UA146396U - METHOD OF COMPREHENSIVE PROCESSING OF BATTERY SCRAP - Google Patents

METHOD OF COMPREHENSIVE PROCESSING OF BATTERY SCRAP Download PDF

Info

Publication number
UA146396U
UA146396U UAU202005854U UAU202005854U UA146396U UA 146396 U UA146396 U UA 146396U UA U202005854 U UAU202005854 U UA U202005854U UA U202005854 U UAU202005854 U UA U202005854U UA 146396 U UA146396 U UA 146396U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
nickel
metal
precipitate
separation
drying
Prior art date
Application number
UAU202005854U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Валерій Павлович Дмитриков
Оксана Едуардівна Ілляш
Олег Олександрович Горб
Олег Миколайович Іванов
Вячеслав Вікторович Падалка
Валентина Юхимівна Крикунова
Ірина Валентинівна Короткова
Надія Іванівна Шиян
Тарас Григорович Лапенко
Надія Миколаївна Опара
Ольга Урешівна Дрожчана
Original Assignee
Полтавська Державна Аграрна Академія
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 Полтавська Державна Аграрна Академія filed Critical Полтавська Державна Аграрна Академія
Priority to UAU202005854U priority Critical patent/UA146396U/en
Publication of UA146396U publication Critical patent/UA146396U/en

Links

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Спосіб комплексної переробки акумуляторного лому включає попереднє подрібнення відпрацьованих акумуляторних батарей з виокремленням металовмісної маси від пластикових елементів корпусу. Металовмісну масу розчиняють у сірчаній кислоті з утворенням сульфатів металів, які потім піддаються осадженню гідрооксидом натрію з утворенням гетерогенної суміші з вмістом гідроксиду нікелю та цинку, які у вигляді осаду, після попереднього центрифугування суміші з виокремленням фільтрату у вигляді сульфату натрію, розділяють гідрооксидом натрію з наступною декантацією з отриманням фільтрату, що підлягає послідовному випарюванню та висушуванню, та осаду - гідроксиду тривалентного нікелю, який піддається послідовному випарюванню та висушуванню.The method of complex processing of battery scrap includes pre-grinding of spent batteries with the separation of metal-containing mass from the plastic elements of the housing. The metal-containing mass is dissolved in sulfuric acid to form metal sulfates, which are then precipitated with sodium hydroxide to form a heterogeneous mixture containing Nickel and zinc hydroxide, which in the form of a precipitate, after pre-centrifugation of the mixture with the separation of the filter decantation to obtain a filtrate to be successively evaporated and dried, and a precipitate - trivalent Nickel hydroxide, which is subjected to successive evaporation and drying.

Description

Корисна модель належить до галузі електротехніки та промислової екології, зокрема технологічних прийомів переробки джерел струму - нікель-цинкових акумуляторів, з отриманням після переробки сукупності мас кольорових металів, полімерних матеріалів та хімічних речовин, придатних до подальшого використання.The useful model belongs to the field of electrical engineering and industrial ecology, in particular technological methods of processing current sources - nickel-zinc batteries, with obtaining after processing a set of masses of non-ferrous metals, polymeric materials and chemicals suitable for further use.

Відомий спосіб переробки відпрацьованих акумуляторних батарей (патент РФ Мо 2573650) шляхом їх подрібнення при температурі 40-50 "С і подальшого сортування з метою вилучення корисних компонентів. Процес подрібнення проходить поетапно: після сортування батареї піддаються попередньому і остаточному подрібненню, магнітній сепарації, просіюванню. При неможливості отримати досить чисті компоненти масу частинок піддають переплавці.There is a known method of processing spent batteries (patent RF Mo 2573650) by grinding them at a temperature of 40-50 "C and further sorting in order to extract useful components. The grinding process takes place in stages: after sorting, the batteries are subjected to preliminary and final grinding, magnetic separation, sieving. If it is impossible to obtain sufficiently pure components, the mass of particles is subjected to remelting.

Недоліками даного способу є високий ступінь втрат немагнітних компонентів акумуляторних батарей, особливо при подальшому використанні методу переплавлення.The disadvantages of this method are a high degree of loss of non-magnetic components of storage batteries, especially with the subsequent use of the remelting method.

