PL198317B1

PL198317B1 - Sposób przetwarzania zużytych baterii, zwłaszcza baterii cynkowo-węglowych

Info

Publication number: PL198317B1
Application number: PL353577A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Chamer; Zbigniew Śmieszek; Zygmunt Kurek; Stanisław Sobierajski; Jacek Orski; Mikołaj Śnieżewski
Original assignee: Inst Metali Niezelaznych
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2008-06-30
Also published as: PL353577A1

Abstract

1. Sposób przetwarzania zużytych baterii, zwłaszcza baterii cynkowo-węglowych, z udziałem koksiku jako reduktora, znamienny tym, że przygotowuje się mieszaninę odpadowych surowców ołowionośnych powstających w hutnictwie miedzi, zawierających 30 - 60% Pb, 5 - 18% Zn, 0,5 - 3% Cu, 0,2 - 3% Fe, 0,3 - 5% As, 4 - 12% S, 0,5 - 6% Cl, 0 - 18% C, 10 - 30% tlenków żużlotwórczych oraz wodę i ołowionośnych osadów z procesu hydrometalurgicznego przetwarzania pyłów cynkowo- -ołowiowych, zawierających 30 - 50% Pb, 2 - 8% Zn, 0,5 - 3% Cu, 0,2 - 3% Fe, 1 - 4% S i 1 - 4% Cl, a ilość odpadowych surowców oł owionoś nych powstają cych w hutnictwie miedzi do iloś ci oł owiono- śnych osadów z procesu hydrometalurgicznego przetwarzania pyłów cynkowo-ołowiowych kształtuje się w proporcji korzystnie 7,5 : 1, po czym do mieszaniny dodaje się zużyte baterie cynkowo-węglowe w ilości 5-25 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny, ż elazo metaliczne w ilości 1-5 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny i znany koksik, przygotowany wsad wprowadza się w jednym naboju do obrotowego pieca płomiennego i prowadzi się proces powolnego nagrzewania do temperatury 873 - 973 K w czasie 2-4 godzin, następnie zawartość obrotowego pieca płomiennego poddaje się intensywnemu nagrzewaniu do temperatury powyżej 1273 K, korzystnie do temperatury 1373 K, po czym wylewa się kolejno produkty ciekłe.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania zużytych baterii, zwłaszcza baterii cynkowowęglowych.

Znany mechaniczno-chemiczny sposób przetwarzania zużytych baterii polega na tym, że baterie rozdrabnia się, a następnie poddaje się separacji powietrznej i magnetycznej, i ługowaniu, po czym dokonuje się selektywnego odzyskiwania cynku i manganu.

Sposób ten wymaga zastosowania skomplikowanej, pod względem technicznym i procesowym, technologii związanej z przygotowaniem baterii do chemicznego przetwarzania, a następnie przeróbką, zanieczyszczonych manganem, żelazem i związkami organicznymi, roztworów, jak również utylizacją powstających produktów ubocznych oraz odpadów w postaci ciekłej i stałej.

Inny znany sposób przetwarzania zużytych baterii cynkowo-węglowych polega na ich prażeniu utleniającym w piecach przewałowych, z udziałem koksiku jako reduktora.

Opisany sposób przetwarzania charakteryzuje niski uzysk cynku, otrzymywanego w postaci pyłów zanieczyszczonych mechanicznie i duże zużycie energii. Niekorzystne właściwości fizykochemiczne powstających odpadowych popiołów, utrudniają ich utylizację lub unieszkodliwienie.

Celem wynalazku jest bezodpadowe zagospodarowanie zużytych baterii, zwłaszcza baterii cynkowo-węglowych.

Sposób przetwarzania zużytych baterii, zwłaszcza baterii cynkowo-węglowych charakteryzuje się tym, że przygotowuje się mieszaninę odpadowych surowców ołowionośnych powstających w hutnictwie miedzi, zawierających 30 - 60% Pb, 5 - 18% Zn, 0,5 - 3% Cu, 0,2 - 3% Fe, 0,3 - 5% As, 4 - 12% S, 0,5 - 6% Cl, 0 - 18% C, 10 - 30% tlenków żużlotwórczych oraz wodę i ołowionośnych osadów z procesu hydrometalurgicznego przetwarzania pyłów cynkowo-ołowiowych, zawierających 30 - 50% Pb, 2 - 8% Zn, 0,5 - 3% Cu, 0,2 - 3% Fe, 1 - 4% S i 1 - 4% Cl. Ilość odpadowych surowców ołowionośnych powstających w hutnictwie miedzi do ilości ołowionośnych osadów z procesu hydrometalurgicznego przetwarzania pyłów cynkowo-ołowiowych kształtuje się w mieszaninie w proporcji korzystnie 7,5 : 1.

