Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Поведение сурьмы при переработке активных масс лома свинцовых аккумуляторов Калько, Оксана Александровна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Калько, Оксана Александровна. Поведение сурьмы при переработке активных масс лома свинцовых аккумуляторов : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.16.03 / Санкт-Петербургский гос. технич. ун-т.- Санкт-Петербург, 1996.- 17 с.: ил. РГБ ОД, 9 96-4/1149-4

Введение к работе

Актуальность темы. Свинец относится к числу важнейших в техническом отношении металлов. В сложившейся структуре потребления свинца расход его на производство свинцовых аккумуляторов превышает 60% и имеет тенденцию к росту. Ограниченность сырьевых запасов свинца, рост числа транспортных средств и экологические проблемы определяют обязательную переработку аккумуляторного лома. До настоящего времени около 80% вторичного свинца в мировой металлургической практике выплавляют в шахтных печах. При переработке неразделенного аккумуляторного лома пироме-таллургическими методами возникают трудности экологического характера. Необходимы разработки новых процессов не только безотходных или малоотходных, но и содержащих в своей основе минимальную экологическую опасность. Для легкоплавкого и токсичного свинца наиболее перспективны низкотемпературные процессы (600-700 С) выплавки в сочетании с минимальным числом гидрометаллургических операций, а также электрохимические технологии с применением водных или расплавленных электролитов. Основные операции одной из возможных технологических схем переработки лома свинцовых аккумуляторов сводятся к разделению металлической (Pb-Sb сплав), сульфатно-оксидной и органической фракций, десульфатации сульфатно-оксидной фракции, восстановлению продуктов десульфатации при низких температурах (до 700 С), очистке свинца от сурьмы с применением низкоплавких ионных расплавов. Помимо основного металла свинцово-кислотные батареи всегда содержат сурьму, которая вводится в сплав решеток для улучшения механических и литейных свойств свинца. Вследствие протекания кор-розионно-электрохимических процессов с участием сурьмы, она попадает во все основные части аккумулятора. К концу срока службы батареи активные массы пластин помимо свинца и его оксидных и сульфатных соединений могут содержать до 0.5-1.3 масс.% сурьмы. Изучение поведения сурьмы на различных стадиях переработки сульфатно-оксидной фракции аккумуляторного лома позволит получать чистые свинецсодержащие продукты и избежать потерь такого дорогостоящего элемента, как сурьма.

Цель работы состояла в изучении поведения сурьмы на различных стадиях переработки сульфатно-оксидной фракции лома свинцовых аккумуляторов и в установлении оптимальных условий низкотемпературного (до 700С) восстановления окисленного свинцового сырья твердым углеродом.

Основные задачи: - выбор методов количественного определения содержания сурьмы в различных свинецсодержащих материалах;

изучение распределения сурьмы между твердой и жидкой фазами при де-сульфатации активных масс отработанных свинцовых аккумуляторов растворами гидроксида и карбоната натрия;

определение температур начала восстановления оксидов свинца (II) и (IV) твердым углеродом и подбор условий протекания этих процессов с наибольшей степенью превращения оксидов в металл;

изучение поведения сурьмы при восстановлении десульфатированных активных масс углеродистыми восстановителями;

оценка возможности очистки свинца от сурьмы при анодной поляризации в расплавленном гидроксиде натрия.

Методы исследования. В работе использовали различные химические и физико-химические методы контроля за составом растворов и твердых фаз, а также метод термогравиметрического анализа..

Научная новизна. Впервые выполнены исследования по изучению поведения сурьмы при переработке сульфатно-оксидной фракции лома свинцовых аккумуляторов и определены основные параметры процесса восстановления десульфатированных активных масс углеродом в твердых фазах.

Установлено, что при использовании карбоната натрия при десульфата-ции активных масс лома свинцовых аккумуляторов часть сурьмы переходит в раствор. Наиболее предпочтительным десульфатирующим реагентом, по сравнению с содой, является гидроксид натрия, применение которого не ведет к потерям сурьмы с жидкой фазой.

Определены температуры начала и интенсивного протекания процессов восстановления РЬО и РЬОг углеродом в твердых фазах. Впервые показано, что добавки оксидов сурьмы (III) и (V) снижают температуру начала восстановления РЬО и влияют на характер кинетических зависимостей процесса. Восстановление окисленного свинецсодержащего сырья твердым углеродом с наибольшей полнотой протекает при ограничении доступа воздуха в зону реакции при 600-700 С за 60-100 минут.

Установлено, что большая часть сурьмы, содержащаяся в активны* массах аккумуляторного лома, восстанавливается вместе со свинцом до металла. Применение при выплавке металла расплавленного NaOH позволяет! существенно снизить содержание сурьмы в свинце.

Практическая ценность. Полученные результаты позволяют судить о рас пределении сурьмы во всех продуктах переработки сульфатно-оксидно! Фракции аккумуляторного лома, при этом появляется возможность -выводил сурьму из технологического цикла в самостоятельный полупродукт, которьп в дальнейшем может быть использован для извлечения из него металлическоі сурьмы или ее соединений. Проведенные исследования по процессам восста ношіеиия свинцовых окисленных материалов углеродом в твердых фазах мо гут быть использованы при разработке технологии получения свинца из вто ричного сырья.

Основные положения, выносимые на защиту.

  1. Аналитические методы определения сурьмы в свинецсодержащих материалах.

  2. Поведение сурьмы при десульфатации активных масс лома свинцовых аккумуляторов.

  3. Получение товарного сульфата натрия.

  4. Восстановление оксидов свинца (II) и (IV) углеродистыми материалами в твердой фазе.

  5. Восстановительная плавка активной массы после десульфатации.

  6. Удаление примеси сурьмы из свинца путем анодной поляризации в гидроксидном расплаве.

  7. Общая технологическая схема переработки активных масс лома свинцовых аккумуляторов.

Апробация работы. Материалы, составляющие основное содержание работы, докладывались на VIII Кольском семинаре по электрохимии редких металлов, Апатиты, 1995 и на Первом Украинском электрохимическом съезде, Киев, 1995.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 7 научных статьях и тезисах докладов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и основных выводов, изложена на 120 страницах текста, включая 23 таблицы, 12 рисунков и список литературы из 128 наименований.