Відомий спосіб (а.с. 74728, СРСР, МПК 21826/01) переробки непридатних свинцевих пластин, що включає виплавлення металу решіток, подрібнення сульфатно-оксидної фракції, завантаження порошкоподібної фракції в катодний простір електролізера, проведення електролізу, вилучення губчастого свинцю, його брикетування і переплавлення.A known method (a.s. 74728, USSR, IPC 21826/01) of processing unusable lead plates, which includes melting the metal of the grids, grinding the sulfate-oxide fraction, loading the powdered fraction into the cathode space of the electrolyzer, conducting electrolysis, extracting spongy lead, and briquetting it and remelting.

Недоліком даного способу є значна трудомісткість процесу переробки.The disadvantage of this method is the significant laboriousness of the processing process.

Відомий спосіб підготовки брухту свинцевих акумуляторів (Купряков Ю.П. Виробництво важких кольорових металів із брухту і відходів. - Харків: "Основа", 1992. - б. 118-128) до металургійного переділу шляхом оброблення акумуляторів за допомогою двостадійного подрібнення в одновалковій і молотковій дробарках, мокрого ситового просівання на віброгрохоті з одержанням підрешітного окисно-сульфатного металевого концентрату і надрешітного продукту, що містить шматки моноблоків і сепараторів (органіку). Надрешітний продукт надходить надалі на сортування у важкосередовищній суспензії. Свинець, що осів, після промивання і сушіння направляють на переплав, а органіку, що спливла, - на акумуляторні заводи для повторного використання.There is a known method of preparing scrap lead batteries (Kupryakov Y.P. Production of heavy non-ferrous metals from scrap and waste. - Kharkiv: "Osnova", 1992. - p. 118-128) for metallurgical redistribution by processing batteries using two-stage grinding in a single-roll and hammer crushers, wet sieve sieving on a vibrating screen to obtain a sub-sieve oxide-sulfate metal concentrate and a super-sieve product containing pieces of monoblocks and separators (organic matter). The over-sieved product is further sent for sorting in a heavy environment suspension. The settled lead, after washing and drying, is sent to remelting, and the organic matter that floated is sent to battery plants for reuse.

Недоліком цього способу є неглибокий ступінь переробки відпрацьованих акумуляторів з недостатнім рівнем видобутку металевих компонентів, полімерних матеріалів та хімічних речовин, придатних до повторного використання.The disadvantage of this method is the shallow degree of processing of spent batteries with insufficient extraction of metal components, polymeric materials and chemical substances suitable for repeated use.

Відомий інший спосіб переробки відпрацьованих акумуляторних батарей (ас. СРСР МоThere is another known way of processing spent batteries (assistant of the USSR Mo

Зо 120236| з відновленням активної маси залізо-ніселевих акумуляторів, що включає їх промивання, сушіння, подрібнення з відмиванням та сушінням продукту подрібнення. Для утилізації компонентів батарей використовують різні хімічні реагенти, гідрометалургійну переробку.From 120236| with recovery of the active mass of iron-nisel batteries, which includes their washing, drying, grinding with washing and drying of the grinding product. Various chemical reagents and hydrometallurgical processing are used to dispose of battery components.

Недоліками способу є високий ступінь втрат при кислотно-лужній обробці акумуляторних батарей, особливо при використанні методу флотації.Disadvantages of the method are a high degree of losses during acid-alkaline treatment of batteries, especially when using the flotation method.

Аналогом для заявленого способу є спосіб вилучення нікелю з відпрацьованих лужних акумуляторів ламельної конструкції за патентом РФ Мо 2345449 МПК НО1ТМ 10/54, який дозволяє одержувати нікель, після попереднього механічного подрібнення, шляхом вилучення і фракціонування нікельвмісної маси внаслідок термічної обробки.An analogue of the claimed method is the method of extracting nickel from used alkaline accumulators of lamellar construction according to the RF patent Mo 2345449 MPK НО1ТМ 10/54, which allows obtaining nickel, after preliminary mechanical grinding, by extracting and fractionating the nickel-containing mass as a result of heat treatment.

