UA149046U - METHOD OF PROCESSING WASTE LEAD-CADMIUM GALVANIC ELEMENTS - Google Patents

METHOD OF PROCESSING WASTE LEAD-CADMIUM GALVANIC ELEMENTS Download PDF

Info

Publication number
UA149046U
UA149046U UAU202102391U UAU202102391U UA149046U UA 149046 U UA149046 U UA 149046U UA U202102391 U UAU202102391 U UA U202102391U UA U202102391 U UAU202102391 U UA U202102391U UA 149046 U UA149046 U UA 149046U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
cadmium
lead
filtrate
solution
hydrogen
Prior art date
Application number
UAU202102391U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Валерій Павлович Дмитриков
Наталія Володимирівна Внукова
Айобамі Мосес Огунджобі
Олег Миколайович Іванов
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 UAU202102391U priority Critical patent/UA149046U/en
Publication of UA149046U publication Critical patent/UA149046U/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Спосіб переробки відпрацьованих свинцево-кадмієвих гальванічних елементів включає попереднє подрібнення відпрацьованих гальванічних елементів з виокремленням металовмісної маси від пластикових елементів. При цьому металовмісну масу розчиняють у сірчаній кислоті з отриманням розчину сульфатів кадмію та свинцю. Останній у вигляді осаду піддають обробці розчином карбонату кальцію з осадженням свинцю у вигляді його карбонату, який висушують та прожарюють з утворенням оксиду свинцю, з якого воднем відновлюють вільний свинець. У свою чергу утворений після сульфування фільтрат - сульфат кадмію - суміщають з гідроксидом натрію з осадженням унаслідок хімічної реакції гідроксиду кадмію, який піддають термічній обробці з отриманням оксиду кадмію, з якого із залученням водню відновлюється вільний кадмій.The method of processing spent lead-cadmium galvanic cells includes pre-grinding of spent galvanic cells with the separation of the metal-containing mass from the plastic elements. The metal-containing mass is dissolved in sulfuric acid to obtain a solution of cadmium sulfates and lead. The latter in the form of a precipitate is treated with a solution of calcium carbonate with the precipitation of lead in the form of its carbonate, which is dried and calcined to form lead oxide, from which free lead is reduced by hydrogen. In turn, the filtrate formed after sulfonation - cadmium sulfate - is combined with sodium hydroxide with precipitation due to the chemical reaction of cadmium hydroxide, which is subjected to heat treatment to obtain cadmium oxide, from which free cadmium is reduced with the involvement of hydrogen.

Description

Корисна модель належить до галузі електротехніки та промислової екології, зокрема технологічних прийомів переробки елементів джерел струму свинцево-кадмієвих 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 elements of current sources of lead-cadmium 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 піддають 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 В218 26/01) 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 B218 26/01) 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, performing electrolysis, extracting spongy lead, its briquetting and melting.

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 оксидно-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 (organics). The over-sieved product is further sent for sorting in a heavy environment suspension. The lead that has settled, after washing and drying, is sent to remelting, and the organic matter that has surfaced 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 (а. с. СРСР МоThere is another known way of processing spent batteries (a.s. of the USSR Mo

Зо 120236) з відновленням активної маси залізо-нікелевих акумуляторів, що включає їх промивання, сушіння, подрібнення з відмиванням та сушінням продукту подрібнення. Для утилізації компонентів батарей використовують різні хімічні реагенти, гідрометалургійну переробку.Зо 120236) with recovery of the active mass of iron-nickel 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 Мо2345449 МПК НО1ТМ 10/54, який дозволяє отримувати 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 spent alkaline accumulators of lamellar construction according to the patent of the Russian Federation Mo2345449 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 за патентними, науково-технічними та іншими видами джерел інформації, які містять відомості про аналоги заявленого технічного рішення корисної моделі, дозволив встановити, що заявник не виявив аналог, який характеризувався би ознаками, ідентичним істотним ознакам технічного рішення.The analysis of the level of technology carried out by the applicant, which includes a search for patent, scientific and technical and other types of information sources that contain information about analogues of the claimed technical solution of the utility model, made it possible to establish that the applicant did not find an analogue that would be characterized by features identical to the essential features technical solution.

Визначення із переліку виявлених аналогів, як найбільш близького до істотних 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 from the list of identified analogues as the closest to the essential features of the useful model made it possible to identify a set of essential features of the useful model and to outline a set of significant, in relation to the predicted result, corresponding distinctive features in the declared solution, which were found in the formula of the useful model.

