Белоусова В.В., Деменкова Я.А., Сердюк А.И.

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

К вопросу о разработке экологически безопасной технологии переработки активной массы отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы (СКА) составляют до 75% всего вторичного свинцового сырья. На их изготовление в мире расходуется более 60% производимого свинца. Кроме того, СКА относят к классу опасных отходов, что требует особо тщательного рассмотрения вопроса их переработки.

В настоящий момент на Украине нет предприятий по переработке СКА, применяющих электрохимические методы. Это связано с отсутствием разработок в этой области. Однако, пирометаллургические методы переработки скрапа СКА не являются экологически безопасными и не могут рассматриваться в качестве перспективных при решении проблемы переработки отработанных СКА. Ужесточающиеся требования к содержанию вредных примесей толкают многие зарубежные предприятия по переработке СКА, использующие пирометаллургические методы к реорганизации процесса. Альтернативой является электрохимический метод переработки. Однако, пока только в Италии действует завод по переработке СКА, не использующий пирометаллургических переделов. Недостатком технологии является использование в процессе переработки неразделанного лома аккумуляторов.

Несмотря на то, что электрохимическая технология переработки СКА приводит к относительно небольшим выбросам вредных веществ (концентрация свинца и фторидов на границе санитарно защитной зоны предприятий не превышают предельно допустимых концентраций), из-за непрерывного контакта с технологическим оборудованием при переработке отработанных СКА угроза наступления отдаленных последствий воздействия фторидов и свинца, накапливающегося в организме рабочих сохраняется.

В Донбасской национальной академии строительства и архитектуры на протяжении нескольких лет ведутся исследования возможности разработки эффективной и экологически безопасной технологии переработки отработанных СКА электрохимическим методом.

В данной работе проанализированы факторы, влияющие на экологичность переработки, исследовано влияние различных добавок к электролиту на основе борфтористоводородной кислоты на процесс переработки свинецсодержащей массы отработанных СКА, оценено влияние параметров ведения процесса на эффективность переработки. В частности, установлено, что лимитирующим процессом при переработке является растворение активной массы аккумулятора, ввиду ее сложного состава. Установлено также, что химические процессы при электрорафинировании десульфатированной активной массы превалируют над электрохимическими. Это означает, что скорость переработки можно повысить, увеличив удельную поверхность перерабатываемого материала. Этого можно достичь электрорафинированием дробленой предварительно десульфатированной активной массы отработанного СКА в анодных корзинах.

Экспериментально было проведено сравнение скорости растворения десульфатированной активной массы в виде пластин отработанного СКА, а также измельченной массы пластин в анодной корзине. Установлено, что при использовании корзины с измельченной массой, скорость растворения на 30% выше, чем при использовании пластин. Введение в электролит добавок поверхностно-активных веществ также приводит к большей интенсификации растворения, чем при использовании пластин.

Помимо сокращения времени на переработку и связанным с этим снижением выбросов вредных веществ с поверхности электролита, очевидно еще одно преимущество применения анодных корзин по сравнению с непосредственным анодным подключением неразрушенных пластин отработанного аккумулятора, связанное с отсутствием опадения на дно ванны активной массы, утратившей связь с телом пластины.

Важным преимуществом применения анодных корзин с измельченной активной массой по сравнению с использованием пластин является отделение от скрапа фракции металлического свинца по следующим причинам:

· удаление свинца из массы скрапа СКА позволяет сократить затраты электроэнергии на его электрохимическое растворение и после отмывки вернуть в производство;

· при электрохимическом растворении сурьмянистого свинца, из которого изготовлены решетки пластин СКА, ценный продукт сурьма выпадает в виде шлама, в результате чего на катодах осаждается бессурьмянистый свинец – уже менее ценный продукт.

Таким образом, очевидно преимущество использования измельченной активной массы при электрохимической переработке отработанных СКА. Полученные данные могут быть использованы для дальнейших исследований возможности повышения экологической безопасности электрохимической технологии переработки отработанных СКА.

Список литературы

1. Исаева Н. В., Дементьев Д. О. Перспективы снижения загрязнения окружающей среды при переработке отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов. // Матеріали ІІ Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів „Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів”. – 2003. – Т.2. – с. 75-76.

2. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 184 с.

3. Якимчук Д.П., Сердюк А.И., Подмарков В.И. Воздействие концентрации соли свинца на кинетику выделения свинца в электрохимической технологии переработки утильных аккумуляторов // Вісник ДДАБА. – 2001. - № 6 (31). – С. 59-62.

4. Прикладная электрохимия/ Под ред. Томилова А.П. – М.: «Химия», 1984, 519 с.

5. Якимчук Д.П., Сердюк А.И., Червонцева Н.Н.. Влияние ПАВ на процессы электрохимического осаждения свинца // Проблемы экологии. – 1999. - № 2. – с. 36-41.