Недоліками аналога є недостатньо повне вилучення корисних компонентів лужних акумуляторів, наявність значних відходів, періодичність протікання процесу.Disadvantages of the analogue are the insufficient complete extraction of useful components of alkaline batteries, the presence of significant waste, and the periodicity of the process.

Виконаний заявником аналіз рівня техніки, в який включається пошук по патентних, науково- технічних та інших видах джерел інформації, які містять відомості про аналоги заявленого технічного рішення корисної моделі, дозволив встановити, що заявник не виявив аналог, який характеризувався би ознаками, ідентичним суттєвим ознакам корисної моделі.The analysis of the level of technology performed by the applicant, which includes a search for patent, scientific and technical and other types of information sources that contain information about analogs of the claimed technical solution of the utility model, made it possible to establish that the applicant did not find an analog that would be characterized by features identical to the essential features useful model.

Визначення із переліку виявлених аналогів найближчого аналога, як найбільш близького до суттєвих ознак корисної моделі, дало можливість виявити сукупність суттєвих ознак корисної моделі та окреслити множину істотних, по відношенню до передбаченого результату, відповідних відмінних ознак в заявленому рішенні, які виявлено в формулі корисної моделі.The identification of the closest analogue from the list of identified analogues, as the closest to the essential features of the useful model, made it possible to identify the set of essential features of the useful model and to outline a set of significant, in relation to the predicted result, relevant distinguishing features in the declared solution, which were found in the formula of the useful model.

В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб комплексної переробки акумуляторного лому, який би поглиблював ступінь переробки акумуляторів з максимізацією видокремлення похідних продуктів переробки при дотриманні умов екологічної безпечності та принципів енерго- та ресурсозбереження.The basis of a useful model is the task of developing a method of comprehensive recycling of battery scrap, which would deepen the degree of recycling of batteries with the maximization of the separation of derivatives of processing products while observing the conditions of environmental safety and the principles of energy and resource conservation.

Поставлена задача вирішується тим, що здійснюється попереднє подрібнення відпрацьованих акумуляторних батарей з видокремленням металовмісної маси від пластикових елементів корпусу, при цьому металовмісна маса розчиняється у сірчаній кислоті з отриманням сульфатів металів з наступним їхнім осадженням гідрооксидом натрію з утворенням гетерогенної суміші з вмістом гідроксиду нікелю та цинку, які у вигляді осаду, після попереднього центрифугування суміші з видокремленням фільтрату у вигляді сульфату натрію, бо розділяють гідрооксидом натрію з наступною декантацією з отриманням фільтрату, що підлягає послідовному випарюванню та висушуванню, та осаду - гідроксиду тривалентного нікелю, який піддається послідовному випарюванню та висушуванню.The task is solved by pre-shredding spent batteries with the separation of the metal-containing mass from the plastic elements of the body, while the metal-containing mass is dissolved in sulfuric acid to obtain metal sulfates, followed by their precipitation with sodium hydroxide to form a heterogeneous mixture containing nickel and zinc hydroxide. which are in the form of a precipitate, after preliminary centrifugation of the mixture with the separation of the filtrate in the form of sodium sulfate, because they are separated with sodium hydroxide followed by decantation to obtain the filtrate, which is subject to successive evaporation and drying, and the precipitate - trivalent nickel hydroxide, which is subjected to successive evaporation and drying.

В основу запропонованого способу утилізації відпрацьованих акумуляторів поставлена реагентна утилізація. Спосіб складається з технічної та хімічної переробки. Технічна переробка складається з операції подрібнення, видокремлення пластикових елементів корпусу акумуляторів шляхом їхнього спливання у водному середовищі, від металовмісної внутрішньої частини акумулятора після механічного дроблення акумуляторів з утворенням металопластмасового брухту. Хімічна переробка полягає в додаванні в об'єм з активної маси та нікель-динкових компонентів сірчаної кислоти, що призводить до утворення концентрованих розчинів сульфатів цинку (ІІ), нікелю (І), нікелю (ІІ) ії виділення водню, який теж може бути зібраний.The basis of the proposed method of disposal of spent batteries is reagent disposal. The method consists of technical and chemical processing. Technical processing consists of a grinding operation, separating the plastic elements of the battery case by floating them in an aqueous medium, from the metal-containing internal part of the battery after mechanical crushing of the batteries to form metal-plastic scrap. Chemical processing consists in adding sulfuric acid to the volume of the active mass and nickel-tin components, which leads to the formation of concentrated solutions of sulfates of zinc (II), nickel (I), nickel (II) and the release of hydrogen, which can also be collected .

