Способ утилизации свинца
Владельцы патента RU 2353685:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет (RU)
Изобретение относится к способу утилизации свинца. Способ утилизации свинца из отработанных аккумуляторов включает размещение неразрушенных свинцовых пластин с активной массой отработанных аккумуляторов в электролите. Затем проводят одновременное растворение неразрушенных свинцовых пластин с активной массой в электролите и электрохимическое выделение свинца. При этом выделение свинца ведут при плотности тока 5-15 мА/см2. В качестве электролита используют малеиновую кислоту. Техническим результатом является практически полная утилизация свинца из отработанных свинцовых аккумуляторов. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к способам утилизации свинца из свинецсодержащих отходов.
Изобретение может быть использовано как один из способов получения свинца для производства аккумуляторов в качестве футеровочного и электродного материала в химической промышленности и т.д.
Известен способ переработки пришедших в негодность свинцовых пластин, включающий переплавку металлической фракции и отливку анодов для последующего рафинирования, обработку сульфатно-оксидной фракции и шлама смесью карбоната и гидросульфита аммония с выделением свинца в виде карбоната, который затем выщелачивают отработанной кремнефтористоводородной кислотой (после электролиза) [Cole E.R., Lee A.Y., Paulsen D.L. // J. Metals - 1985 - №2 - p.79-83].
Недостатком указанного способа является трудоемкость процесса.
Наиболее близким способом того же назначения по совокупности признаков является способ утилизации свинца из отработанных аккумуляторов, который включает размещение неразрушенных свинцовых пластин с активной массой в электролите и электрохимическое выделение свинца при плотности тока 10-20 мА/см2 [Пат. 2245393, Россия, МКИ С25С 1/18. Способ переработки отработанных свинцовых аккумуляторов].
Недостатком указанного способа являются сравнительно высокие затраты на электролит.
Задача заявляемого изобретения - переработка вторичного свинцового сырья и охрана окружающей среды.
Технический результат - экологическая чистота процесса и экономичность вследствие использования более дешевого электролита.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что данный способ включает одновременное растворение неразрушенных свинцовых пластин с активной массой в электролите и электрохимическое выделение свинца, при этом плотность тока составляет 5-15 мА/см2, а в качестве электролита используют малеиновую кислоту.
В электролизер заливают раствор малеиновой кислоты и в него опускают неразрушенные свинцовые пластины с активной массой для ее отделения. Закрепляют катод из чистого свинца, а в качестве анодов используют свинцовые пластины отработанного аккумулятора. Далее проводится электролитическое выделение свинца при одновременном растворении в нем отработанных свинцовых пластин. Плотность катодного тока составляет 5-15 мА/см2. Схема проведения процесса приведена на чертеже.
Проведение электролиза по предлагаемому способу позволяет перерабатывать пришедшие в негодность свинцовые аккумуляторы для получения чистого свинца.
В таблице показана зависимость выхода по току от плотности тока.
| Таблица Зависимость выхода по току свинца от плотности тока |
|
| i, мА/см2 | ВТ, % |
| 5 | 98,9 |
| 10 | 98,2 |
| 15 | 96,8 |
| 20 | 76,4 |
| 30 | 43,1 |
При низких плотностях тока идет процесс восстановления ионов свинца:
Pb2++2e→Pb°
При проведении электролиза при плотности тока 5-15 мА/см2 выход по току свинца превышает 90%. При плотности тока больше 15 мА/см2 выходы по току свинца снижаются. Увеличение плотности тока приводит к параллельному протеканию реакции восстановления свинца и выделения водорода, а при плотности тока более 30 мА/см2 идет только реакция выделения водорода:
2Н2O+2е→2OH-+Н2↑
При плотности тока меньше 5 мА/см2 производительность процесса низкая.
Электролиз проводили в электролизере объемом 1 л. В качестве анода использовали решетки отработанного аккумулятора, в качестве катода пластинку из чистого свинца. В состав электролита входят малеиновая кислота, ионы свинца.
Пример 1. В стеклянную емкость на 1 л заливают электролит, содержащий 100 г/л малеиновой кислоты, затем туда помещают неразрушенные свинцовые пластины с активной массой на сутки. Катод - пластина из чистого свинца. Анод - не разрушенные свинцовые пластины с активной массой. Плотность тока 5 мА/см2. Полученный осадок имеет рыхлую губчатую структуру. Выход по току 98,9%.
Пример 2. Электролиз проводится по примеру 1 при плотности тока 10 мА/см2. Выход по току 98,2%.
Пример 3. Электролиз проводится по примеру 1 при плотности тока 15 мА/см2. Выход по току 96,8%.
Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ:
1. Снижение затрат на приготовление электролита.
2. Практически полная утилизация свинца из отработанных свинцовых аккумуляторов.
Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.
Способ утилизации свинца из отработанных аккумуляторов, включающий размещение неразрушенных свинцовых пластин с активной массой отработанных аккумуляторов в электролите, дальнейшее одновременное растворение неразрушенных свинцовых пластин с активной массой в электролите и электрохимическое выделение свинца при плотности тока 5-15 мА/см2, отличающийся тем, что в качестве электролита используют малеиновую кислоту.