В основу корисної моделі поставлена задача розробки ресурсозберігаючого і екологічно безпечного способу переробки відпрацьованих свинцево-кадмієвих гальванічних елементів (СКЕ) і акумуляторів, що дозволяє повернути компоненти СКЕ в сферу виробництва з урахуванням їх екологічних стандартів, поліпшити екологію довкілля.The basis of the useful model is the task of developing a resource-saving and environmentally safe method of processing spent lead-cadmium galvanic cells (SEC) and batteries, which allows to return the components of SCE to the sphere of production, taking into account their environmental standards, to improve the ecology of the environment.

Поставлена задача вирішується тим, що у способі переробки відпрацьованих свинцево- кадмієвих гальванічних елементів, який включає попереднє подрібнення відпрацьованих гальванічних елементів з виокремленням металовмісної маси від пластикових елементів, згідно з корисною моделлю, металовмісна маса розчиняється у сірчаній кислоті з отриманням розчину сульфатів кадмію та свинцю, останній у вигляді осаду піддається обробці розчином карбонату кальцію з осадженням свинцю у вигляді його карбонату, який висушується та прожарюється з 60 утворенням оксиду свинцю, з якого воднем відновлюються вільний свинець, у свою чергу утворений після сульфування фільтрат - сульфат кадмію - суміщають з гідроксидом натрію з осадженням унаслідок хімічної реакції гідроксиду кадмію, який піддається термічній обробці з отриманням оксиду кадмію, з якого із залученням водню відновлюється вільний кадмій.The problem is solved by the fact that in the method of processing spent lead-cadmium galvanic cells, which includes preliminary grinding of spent galvanic cells with the separation of metal-containing mass from plastic elements, according to a useful model, the metal-containing mass is dissolved in sulfuric acid to obtain a solution of cadmium and lead sulfates, the latter in the form of a precipitate is treated with a solution of calcium carbonate with precipitation of lead in the form of its carbonate, which is dried and calcined with the formation of lead oxide 60, from which free lead is recovered with hydrogen, in turn, the filtrate formed after sulfation - cadmium sulfate - is combined with sodium hydroxide from precipitation as a result of the chemical reaction of cadmium hydroxide, which undergoes heat treatment to obtain cadmium oxide, from which free cadmium is recovered with the involvement of hydrogen.

В основу корисної моделі закладений реагентний спосіб переробки відпрацьованих СКЕ, який заснований на різній здатності кадмію, свинцю і їх сполук до комплексоутворення, відношення до кислот, лугів і розчинності у різних середовищах.The basis of the useful model is the reagent method of processing spent SKE, which is based on the different ability of cadmium, lead and their compounds to complex formation, relation to acids, alkalis and solubility in different environments.

Розроблений спосіб здійснюється у дві стадії. На першій стадії здійснюється подрібнення відпрацьованих СКЕ з наступним відокремленням повітряною сепарацією пластмаси від активної маси, а на другій - здійснюють відновлення вільного свинцю та кадмію.The developed method is carried out in two stages. At the first stage, spent SKE is crushed with subsequent separation of plastic from the active mass by air separation, and at the second stage, free lead and cadmium are recovered.

Реалізація стадії запропонованого способу пояснюється на кресленні, де показана відповідна блок-схема, на якій позначені наступні процеси: 1 - подрібнення; 2 - фільтрування;The implementation of the stage of the proposed method is explained in the drawing, which shows the corresponding block diagram, on which the following processes are marked: 1 - grinding; 2 - filtering;

З - випаровування; 4 - сушіння; 5 - прожарювання; 6 - відновлення.C - evaporation; 4 - drying; 5 - roasting; 6 - recovery.

Запропонований спосіб реагентної утилізації відходів гальванічного виробництва в умовах двостадійного підходу до своєї реалізації може бути представлений таким чином.The proposed method of reagent disposal of galvanic production waste in the conditions of a two-stage approach to its implementation can be presented as follows.

Відпрацьовані СКЕ подрібнюють 1 і повітряною сепарацією відокремлюють подрібнену пластмасу від активної маси. Після цього суміш кадмію, оксиду свинцю (ІМ) і сульфатів кадмію і свинцю розчиняють в 60 95-ній сульфатній кислоті. При цьому відбувалися реакції: ба-нозоОо-базозанНат,Spent SKE is crushed 1 and the crushed plastic is separated from the active mass by air separation. After that, the mixture of cadmium, lead oxide (IM) and cadmium and lead sulfates is dissolved in 60-95% sulfuric acid. At the same time, the following reactions took place: ba-nozoOo-bazozanNat,

РБО»2--Нг50:-РЬБЗО» |. я НгО--0,5021.RBO»2--Нг50:-РББЗО» |. i NgO--0.5021.

Використання сульфатної кислоти з концентрацією більше 6095 недоцільно, оскільки знижується розчинність сульфату кадмію.The use of sulfuric acid with a concentration of more than 6095 is impractical, since the solubility of cadmium sulfate decreases.