Отримані сульфати осаджуються гідроксидом натрію з утворенням гетерогенної суміші з вмістом гідроксиду нікелю та цинку, які у вигляді осаду, після попереднього центрифугування суміші з видокремленням фільтрату у вигляді сульфату натрію, розділяють гідрооксидом натрію з наступною декантацією з отриманням фільтрату - двозаміщеної натрієвої солі метацинкової кислоти, що підлягає послідовному випарюванню та висушуванню, та осаду - гідроксиду тривалентного нікелю, який піддається послідовному випарюванню та висушуванню.The obtained sulfates are precipitated with sodium hydroxide to form a heterogeneous mixture containing nickel and zinc hydroxide, which in the form of a precipitate, after preliminary centrifugation of the mixture with separation of the filtrate in the form of sodium sulfate, are separated with sodium hydroxide followed by decantation to obtain the filtrate - a disubstituted sodium salt of metazinc acid, which is subject to successive evaporation and drying, and the precipitate is trivalent nickel hydroxide, which is subject to successive evaporation and drying.

Розглянемо приклад здійснення запропонованого способу.Let's consider an example of the implementation of the proposed method.

На кресленні представлена технологічна схема переробки акумуляторного лому.The drawing shows the technological scheme of battery scrap processing.

Перед здійсненням основного етапу вилучення корисних речовин з відпрацьованих акумуляторів вони підлягають механічному подрібненню та видокремленню неметалевих компонентів з подрібненої маси (не схемі на вказано).Before carrying out the main stage of extracting useful substances from spent batteries, they are subject to mechanical grinding and separation of non-metallic components from the crushed mass (not shown in the scheme).

Активну масу, нікель-цинкові компоненти завантажують в бункер 1, звідки вони надходять у валкову дробарку 2, а подрібнений матеріал - в бункер 3, який обладнаний заслінкою для регулювання швидкості надходження подрібненого матеріалу на конвеєр 4.The active mass, nickel-zinc components are loaded into the hopper 1, from where they enter the roller crusher 2, and the crushed material goes into the hopper 3, which is equipped with a valve to regulate the speed of the crushed material entering the conveyor 4.

Конвеєр 4 подає матеріал в один із дозаторів 5, звідки він порціями надходить в реактор 6.The conveyor 4 feeds the material into one of the dispensers 5, from where it enters the reactor 6 in portions.

Сірчана кислота з ємкості 7 через інший дозатор 5 також надходить в реактор 6, де відбувається хімічна реакція між компонентами нікель-динкового акумулятора з утворенням сульфатів цинку (ІІ), нікелю (ІІ), нікелю (ІІ) і виділенням водню.Sulfuric acid from tank 7 through another dispenser 5 also enters reactor 6, where a chemical reaction occurs between the components of the nickel-zinc battery with the formation of sulfates of zinc (II), nickel (II), nickel (II) and the release of hydrogen.

Зо Водень, що утворюється, через краплевідбійник 8 і зворотний холодильник 9 збирають в газгольдері 10.The hydrogen formed is collected in the gas holder 10 through the droplet deflector 8 and the reflux condenser 9.

Розчин з реактора 6 насосом 11 надходить в ємність 12 і через дозатор 13 в реактор 14. У реактор 14 також надходить порціями луг (гідроксид натрію) з ємкості 15 через дозатор 16.The solution from reactor 6 is fed by pump 11 into container 12 and through dispenser 13 into reactor 14. Reactor 14 also receives portions of alkali (sodium hydroxide) from container 15 through dispenser 16.

