Переработка лома свинцовых аккумуляторов

Общие положения по переработке ломов
Переработка лома свинцовых аккумуляторов – процесс более сложный, технологически насыщенный, нежели работа с ломом черных металлов. Объясняется это тем, что изделия, подлежащие утилизации, по категориям цветного металлолома, имеют в своем составе не один вид как цветного, так и черного металла, а так же различные органические материалы (пластики, каучук, масла и т.п). Для этого необходимо специализированное оборудование и отработанная технология переработки. Примерные технологические этапы переработки лома свинцовых аккумуляторов:

Заготовка лома цветных металлов
В настоящее время внимание заготовителей ломов все более привлекает переработка лома, имеющая постоянный источник образования; стремление достичь наибольшей эффективности в придании лому товарного вида, ведут к включению в производственный процесс плавильных агрегатов. Кроме того, современной тенденцией перерабатывающих цветной металлолом предприятий является сращивание ломозаготовительного и плавильно-литейных процессов.

Лом аккумуляторов

Для получении 1 тонны свинца из природного сырья требуется примерно 1000 тонн породы, топлива, воды, воздуха и других компонентов! При этом, свинец является одним из постоянно образующихся от деятельности человека отходов. По Классу АЛ. Группа I-II ГОСТ 1639-93 "Лом и отходы цветных металлов и сплавов" данный отход классифицируется как свинец аккумуляторный. Утилизация лома аккумуляторов является процессом весьма непростым, хотя и более выгодным, нежели первичное получение материала. Сложность переработки лома свинца объясняется его химическим и структурным составом.

Химический состав вторичного свинцового сырья,% (сравнительная таблица):

Структурный состав аккумуляторного лома и содержание свинцовых соединений:

Справочная таблица засоренности лома свинца:

Этапы переработки аккумуляторного лома:

По виду используемой для плавки сплавов энергии, все плавильные печи делят на топливные и электрические (рис.1, рис. 2).

Рис. 1. Топливные плавильные печи: а — тигельная; б — отражательная; в - шахтно-ванная
Рис. 2. Электрические печи (сопротивления и индукционные): а - тигельная; б - отражательная; в - индукционная тигельная: г- индукционная канальная

Так как температура плавления свинца 327°С, а при его рафинирования температура расплава не должна превышать 600°С, свинцовые расплавы не поглощают газов и химически не активны, то для термической переработки свинцового лома подходят все типы печных агрегатов.
Выбор того или иного оборудования основывается на следующем:

• объемы переработки;
• наличие, мощности и экономичность определенных энергоносителей;
• эксплуатационные затраты;
• затраты на охрану окружающей среды;
• уровень качества выходного продукта (насыщенность технологического процесса).

Для переработки аккумуляторного лома с достаточной эффективностью можно применять отражательные печи (рис.1-б, рис. 2-б), технологический процесс в которых сводится к простому расплавлению свинцового металлолома и получению на выходе, так называемого, чернового свинца, загрязненного примесями сурьмы, олова, меди, серы, алюминия, железа, цинка и т.д. Удаление этих примесей, сведение содержания соединений к определенным нормам (рафинирование) позволяет повышать марку свинца (ГОСТ 3778-93). При использовании тигельных печей сопротивления или топливных (рис.1-а, рис. 2-а), плавка ведется в чугунных либо стальных тиглях. Преимуществом тигельных печей перед отражательными является отсутствие прямого контакта нагревательного элемента и расплава, что снижает процент потерь металла, ограничивает окисляемость металла. Свинец быстро остывает, что зачатую создает проблему с его разливкой. Тигель для разливки может доставаться из печи, либо тигельная печь может быть наклоняемой, так же может использоваться специальный насос для перекачки свинца. Так же в тигельной печи проще вести процессы рафинирования. Однако отражательная печь позволяет перерабатывать большие объемы металлолома (стандартные тигли имеют объем до 0,5 т), использовать более «грязные» лома. В отражательных печах отсутствует необходимость замены прогоревшего (разрушившегося) тигля. Печи шахтно-ванной конструкции плавильного агрегата (рис.1-в) позволяют производить термическую переработку неразделанного аккумуляторного лома, включающего и баки. Шихта шахтной плавки имеет примерно следующий состав: 60% - аккумуляторный лом в сборе, 25% - мелкое свинцовое сырье (изгарь, шлам, шлак, дроссы, пластины аккумуляторов и т.п.), 15% - флюсы и кокс. Шихта загружается слоями: мелкое сырье – нижний слой, кокс – средний слой, аккумуляторы – верхний слой. Горячее дутье подается в печи со стороны ванны на шахту. Это позволяет осуществлять просушку сырья и материалов и постепенную стабильную плавку свинца. Так же это способствует снижению содержания свинца в шлаках. Органические вещества (емкости и баки) так же сжигаются, при этом процесс горения становится автогенным, органика горит с выделением дополнительного тепла, что в свою очередь позволяет использовать меньшее количество топлива на форсунки и кокса в шихте. Расплавленный свинец из шахты переходит в ванну, где подвергается экспресс-анализу и рафинированию. Потери свинца при шахтной плавке не превышают 2%.