter innstilte man en temperatur på 500°C og til den gjenværende stoffblanding ble det i løpet av 60 minutter satt metan som reduksjonsgass inntil kadmiumoksydet var redusert til metallisk kadmium. Også det herved dannede reaksjonsvann ble fordampet og kondensert i kondensatoren Kl og ført til forbeholderen Bl i en mengde av 0,2 kg. Også her åpnet batteriene seg ved vannutdampingen. Temperaturen som innstilte seg ved fordamping av vannet i stoffblandingen ved oppvarming, ble målt løpende og ved en begynnende ytterligere temperaturstigning som tegn på at tørrmassen var vannf ri, ble forbeholderen Bl avsperret ved hjelp av ventilen VI mot kondensatoren Kl. Derefter ble trykket senket til 10~<2> mbar og kadmium fordampet under langsom temperaturhevning til 700<*>C og så kondensert i metallkondensatoren K3. Derved ble det oppnådd 2,1 kg kadmium. Kadmium-lnnhold 1 tørrmassen utgjorde altså 5,6 mg pr. kg tørrmasse.

Metallkondensatoren K3 ble drevet ved hjelp av det til-sluttede kretsløp 17 med styringsinnretningen 20 på en slik måte at kondensatorflåtene 16 i metallkondensatoren K3 ved gjennomløp av vanndampen gjennom oppvarmingsinnretningen 19 var innstilt på en temperatur på 80*C, der det Ikke skjedde noen vannkondensasjon, og kondensasjonsflåtene 16 ved Inntreden av kadmiumdampene gjennom kjøleren 21 var innstilt på en temperatur av 20<*>C, der det skjedde en kvantitativ kondensasjon av kadmium. Jern og nikkel forble i tørrmassen og ble opparbeidet i et edelstålverk.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for opparbeiding av stoffblandinger med minst to faser med forskjellige koketemperaturer, derunder minst en komponent av et tungmetall fra gruppen kadmium og kvikksølv, og for gjenvinning av minst en komponent fra fasen med den høyere koketemperatur ved fordamping ved underatmosfærisk trykk i et vakuumkammer (1), og ved separat kondensasjon av fasene, særlig for gjenvinning av tungmetaller fra den vandige fase i elektrolytiske strømkilder, karakterisert ved at man i fravær av oksygen a) behandler stoffblandingen under løpende temperaturmåling i stoffblandingen ved et lnitlaltrykk på mindre enn 100 mbar og i et temperaturområde der i det minste overveiende kun fasen med lavere koketemperatur fordamper, kondenserer den fordampede fase i en kondensator (Kl) og fanger opp kondensatet i en avstengbar forbeholder (Bl), b) ved en endring av temperaturforløpet i stoffblandingen som følge av at den gjenværende stoffblanding er befridd for fasen med lavere koketemperatur, lukker den nevnte forbeholder (Bl) 1 forhold til den første kondensator (Kl), og c) viderebehandler den gjenværende stoffblanding ved ytterligere forhøyet temperatur og herved driver ut minst en av fasene med høyere koketemperatur, derunder minst en komponent av et tungmetall fra gruppen kadmium og kvikksølv, i dampform, og kondenserer dampen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man ved nærvær i den eller de høyerekokende faser i form av en hydroksydisk eller oksydisk metallforbindelse, denne forbindelse efter dissosiasjon og/eller reduksjon til det angjeldende metall, fordampes og kondenseres på en metallkondensator (K3) som er koblet foran kondensatoren (Kl) for kondensering av fasen med den lavere koketemperatur.

3. Fremgangsmåte Ifølge krav 1, karakterisert ved at man ved nærvær av kvikksølv i stoffblandingen fra et kvikksølvbatteri først utelukkende fordamper elektrolyttvannet ved en første temperatur og kondenserer dette i en kondensator (Kl) som er tildannet som væskekondensator og som er forbundet med forbeholderen (Bl) via en lukkeventil (VI) og at man efter ferdig vannfordamping lukker lukkeventilen, øker temperaturen i den gjenværende stoffblanding, fordamper kvikksølvet og kondenserer dette på den samme kondensator (Kl).