В результаті цих процесів утворюється змішаний розчин сульфатів кадмію і свинцю і газоподібна суміш водню і кисню, останні надалі можна використовувати для різних технічних цілей. Для розділення кадмію і свинцю розчин сульфатів цих металів фільтрують 2 і отримуютьAs a result of these processes, a mixed solution of cadmium and lead sulfates and a gaseous mixture of hydrogen and oxygen are formed, the latter can be used for various technical purposes in the future. To separate cadmium and lead, a solution of sulfates of these metals is filtered 2 and obtained

Зо осад сульфату свинцю, в розчині залишається сульфат кадмію, який після стехіометричної обробки розчином гідроксиду натрію осідає у вигляді гідроксиду кадмію: бабзоз-2гМмаон-са(оОнН)»), ж Ма?50.From the precipitate of lead sulfate, cadmium sulfate remains in the solution, which after stoichiometric treatment with a solution of sodium hydroxide precipitates in the form of cadmium hydroxide: babzoz-2gMmaon-sa(оOnН)"), also Ma?50.

Осад фільтрують 2 і отримують розчин сульфату натрію, який упарюють 3, кристалізують і сушать 4.The precipitate is filtered 2 and a solution of sodium sulfate is obtained, which is evaporated 3, crystallized and dried 4.

У свою чергу, осад у вигляді гідроксиду кадмію просушують 4 та прожарюють 5 з утворенням оксиду кадмію, який потім відновлюють 6 в реакції з воднем: сСсабіно-Сазнгот.In turn, the precipitate in the form of cadmium hydroxide is dried 4 and calcined 5 with the formation of cadmium oxide, which is then reduced 6 in a reaction with hydrogen: cSsabino-Sazngot.

Отриманий осад сульфату свинцю розчиняють у концентрованому розчині карбонату натрію. Після протікання хімічної реакції утворюється суміш, яка фільтрується 2 з виділенням осаду у вигляді карбонату свинцю РОСО:з та фільтрату - розчину Маг250.The resulting precipitate of lead sulfate is dissolved in a concentrated solution of sodium carbonate. After the chemical reaction, a mixture is formed, which is filtered 2 with the release of a precipitate in the form of lead carbonate РОСО:з and the filtrate - Mag250 solution.

Карбонат свинцю РЮОСОз, що випав у осад, висушують 4 та прожарюють 5 з утворенням оксиду свинцю та двоокису вуглецю:Precipitated lead carbonate РЮОСО3 is dried 4 and calcined 5 with the formation of lead oxide and carbon dioxide:

РОСОз-РрО--СО»Т.ROSOz-PrO--SO»T.

Для відновлення 6 свинцю з його окису застосовують водень:To recover 6 lead from its oxide, hydrogen is used:

РБО--Н2-РБ-А-НгОГ.RBO--H2-RB-A-NgOH.

Розроблений спосіб пройшов лабораторні випробування, в рамках яких на кожному етапі досліджень проводили аналіз на вміст кадмію, свинцю і їх сполук фізико-хімічними методами.The developed method passed laboratory tests, in the framework of which, at each stage of research, an analysis of the content of cadmium, lead and their compounds was carried out by physicochemical methods.

Аналізи свідчать, що залишковий вміст свинцю і кадмію за показниками безпеки відповідають екологічним стандартам України і рекомендаціям Всесвітньої організації здоров'я іAnalyzes show that the residual content of lead and cadmium in terms of safety indicators meet the ecological standards of Ukraine and the recommendations of the World Health Organization and

