способ утилизации свинца

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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/см ². 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.