Jako odpadowe surowce ołowionośne powstające w hutnictwie miedzi korzystnie szosuje się pyły z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym, szlamy z odpylni mokrej pieców szybowych, pyły z procesu konwertorowania kamienia miedziowego i zawroty w postaci spieków i pyłów z wstępnego odpylania, korzystnie odpowiednio w proporcjach 3,2 : 1 : 1 : 0,4.

Do przygotowanej mieszaniny dodaje się zużyte baterie cynkowo-węglowe w ilości 5-25 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny, żelazo metaliczne w ilości 1-5 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny i znany koksik korzystnie w ilości 1-3 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny.

Przygotowany wsad wprowadza się w jednym naboju do obrotowego pieca płomiennego i prowadzi się proces powolnego nagrzewania do temperatury 873 - 973 K w czasie 2-4 godzin, po czym zawartość obrotowego pieca płomiennego poddaje się intensywnemu nagrzewaniu do temperatury powyżej 1273 K, korzystnie do temperatury 1373 K, a następnie wylewa się kolejno produkty ciekłe.

Opisany zestaw środków technicznych powoduje, że w wyniku reakcji chemicznych zachodzących pomiędzy składnikami, wsadowymi do obrotowego pieca płomiennego, mieszaniny z udziałem zużytych baterii cynkowo-węglowych, w masie upłynniającego się wsadu składniki baterii ulegają całkowitemu przereagowaniu i są wykorzystane zgodnie z ich właściwościami fizyko-chemicznymi.

Żelazo metaliczne i tlenkowe wiążą siarkę i arsen zawarte w surowcach ołowionośnych, i usuwają je z ołowiu w postaci stopu siarczkowego i szpejzy. Cynk występujący w bateriach, w postaci metalicznej i związków tlenkowo-chlorkowych, wyprowadzany jest do pyłów ołowiowo-cynkowych, z których, po przetworzeniu chemicznym, odzyskuje się cynk w postaci soli handlowych.

Dwutlenek manganu, jako składnik masy wypełniającej baterie, ulega redukcji do tlenków manganu, które reagując z tlenkami żużlotwórczymi w odpadowych surowcach ołowionośnych powstających w hutnictwie miedzi, tworzą żużel, wykorzystywany jako topnik w procesie przetapiania koncentratów miedzi w piecach szybowych lub jako materiał do produkcji kruszyw dla budownictwa drogowego.

Węgiel, zawarty w zużytych bateriach, stanowi reduktor tlenków ołowiu, manganu i cynku.

Sposób według wynalazku pozwala, bez konieczności wstępnego przygotowania, na bezodpadowe zagospodarowanie zużytych baterii, eliminuje zatem ich składowanie, co prowadzi do ochrony środowiska naturalnego.

Przedstawiony sposób przetwarzania może być zastosowany również do zagospodarowania zużytych baterii alkalicznych zawierających, zamiast chlorku cynku, wodorotlenek potasu w ilości około 15%.

PL 198 317 B1

Przygotowuje się odpadowe surowce ołowionośne powstające w hutnictwie miedzi, które stanowią pyły z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym zawierające 33,2% Pb, 16,7% Zn, 2,1% Cu, 35% Fe, 0,5% As, 25,0% (K2O + Na2O + SO + CaO + MgO łA^Os) i 5,0% H2O w ilości 8,0 Mg, szlamy z odpylni mokrej pieców szybowych zawierające 35,8% Pb, 5,2% Zn, 2,2% As, 2,5% Cu, 3,1% Fe, 3,0% Cl, 12,0% S, 16,0% C, 15,0% (SO + CaO + MgO + A^Os) i 20,0% H2O w ilości 2,5 Mg, pyły z procesu konwertorowania kamienia miedziowego zawierające 45,5% Pb, 8,3% Zn, 3,1% As, 2,0% Cu, 10,0% S i 2,0% H2O w ilości 2,5 Mg, zawroty w postaci spieków i pyłów z wstępnego odpylania zawierające 30,5% Pb, 15,4% Zn, 4,2% S i 4,1% Cl w ilości 2,0 Mg.

Przygotowuje się również ołowionośne osady z procesu hydrometalurgicznego przetwarzania pyłów cynkowo-ołowiowych zawierające 35,7% Pb, 4,2% Zn, 2,2% Cu, 1,8% Fe, 2,1% S, 3,5% Cl i 15,0% H2O w ilości 2,0 Mg.