Нейтралізований розчин, який містить гідроксиди нікелю, цинку і сульфат натрію, з реактора 14 надходить на центрифугу (декантер) 17, що фільтрує, де відбувається розділення гетерогенної суміші на фільтрат і осад.The neutralized solution, which contains hydroxides of nickel, zinc and sodium sulfate, from the reactor 14 enters the centrifuge (decanter) 17, which filters, where the heterogeneous mixture is separated into filtrate and sediment.

Фільтрат (сульфат натрію) після упарювання в апараті 18 і сушіння в апараті 19 надходить у вигляді готового продукту на склад.The filtrate (sodium sulfate) after evaporation in the apparatus 18 and drying in the apparatus 19 is delivered as a finished product to the warehouse.

Осад (гідроксиди нікелю і цинку) подають в реактор 20, в який також надходить луг (гідроксид натрію) з ємкості 21 через дозатор 22.The precipitate (nickel and zinc hydroxides) is fed into the reactor 20, which also receives alkali (sodium hydroxide) from the tank 21 through the dispenser 22.

Суміш з реактора 20 надходить на декантер 23, після якого осад (гідроксид нікелю (П)) після сушіння в апараті 24 надходить у вигляді готового продукту на склад.The mixture from the reactor 20 enters the decanter 23, after which the sediment (nickel hydroxide (P)) after drying in the apparatus 24 enters the warehouse as a finished product.

Фільтрат (двозаміщена натрієва сіль метацинкової кислоти) подають на упарювання в апарат 25 і сушіння в апарат 26, після чого готовий продукт надходить на склад.The filtrate (disubstituted sodium salt of metazinc acid) is sent for evaporation to apparatus 25 and drying to apparatus 26, after which the finished product is sent to the warehouse.

Об'єднані водні конденсати від випарних апаратів надходять на приготування технологічних розчинів, що використовуються в схемі переробки лому нікель-цинкових акумуляторів.The combined water condensates from the evaporators are used for the preparation of technological solutions used in the recycling scheme of scrap nickel-zinc batteries.

Пропонований спосіб і апаратно-технологічна схема реагентної переробки відпрацьованих акумуляторів є екологічно безпечними, заощаджують енергетичні і матеріальні ресурси, характеризуються відсутністю відходів.The proposed method and hardware-technological scheme of reagent processing of spent batteries are environmentally safe, save energy and material resources, and are characterized by the absence of waste.

Продукти переробки акумуляторного лому є цінною сировиною для вторинного життєвого циклу створення нікель-цинкового акумулятора або для інших галузей промисловості.Battery scrap recycling products are valuable raw materials for the secondary life cycle of the nickel-zinc battery or for other industries.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІUSEFUL MODEL FORMULA Спосіб комплексної переробки акумуляторного лому, який включає попереднє подрібнення відпрацьованих акумуляторних батарей з виокремленням металовмісної маси від пластикових елементів корпусу, який відрізняється тим, що металовмісну масу розчиняють у сірчаній кислоті з утворенням сульфатів металів, які потім піддаються осадженню гідрооксидом натрію з утворенням гетерогенної суміші з вмістом гідроксиду нікелю та цинку, які у вигляді осаду, після бо попереднього центрифугування суміші з виокремленням фільтрату у вигляді сульфату натрію,The method of comprehensive processing of battery scrap, which includes preliminary grinding of spent batteries with the separation of the metal-containing mass from the plastic elements of the body, which is characterized by the fact that the metal-containing mass is dissolved in sulfuric acid with the formation of metal sulfates, which are then subjected to precipitation with sodium hydroxide to form a heterogeneous mixture with nickel and zinc hydroxide, which in the form of a precipitate, after preliminary centrifugation of the mixture with separation of the filtrate in the form of sodium sulfate, розділяють гідрооксидом натрію з наступною декантацією з отриманням фільтрату, що підлягає послідовному випарюванню та висушуванню, та осаду - гідроксиду тривалентного нікелю, який піддається послідовному випарюванню та висушуванню. поеро ние МК РО росла о 115: ння птн М а х В КЕ пед МИ ХИОТ 8/ хв, г ї Кк й х ї я же ТА о Т- яЯ (| у в 18 щі я МЕ, 21 й ТІ тр й т - - -- шини не ее ННЯ ПК дин Кі осад У фільсрих: Е о 270 ИВх й ц Н бен ж діння Ле рн 4. шк ЧИ ІЙ осад Шільтраг т 585и наскчалх на скпяпseparated with sodium hydroxide followed by decantation to obtain the filtrate, which is subject to successive evaporation and drying, and the precipitate - trivalent nickel hydroxide, which is subject to successive evaporation and drying. poeronie MK RO rosa o 115: nia ptn M a x V KE ped MY HYOT 8/ min, g y Kk y y y i same TA o T- yaYa (| in 18 schi i ME, 21 y TI tr y t - - -- tires are not ee NNYA PK dyn Ki sediment In filsryh: E o 270 IVh y ts N ben zh dinnia Le rn 4. shk ІЙ sediment Shiltrag t 585y naskchalh na skpyap
UAU202005854U 2020-09-14 2020-09-14 METHOD OF COMPREHENSIVE PROCESSING OF BATTERY SCRAP UA146396U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU202005854U UA146396U (en) 2020-09-14 2020-09-14 METHOD OF COMPREHENSIVE PROCESSING OF BATTERY SCRAP