Європейського Союзу.of the European Union.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб переробки відпрацьованих свинцево-кадмієвих гальванічних елементів, який включає попереднє подрібнення відпрацьованих гальванічних елементів з виокремленням металовмісної маси від пластикових елементів, який відрізняється тим, що металовмісну масу розчиняють у сірчаній кислоті з отриманням розчину сульфатів кадмію та свинцю, останній у вигляді осаду піддають обробці розчином карбонату кальцію з осадженням свинцю у вигляді його карбонату, який висушують та прожарюють з утворенням оксиду свинцю, з якого воднем бо відновлюють вільний свинець, у свою чергу утворений після сульфування фільтрат - сульфат кадмію - суміщають з гідроксидом натрію з осадженням унаслідок хімічної реакції гідроксиду кадмію, який піддають термічній обробці з отриманням оксиду кадмію, з якого із залученням водню відновлюється вільний кадмій. 1 Відпрацьовані СКЕ НІБОЯ (конц. гахозбірник РЬшон сабо НІо ї Ті -абоя Ман (СФОНЮ 2 (сфону ЗУ РЬБОЯ савод ас -«КкОони ско» осад фільтрат) іконці |(Маз504 осад МазСочнає) 2 ніг РОЗ 2 маз8оя Ма25О4 Мазі фільтрат фільтрат са 7 з4 на склад РЬСОЗ шо огад конденсат 4 пра Маз8О4 паї на гЕлад ніг шо конденгят РЬ на складUSEFUL MODEL FORMULA The method of processing spent lead-cadmium galvanic cells, which includes preliminary grinding of spent galvanic cells with the separation of metal-containing mass from plastic elements, which is distinguished by the fact that the metal-containing mass is dissolved in sulfuric acid to obtain a solution of cadmium and lead sulfates, the latter in the form of a precipitate treated with a solution of calcium carbonate with precipitation of lead in the form of its carbonate, which is dried and calcined to form lead oxide, from which free lead is regenerated with hydrogen, in turn, the filtrate formed after sulfation - cadmium sulfate - is combined with sodium hydroxide with precipitation as a result of a chemical reaction cadmium hydroxide, which is subjected to heat treatment to obtain cadmium oxide, from which free cadmium is recovered with the involvement of hydrogen. 1 Used SKE NIBOYA (concentration collector RШon sabo НЙo и Ti-aboya Man (SFONYU 2 (sfonu ZU RBOYA savod as -"KkOony sko" sediment filtrate) icons |(Maz504 sediment MazSochnaye) 2 legs ROZ 2 maz8oya Ma25O4 Mazi filtrate filtrate sa 7 of 4 for the warehouse of PSOZ, which is a condensate, 4 parts of Maz8O4, on the ground of legs, and the condensate of РЬ for the warehouse
UAU202102391U 2021-05-06 2021-05-06 METHOD OF PROCESSING WASTE LEAD-CADMIUM GALVANIC ELEMENTS UA149046U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU202102391U UA149046U (en) 2021-05-06 2021-05-06 METHOD OF PROCESSING WASTE LEAD-CADMIUM GALVANIC ELEMENTS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU202102391U UA149046U (en) 2021-05-06 2021-05-06 METHOD OF PROCESSING WASTE LEAD-CADMIUM GALVANIC ELEMENTS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA149046U true UA149046U (en) 2021-10-13

Family

ID=78078978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU202102391U UA149046U (en) 2021-05-06 2021-05-06 METHOD OF PROCESSING WASTE LEAD-CADMIUM GALVANIC ELEMENTS

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA149046U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11508999B2 (en) Lithium-ion batteries recycling process
Fröhlich et al. The BATENUS process for recycling mixed battery waste
Shin et al. Development of a metal recovery process from Li-ion battery wastes
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
CN101838736B (en) Wet separation method for valuable metals in purified liquid cobalt slags of wet zinc smelting system
CA3122118A1 (en) Battery recycling process
JP6125458B2 (en) Resource recovery method and separation / recovery equipment from waste dry batteries
JP6070898B2 (en) Method and facility for recovering valuable components from waste dry batteries
WO2017145099A1 (en) Process for recovery of pure cobalt oxide from spent lithium ion batteries with high manganese content
CA2915371A1 (en) Method for recycling valuable metals from spent batteries
PL176546B1 (en) Method of recovering raw materials from collected pre-sorted used material, in particular that from used electrochemical battery cells and accumulators
UA149046U (en) METHOD OF PROCESSING WASTE LEAD-CADMIUM GALVANIC ELEMENTS
CN115161483A (en) Method for fully recycling waste lithium ion batteries and realizing metal separation
CN107794371A (en) It is a kind of to utilize discarded nickel, copper tailings recovery nickel, the process of copper
UA142021U (en) METHOD OF PROCESSING WASTE IRON-NICKEL BATTERIES
UA149047U (en) TECHNOLOGY OF PROCESSING OF WASTE LEAD-CADMIUM GALVANIC ELEMENTS
UA151412U (en) Method of utilization of waste lead-tin batteries
UA135123U (en) METHOD OF PROCESSING WASTE ALKALINE BATTERIES
UA146396U (en) METHOD OF COMPREHENSIVE PROCESSING OF BATTERY SCRAP
Al-Mahbub et al. Metal recovery from waste dry cell batteries
Mihailova Hydrometallurgical treatment of spent alkaline and zinc-carbon batteries
UA155217U (en) CHEMICAL-MECHANICAL METHOD OF PROCESSING DEGRADED CHEMICAL ENERGY SOURCES
Al Mahbub et al. Resource recovery from spent zinc carbon dry cell using hydrometallurgical technique
CN101660042A (en) Leaching agent suitable for wet method leaching copper and application thereof
Chen et al. 12 Recycling Batteries