Surowce ołowionośne miesza się wstępnie i wsaduje do obrotowego pieca płomiennego o pojemności użytecznej 11 m², z osiowym przepływem gazów spalinowych, nagrzanego do temperatury powyżej 770 K. Do pieca wprowadza się również zużyte baterie cynkowo-węglowe zawierające 20,0% Fe, 20,0% Zn, 15,0% Mn, 10,0% Cl i 8,0% C w ilości 3,0 Mg, żelazo metaliczne w ilości 0,5 Mg i koksik w ilości 0,17 Mg.

Zamyka się otwór załadunkowy, uruchamia pełne obroty pieca, załącza się palnik gazowotlenowy na połowę mocy nominalnej, i prowadzi się proces nagrzewania wsadu do temperatury 923 K przez 3 godziny.

Następnie palnik włącza się na pełną moc i zawartość pieca poddaje się intensywnemu nagrzewaniu przez 4 godziny, do osiągnięcia temperatury wsadu 1373 K. Palnik wyłącza się i otworem spustowym wylewa się ołów i szpejzę, a następnie otworem załadunkowym wylewa się żużel. Z przetworzonego wsadu otrzymuje się 4,9 Mg ołowiu surowego zawierającego 96,5% Pb, 0,5% Cu, 1,2% Sb i 0,6% As, który poddaje się procesowi rafinacji.

Otrzymuje się również około 8,0 Mg żużla zawierającego 11,8% Fe, 2,3% Cu, 3,6% Pb, 20,6% Zn, 5,1% Mn, 6,1% S i 30,0% (SO + CaO + MgO + A^Os), pyły w ilości około 2,0 Mg zawierające 35,2% Pb, 45,1% Zn, 5,2% S, 22,6% Cl i 6,0% (Na + K), które przetwarza się metodą hydrometalurgiczną oraz zawroty w ilości 2,0 Mg.

Claims

1. Sposób przetwarzania zużytych baterii, zwłaszcza baterii cynkowo-węglowych, z udziałem koksiku jako reduktora, znamienny tym, że przygotowuje się mieszaninę odpadowych surowców ołowionośnych powstających w hutnictwie miedzi, zawierających 30 - 60% Pb, 5 - 18% Zn, 0,5 - 3% Cu, 0,2 - 3% Fe, 0,3 - 5% As, 4 - 12% S, 0,5 - 6% Cl, 0 - 18% C, 10 - 30% tlenków żużlotwórczych oraz wodę i ołowionośnych osadów z procesu hydrometalurgicznego przetwarzania pyłów cynkowoołowiowych, zawierających 30 - 50% Pb, 2 - 8% Zn, 0,5 - 3% Cu, 0,2 - 3% Fe, 1 - 4% S i 1 - 4% Cl, a ilość odpadowych surowców ołowionośnych powstających w hu^ni^t^ie miedzi do ilości ołowionośnych osadów z procesu hydrometalurgicznego przetwarzania pyłów cynkowo-ołowiowych kształtuje się w proporcji korzystnie 7,5 : 1, po czym do mieszaniny dodaje się zużyte baterie cynkowo-węglowe w ilości 5-25 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny, żelazo metaliczne w ilości 1-5 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny i znany koksik, przygotowany wsad wprowadza się w jednym naboju do obrotowego pieca płomiennego i prowadzi się proces powolnego nagrzewania do temperatury 873 - 973 K w czasie 2-4 godzin, następnie zawartość obrotowego pieca płomiennego poddaje się intensywnemu nagrzewaniu do temperatury powyżej 1273 K, korzystnie do temperatury 1373 K, po czym wylewa się kolejno produkty ciekłe.

2. Sposób według zastrz. 1, tym. że jako odpadowe surowce ołowionośne powstające w hutnictwie miedzi stosuje się pyły z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym, szlamy z odpylni mokrej pieców szybowych, pyły z procesu konwertorowania kamienia miedziowego i zawroty w postaci spieków i pyłów z wstępnego odpylania, korzystnie odpowiednio w proporcjach 3,2 : 1 : 1 : 0,4.

3. Sposób według zassic 1, znamienny tym, że koksik dodaje się w i iości 1-3 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny odpadowych surowców ołowionośnych powstających w hutnictwie miedzi i ołowionośnych osadów z procesu hydrometalurgicznego przetwarzania pyłów cynkowo-ołowiowych.