Способ переработки сульфатно-оксидной фракции аккумуляторного лома

 

Изобретение относится к металлургии, а конкретно к способу переработки сульфатно-оксидной фракции аккумуляторного лома, содержащей сульфат свинца. Способ основан на десульфатации сульфатно-оксидной фракции путем взаимодействия с водным раствором карбоната натрия при их массовом соотношении (2-4): 1, температуре реактора 23-80^oС и перемешивании образующей пульпы, проведении фильтрации пульпы с получением фильтрата и оксидно-карбонатной массы. Новизна заключается в том, что раствор карбоната натрия готовят непосредственно в реакторе путем его введения в твердом состоянии до достижения рН раствора 10,1-10,3, перемешивание пульпы проводят до конечного значения рН раствора 9,0-9,5, фильтрат после отделения оксидно-карбонатной массы возвращают на десульфатацию, дальнейшую переработку фильтрата осуществляют при достижении в нем концентрации сульфата натрия 270-320 г/л, обеспечивается снижение содержания сульфата свинца в конечном продукте - оксидно-карбонатной массе. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, а конкретно к способу переработки сульфатно-оксидной фракции аккумуляторного лома, содержащей сульфат свинца.

Известен способ переработки сульфатно-оксидной фракции аккумуляторного лома с использованием гидроксида натрия (см., например, Морачевский А.Г. "Новые направления в технологии переработки лома свинцовых аккумуляторов" (обзор). Ж. прикладной химии. 1997. Т.70. 1. С.3-15).

Однако при переработке сульфатно-оксидной фракции гидроксидом натрия в раствор переходят ионы свинца. Появление ионов свинца в растворе требует проведения дополнительных операций для их удаления из раствора, что усложняет процесс переработки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу переработки сульфатно-оксидной фракции аккумуляторного лома, содержащей сульфат свинца, является способ, описанный в статье Н. Лякова, М. Царевой, Г. Харлампиева, Г. Гирджева "Исследования десульфатизации амортизираной свинцово-аккумуляторной пасты" (см. "Годишник на висшая химикотехнологически институт". София. Кн.3. 1992-1993. Т.31. С.36-45).

Способ заключается в смешении водного раствора карбоната натрия (50-150 г/л) с сульфатно-оксидной фракцией при их массовом соотношении (2-4):1, температуре 23-80^oС, длительности процесса 1-5 ч, разделении оксидно-карбонатной массы и раствора фильтрацией, выпаривании воды из фильтрата до появления кристаллов Na₂SO₄•10H₂O, отделении кристаллов от фильтрата, разбавлении фильтрата промывной водой, возврате фильтрата на десульфатизацию и сушке сульфата натрия.

Полученный товарный продукт, содержащий 96,10÷97,25 мас. % Na₂SO₄ и 2,75÷3,90 Na₂CO₃ находит ограниченное применение из-за высокого содержания в нем PbSO₄ (около 3% по массе). Это связанно с тем, что состав сульфатно-оксидной фракции непостоянен и может изменяться от загрузки к загрузке, при этом все время необходимо корректировать количество карбоната натрия для проведения полной десульфатизации.

Предлагаемое решение направлено на решение задачи снижения содержания сульфата свинца в конечном продукте - оксидно-карбонатной массе.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе переработки сульфатно-оксидной фракции аккумуляторного лома, содержащей сульфат свинца, предусматривающем ее десульфатизацию путем взаимодействия водного раствора карбоната натрия в количестве 50-150 г/л с сульфатно-оксидной фракцией при их массовом соотношении (2-4):1, температуре реактора 23-80^oС и перемешивании образующейся пульпы, проведение фильтрации пульпы с получением фильтрата и оксидно-карбонатной массы, раствор карбоната натрия готовят непосредственно в реакторе путем его введения в твердом состоянии в воду до достижения рН раствора 10,1-10,3, перемешивание пульпы проводят до конечного значения рН раствора 9,0-9,5, фильтрат после отделения оксидно-карбонатной массы возвращают на десульфатизацию, дальнейшую переработку фильтрата осуществляют при достижении в нем концентрации сульфата натрия 270-320 г/л.

Сопоставительный анализ с известными способами переработки аккумуляторного лома показывает, что предлагаемый способ является новым.

Приготовление раствора карбоната натрия непосредственно в реакторе и контроль за количеством введенного карбоната по величине рН раствора позволяет соблюсти соответствие между количествами сульфата свинца в сульфатно-оксидной фракции и карбонатом натрия согласно химической реакции, описывающей их взаимодействие: PbSO₄+Na₂CO₃=PbCO₃+Na₂SO₄, и провести практически полную десульфатацию сульфатно-оксидной фракции. Если начальное значение рН раствора менее 10,1, то наблюдается недостаточно полная десульфатация сульфатно-оксидной фракции. При исходном значении рН раствора более 10,3 конечное значение рН становится больше 9,5, что приводит к непроизводительному расходу соды.

Пример.

Предлагаемый способ был апробирован в лабораторных условиях. Были взяты навески сульфатно-оксидной фракции по 80 г и проведена ее десульфатация при массовом соотношении 3:1 и температуре 55±5^oС. Результаты испытаний приведены в таблице.

Как показали проведенные испытания, при осуществлении предлагаемого способа значительно снижается содержание сульфата свинца в конечном продукте - оксидно-карбонатной массе (<1,9% по сравнению с 3% в прототипе).

Формула изобретения

Способ переработки сульфатно-оксидной фракции аккумуляторного лома, содержащей сульфат свинца, включающий ее десульфатацию путем взаимодействия водного раствора карбоната натрия с сульфатно-оксидной фракцией при их массовом соотношении (2-4): 1, температуре реактора 23-80^oС и перемешивании образующейся пульпы, проведение фильтрации пульпы с получением фильтрата и оксидно-карбонатной массы, отличающийся тем, что раствор карбоната натрия готовят непосредственно в реакторе путем его введения в твердом состоянии до достижения рН раствора 10,1-10,3, перемешивание пульпы проводят до конечного значения рН раствора 9,0-9,5, фильтрат после отделения оксидно-карбонатной массы возвращают на десульфатацию, дальнейшую переработку фильтрата осуществляют при достижении в нем концентрации сульфата натрия 270-320 г/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1