4. Fremgangsmåte Ifølge krav 2, karakterisert ved at man ved nærvær av kadmiumhydroksyd i stoffblandingen a) som kondensator (Kl) anvender en væskekondensator for elektrolyttvannet og kobler denne foran en metallkondensator (K3), b) først kun fordamper det frie elektrolyttvann og kondenserer dette i kondensatoren (Kl), c) efter fordamping av det frie elektrolytt, øker temperaturen I den gjenværende stoffblanding slik at kadmiumhydroksyd og kadmlumoksyd dissosieres, d) kondenserer vannet fra dissoslasjonsprosessen i kondensatoren (Kl), e) fører en reduksjonsgass fra gruppen hydrogen og hydrokarboner til kadmiumoksydet for derved å holde kadmium tilbake, og å fordampe reaksjonsvannet og nok engang kondensere dette i kondensatoren (Kl), f) samler det totale kondensvann i forbeholderen (Bl) og lukker denne mot kondensatoren (Kl), og til slutt g) senker undertrykket ytterligere og øker temperaturen ytterligere for derved å fordampe kadmium med efter-følgende kondensering av kadmiumdamp i metallkondensatoren (K3).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at kondensasjonsflåtene i metallkondensatoren (K3) under fordamping av vannet holdes på en temperatur der vannet ikke kondenseres og efter ferdig fordamping av vannet og ved påbegynnende fordamping av kadmium, innstilles til en verdi der kadmium kvantitativt kondenseres.

6. Fremgangsmåte Ifølge krav 3, karakterisert ved at man innstiller trykket ved fordamping av elektrolyttvannet til verdier mellom 20 og 50 mbar og fortrinnsvis mellom 40 og 45 mbar, efter lukking av ventilen (VI) mot kondensatoren (Kl) senker trykket til verdier under 20 mbar og fortrinnsvis i området under 1 mbar, helst rundt IO-<2 >mbar, og fordamper kvikksølvet under temperaturøkning i den gjenværende stoffblanding og kondenserer dette i kondensatoren (Kl).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at temperaturen i den gjenværende stoffblanding heves under vakuum til maksimalt 400°C og fortrinnsvis maksimalt 300°C under dannelse av en praktisk talt kvikksølvfri tørrmasse.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 4, for gjenvinning av kadmium fra elektrolyttholdige nikkel-kadmium-batterier, karakterisert ved at man: a) innstiller trykket ved fordamping av det frie elektrolyttvann til mellom 20 og 50 mbar og fortrinnsvis mellom 40 og 45 mbar, og temperaturen til under 100°C, b) derefter og for å dissosiere kadmiumhydroksyd, hever temperaturen til verdier over 100°C og opptil 400<*>C, c) derefter gjennomfører reduksjon av kadmiumoksyd ved hjelp av en reduksjonsgass fra gruppen hydrogen eller hydrokarboner til kadmium under ytterligere temperaturøkning til opptil 500'C, d) måler den ved fordamping i stoffblandingen innstilte temperatur og avstenger forbeholderen (Bl) ved hjelp av ventilen (VI) mot kondensatoren (Kl) ved en temperaturstigning, og til slutt e) for fordamping av kadmium, senker trykket til verdier under 20 mbar og fortrinnsvis i området under 1 mbar, fortrinnsvis 10~<2> mbar, og fordamper kadmium under temperaturøkning og kondenserer dette i metallkondensatoren (K3).;

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at man øker temperaturen i den gjenværende stoff-blandlng for dannelse av en praktisk talt : : kadmiumfri tørrmasse under vakuum til maksimalt 800"C og fortrinnsvis maksimalt 700<*>C.

10. Innretning for gjennomføring av fremgangsmåten i henhold til minst et av kravene 1 til 9 med et oppvarmbart vakuumkammer (1), en kondensator (Kl), minst en vannpumpeinnretning (9) som er efterkoblet disse, samt med minst en temperaturføler (T) for bestemmelse av temperaturen I stoffblandingen og tørrmassen, karakterisert ved at kondensatoren (Kl) via en lukkeventil (VI) er forbundet med en forbeholder (Bl) og at temperaturføleren (T) er forbundet med lukkeventilen (VI) via en styringsenhet (15), hvorved styringsenheten (15) er tildannet slik at lukkeventilen (VI) lukkes i det øyeblikket temperaturføleren (T) fastslår at den i stoffblandingen målte temperatur stiger efter avsluttet vannf ordamplng.

11. Innretning Ifølge krav 10, karakterisert ved at det mellom vakuumkammeret (1) og kondensatoren (Kl) er anordnet en metallkondensator (K3) som er tilsluttet et kretsløp (17) med en slrkulasjonspumpe (18), en oppvarmingsinnretning (19), en kjøler (21) og en styringsanord-nlng (20) som har en slik konstruksjon at, ved omkobling fra oppvarming til avkjøling, kondensasjonsflaten i metallkondensatoren (K2) ved gjennomløp av ikke-metalliske damper Innstilles til en slik temperatur at det ikke skjer noen kondensasjon av de ikke-metalliske damper og at kondensa-sjonsflatene ved innløp av metalliske damper innstilles til temperaturer der det skjer en metallkondensasjon.

12. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at det i kretsløpet (17) mellom oppvarmingsinnretningen (19) og kjøleren (21) er anordnet en omkoblingsventil (22) som efter ønske kan føre den i kretsløp transporterte væske forbi kjøleren (21) ved en bypass-lednlng.