RU2505613C2 - Method for electrochemical extraction of lead from lead/acid wastes of accumulator batteries - Google Patents

Method for electrochemical extraction of lead from lead/acid wastes of accumulator batteries Download PDF

Info

Publication number
RU2505613C2
RU2505613C2 RU2011148553/02A RU2011148553A RU2505613C2 RU 2505613 C2 RU2505613 C2 RU 2505613C2 RU 2011148553/02 A RU2011148553/02 A RU 2011148553/02A RU 2011148553 A RU2011148553 A RU 2011148553A RU 2505613 C2 RU2505613 C2 RU 2505613C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lead
pulses
current
extraction
electrochemical extraction
Prior art date
Application number
RU2011148553/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011148553A (en
Inventor
Борис Анатольевич Спиридонов
Валерий Александрович Небольсин
Анна Викторовна Лешова
Александр Юрьевич Воробьев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority to RU2011148553/02A priority Critical patent/RU2505613C2/en
Publication of RU2011148553A publication Critical patent/RU2011148553A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2505613C2 publication Critical patent/RU2505613C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method involves electrochemical deposition of lead from alkaline solutions on asymmetric pulsed current with variation of the periodic sequence of packets of positive n+ and negative n- current pulses, wherein the number of pulses in a packet is selected from n+=20 and the interval 1≤n-≤10.
EFFECT: high degree of extraction of lead from alkaline solutions, low costs, environmental safety and wasteless production.
4 ex

Description

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.The invention relates to the field of electrochemical production, in particular to methods for extracting lead from waste batteries. The invention can be used to obtain lead from alkaline solutions.

Известен способ извлечения свинца из раствора, содержащего плюмбит и сульфат натрия путем нейтрализации кислотой по реакцииA known method of extracting lead from a solution containing plumbite and sodium sulfate by neutralizing with acid by reaction

Na2PbO2+2H2O4→PbSO4+Na2SO4+H2O.Na 2 PbO 2 + 2H 2 O 4 → PbSO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O.

Осадок сульфата свинца возвращают на десульфатацию (Марачевский А.Г. ЖПХ, 1998, №6, с.881-890).The precipitate of lead sulfate is returned to desulfation (Marachevsky A.G. ZhPH, 1998, No. 6, p. 881-890).

Недостатком данного способа является проведение дополнительных технологических операций - нейтрализация, фильтрация, отмывка осадка водой, что существенно удорожает стоимость продукта (Na2SO4).The disadvantage of this method is the implementation of additional technological operations - neutralization, filtration, washing the precipitate with water, which significantly increases the cost of the product (Na 2 SO 4 ).

Наиболее близким аналогом-прототипом является извлечение свинца в виде катодной губки из сульфаминовых и кремнефтористоводородных электролитов.The closest analogue prototype is the extraction of lead in the form of a cathode sponge from sulfamic and hydrofluoric electrolytes.

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.)The disadvantage of this method is the incomplete degree of lead extraction, since lead is extracted from the test solutions at the limiting current and diffusion restrictions with time can significantly reduce its deposition rate. In addition, the formation of a slurry in the form of a crust on the anode creates additional resistance and interferes with the deposition of lead at the cathode (Applied Electrochemistry. Ed. 2nd, trans. And additional. Edited by NT Kudryavtsev. M., “Chemistry” , 1975, 552 p.)

