Утилизация отработанных аккумуляторных батарей
В нашей стране выпускаются несколько десятков видов свинцовых аккумуляторных батарей, средний срок службы большинства из них лежит в пределах от 3 до 5 лет [1]. Отработанные свинцовые автомобильные кислотные аккумуляторные батареи среди многих утилизируемых отходов занимают особое место в авторециклинге. Для этого есть серьезные основания — наличие электролита (раствора серной кислоты, II класс опасности согласно Федеральному классификационному каталогу отходов), свинца и его соединений (II класс опасности).
АКБ представляет собой сложное комбинированное устройство [1], переработка которого в исходные составляющие компоненты перспективна и дает немалые экономический и экологический эффекты. Ранее [2] был рассмотрен вопрос о нейтрализации электролита с получением осадков сульфатов кальция (натрия) и их дальнейшим применением в качестве добавок в стройматериалы. С нашей точки зрения целесообразен полный разбор отработанных аккумуляторных свинцовых батарей (ОАСБ) с извлечением и переработкой составляющих компонентов.
При использовании вторичных полимерных материалов безусловный интерес представляет переработка корпусов ОАСБ из полипропилена. Масса корпусов составляет при этом до 5% от массы аккумуляторов. Нами апробирована ранее [3] технология утилизации отработанных полипропиленовых разовых шприцев. При этом на экструдерной линии получают искусственную «хвою» для ритуальных услуг.
Известный патент [4] с проведением операции термообработки не дает возможность извлечь полимерные компоненты ОАСБ за счет их сжигания и, кроме того, при его реализации токсичные газовые выбросы поступают в атмосферу.
Аккумуляторный лом представляет собой сложное вторсырье, содержащее различные органические вещества (эбонит, полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, смолы, серу). Свинец находится в виде свинцовосурьмянистого сплава, сульфата, оксидов. Ни один из действующих методов производства свинца и переработки его вторичного сырья не обеспечивает требуемую экологическую обстановку на рабочих местах [5].
Нами предлагается принципиальная блок-схема разделки ОАСБ.
1 — транспортировка ОАСБ; 2 — разделка ОАСБ прессножницами; 3 — дробление; 4 — магнитная сепарация; 5 — «мокрое» грохочение; 6 — гидросепарация; 7 — вибрационное грохочение.
Транспортировку ОАСБ на стадию разделки целесообразнее всего производить с помощью ленточного конвейера. Транспортировка материалов с помощью ленточного конвейера может производиться под углом до 30 градусов и в горизонтальной плоскости. В большинстве случаев устройство ленточного конвейера включает в себя несколько основных узлов: прочная опорная станина, «бесконечная» кольцевая лента, движущий привод, который вращает приводной барабан, ряд опорных роликов, расположенных на равных промежутках по всей длине конвейера.
На стадии разделки ОАСБ с помощью пресс-ножниц вскрываются ОАСБ, вследствие чего корпуса из пропилена освобождаются от свинца и его соединений. В дальнейшем корпуса из полипропилена отправляются на переработку полимеров. Измельчение начинки ОАСБ производится с помощью молотковых дробилок. Измельченный материал подвергается «мокрому» грохочению с целью отделения оксидносульфатной пасты от твердых компонентов. Суспензия пасты собирается в сборники, где происходит ее обезвоживание и уплотнение. Паста, представляющая собой оксиды и карбонаты свинца, после обезвоживания на фильтр-прессе подвергается высокотемпературному восстановлению. В результате восстановительного процесса получается вторичный свинец. В случае если предварительное отделение металлических составляющих от оксидно-сульфатной фракции не производится, образуется свинцово-сурьмяный сплав.
Остальные компоненты (металлическая фракция, материал измельченных корпусов и сепараторов) из вибрационного грохота поступают в гидросепаратор, в котором происходит отделение металлических частей от полипропилена, эбонита и сепараторов. Металлы оседают на дно, а сепараторы и эбонит попадают на виброгрохот. Более подробные схемы механизированного сепарирования аккумуляторного лома и рафинирования чернового свинца приводится в работе [6].
Список литературы:
1. Бутовский М.Э., Артеменко М.И. Аккумуляторы для автомобилей: Учебное пособие для студентов//Рубцовский индустриальный институт. — Рубцовск, 2007. — 197 с.
2. М.Э. Бутовский, Фок Н.А. Нейтрализация электролита аккумуляторных батарей с применением образовавшихся шламов с изготовлением строительных материалов// Технология бетонов, № 11-12, С. 60-61.
3. Бутовский М.Э., Ильясов А.Р. Шедько Л.С. Утилизация медицинских шприцев экструзионным методом //Поликлиника, № 3,2009, С. 60.
4. Птицын А.Н. и др. Патент РФ 2164955, 2001. Способ утилизации отработанных химических источников тока.
5. Морачевский А.Г., Вайсгант З.И., Демидов А.И. Переработка вторичного свинцового сырья.-СПб.:Химия, 1993.-173 с.
6. Русин А.И, Кольцов М.А. К вопросу о комплексной переработке лома свинцовых аккумуляторов// Электрохимическая энергетика, 2002, том 2.- № 4, С. 193-195.