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU202005854U UA146396U (en) 2020-09-14 2020-09-14 METHOD OF COMPREHENSIVE PROCESSING OF BATTERY SCRAP

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA146396U true UA146396U (en) 2021-02-17

Family

ID=74844332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU202005854U UA146396U (en) 2020-09-14 2020-09-14 METHOD OF COMPREHENSIVE PROCESSING OF BATTERY SCRAP

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA146396U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI726033B (en) Process for recovering metal values from spent lithium ion batteries with high manganese content
Granata et al. Simultaneous recycling of nickel metal hydride, lithium ion and primary lithium batteries: Accomplishment of European Guidelines by optimizing mechanical pre-treatment and solvent extraction operations
US20210376399A1 (en) Lithium-ion batteries recycling process
Fröhlich et al. The BATENUS process for recycling mixed battery waste
JP3014452B2 (en) A method of recovering raw materials from used substances that have been sorted and collected in advance
JP7511932B2 (en) Dismantling and separating used lithium-ion batteries
CN102162034A (en) Process for recovering valuable metals from waste lithium batteries
WO2017145099A1 (en) Process for recovery of pure cobalt oxide from spent lithium ion batteries with high manganese content
US11870095B2 (en) Method for treating waste diaphragm paper of lithium battery
CN105671316A (en) Method for recovering valuable metals from waste lithium-ion power batteries
CN109818097A (en) A kind of technique of waste lithium cell solvent extraction processing electrolyte and binder
CN114300776B (en) Method for recycling and screening lithium ion battery material
KR20050088093A (en) Method of recovering cobalt from lithium ion battery and cobalt recovering system
CN111180821A (en) Harmless recycling and sorting method for waste lithium ion batteries
Çuhadar et al. Characterization and recycling of lithium nickel manganese cobalt oxide type spent mobile phone batteries based on mineral processing technology
RU2734205C1 (en) Method of utilizing used chemical sources of current of manganese-zinc system
UA146396U (en) METHOD OF COMPREHENSIVE PROCESSING OF BATTERY SCRAP
KR20200017627A (en) Method for recovering base materials from waste battery
CN112676302A (en) Method for sorting battery pole powder from ternary lithium battery
UA135123U (en) METHOD OF PROCESSING WASTE ALKALINE BATTERIES
UA155217U (en) CHEMICAL-MECHANICAL METHOD OF PROCESSING DEGRADED CHEMICAL ENERGY SOURCES
UA149047U (en) TECHNOLOGY OF PROCESSING OF WASTE LEAD-CADMIUM GALVANIC ELEMENTS
UA142021U (en) METHOD OF PROCESSING WASTE IRON-NICKEL BATTERIES
UA149046U (en) METHOD OF PROCESSING WASTE LEAD-CADMIUM GALVANIC ELEMENTS
RU2164955C1 (en) Method of utilization of exhausted chemical sources of electric energy