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.The invention is aimed at increasing the degree of extraction of lead from alkaline solutions by the electrochemical method. This is achieved by the fact that to extract the lead at the cathode, an asymmetric pulse current is used, varying the periodic sequence of packets of positive n + and negative n - current pulses, and the number of pulses in the packet is selected from the intervals n + = 20 and 1≤n-≤10. The duration, pulse repetition rate and their amplitude are selected depending on the lead content in the alkaline solution and the impedance of the electrochemical cell.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

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.For electrolytic extraction of lead, four solutions were prepared according to the following procedure. 30 g of lead-sulfate paste is dissolved in 100 ml of a 20% NaOH solution for 60 minutes when heated (t = 333 ÷ 353K). After cooling, the precipitate, including lead oxides, is filtered off and washed with distilled water to a neutral medium pH = 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.The precipitate is dried and calcined for the subsequent preparation of meerk. A 400 ml filtrate solution is divided into four 100 ml portions. In each of them, the Pb content was 0.25 g, respectively; 0.25 g; 0.2 g and 0.15 g. Each part is subjected to electrolysis. The first part is direct current, and the other three are asymmetric pulsed current.

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.In unsteady mode, the current is supplied to the electrolyzer from a source, which allows changing the ratio of current pulses of positive and negative signs, as n + 20 / n- (1 ÷ 10). For n + <20, the process speed decreases markedly, for n +> 20 its economic efficiency decreases.

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%.Graphite anodes were used, polished titanium cathodes (surface area 20 cm 2 ). Electrolysis is carried out with the separation of the cathode and anode space. Room temperature. The cathode current density i a = 2 A / dm 2 . Elemental analysis of the paste was carried out on a JEOL 6380 electron microscope. The lead content in the solution was determined by the atomic absorption method with an accuracy of 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.Example 1. The lead content in the solution of 0.25 g. A direct current is supplied to the electrolyzer. The residual lead concentration after electrolysis was 0.05 g.

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.Example 2. The lead content in the solution of 0.25 g. Alternating packets of current pulses are fed to the electrolyzer: 20 pulses of a positive sign, and then 1 pulse of a negative sign 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 Example 3. The lead content in the solution of 0.2 g. 10 pulses of a positive sign are fed to the electrolyzer, and then 5 pulses of a negative sign

n+/n-=20/5.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.Example 4. The lead content in the solution is 0.15 g. 20 pulses of a positive sign and 10 pulses of a negative sign n + / n- = 20/10 are fed to the electrolyzer.

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.At all asymmetric pulsed current modes (Example 2-4), the most complete extraction of lead from the test solutions is achieved, and the residual lead concentration after electrolysis is not detected.

Использование предлагаемого способа позволяет существенно снизить экономические затраты технологического процесса переработки отходов аккумуляторных батарей, обеспечить экологическую безопасность и безотходность производства.Using the proposed method can significantly reduce the economic costs of the technological process of processing waste batteries, ensure environmental safety and non-waste production.

Claims (1)

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. The method of electrochemical extraction of lead from lead-acid waste batteries, including electrolytic deposition of lead from alkaline solutions, characterized in that the electrolytic deposition of lead is carried out on an asymmetric pulse current with varying the periodic sequence of packets of positive n + and negative n-current pulses, and the number of pulses in the package is selected from n + = 20 and the interval 1≤n-≤10.
RU2011148553/02A 2011-11-29 2011-11-29 Method for electrochemical extraction of lead from lead/acid wastes of accumulator batteries RU2505613C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148553/02A RU2505613C2 (en) 2011-11-29 2011-11-29 Method for electrochemical extraction of lead from lead/acid wastes of accumulator batteries

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148553/02A RU2505613C2 (en) 2011-11-29 2011-11-29 Method for electrochemical extraction of lead from lead/acid wastes of accumulator batteries

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011148553A RU2011148553A (en) 2013-06-10
RU2505613C2 true RU2505613C2 (en) 2014-01-27

Family

ID=48784376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011148553/02A RU2505613C2 (en) 2011-11-29 2011-11-29 Method for electrochemical extraction of lead from lead/acid wastes of accumulator batteries

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2505613C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2693245C1 (en) * 2019-01-10 2019-07-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Method of recovering lead from oxysulphate sludge of storage batteries

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0508960A1 (en) * 1991-03-13 1992-10-14 M.A. Industries Inc. A hydrometallurgical method of producing metallic lead from materials containing oxides, particularly from the active material of accumulators
RU2245393C1 (en) * 2003-09-22 2005-01-27 Дагестанский государственный университет Method of processing of the waste lead storage batteries
RU2298044C2 (en) * 2005-07-29 2007-04-27 Дагестанский государственный университет Method of reprocessing of the spent lead storage batteries
RU2353685C1 (en) * 2007-10-08 2009-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет Method of lead utilisation
WO2009068988A2 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Engitec Technologies S.P.A. Process for producing metallic lead starting from desulfurized pastel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0508960A1 (en) * 1991-03-13 1992-10-14 M.A. Industries Inc. A hydrometallurgical method of producing metallic lead from materials containing oxides, particularly from the active material of accumulators
RU2245393C1 (en) * 2003-09-22 2005-01-27 Дагестанский государственный университет Method of processing of the waste lead storage batteries
RU2298044C2 (en) * 2005-07-29 2007-04-27 Дагестанский государственный университет Method of reprocessing of the spent lead storage batteries
RU2353685C1 (en) * 2007-10-08 2009-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет Method of lead utilisation
WO2009068988A2 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Engitec Technologies S.P.A. Process for producing metallic lead starting from desulfurized pastel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Прикладная электрохимия. /Под ред. Н.Т.Кудрявцева. - М.: Химия, изд. 2-е и доп., 1975, с.552. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2693245C1 (en) * 2019-01-10 2019-07-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Method of recovering lead from oxysulphate sludge of storage batteries

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011148553A (en) 2013-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9199867B2 (en) Removal of metals from water
CN109112569B (en) Production method for simultaneously preparing manganese metal and manganese dioxide by ion exchange membrane electrolysis method
BR112016011396B1 (en) DEVICES AND METHOD FOR RECYCLING WITHOUT FUSER OF LEAD ACID BATTERIES.
CN103695961B (en) Method for recovering rhenium, arsenic and copper from sulfuric acid wastewater of copper smelting flue gas purification system
CN102560535A (en) Method for recovering lead in waste lead-acid storage battery filler by using wet process
CN107626207A (en) The method and apparatus for synchronously reclaiming metal using conductivity ceramics film enrichment spent acid
CN102367578B (en) Combined method for electrolyzing and recovering lead
CN212247228U (en) Contain salt waste water recycling apparatus based on electrolysis hydrogen manufacturing technique
US20140027301A1 (en) Selective reductive electrowinning apparatus and method
CN105846007A (en) Method for preparing electrode active materials for lead storage battery in pairs by electrochemical process
RU2505613C2 (en) Method for electrochemical extraction of lead from lead/acid wastes of accumulator batteries
CN113249740A (en) Method for preparing graphene by electrochemical continuous and synchronous stripping and reduction
CN107293814B (en) Method for ultrasonically separating electrode current collector and electrode material of lithium ion battery
CN111636073A (en) Device and process for recycling salt-containing wastewater
CN108707920B (en) Method for preparing manganese dioxide through photoelectrochemistry metallurgy
CN103361700A (en) Electrolytic coloring method for aluminum sections
WO2023108854A1 (en) Recovery process for positive electrode material of waste ternary lithium-ion battery
JP2011117053A (en) Zinc electrowinning method
CN104264189A (en) Method for silver refining and continuous electrolysis
WO2019071642A1 (en) Method for recovering lead from waste lead-acid battery lead paste in wet process
CN114014416A (en) Seawater multistage concentration electrolysis lithium extraction device and method
JP2012087405A (en) Method of producing high-purity nickel
CN102136583A (en) Regeneration method of zinc powder as negative electrode material of waste alkaline zinc-manganese dioxide battery
RU2553318C1 (en) Gallium production method from alkali-aluminate solutions of alumina industry
RU2815375C1 (en) Method for decopperization of sulfuric acid solutions of copper electrolyte production

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141130