Утилизация сливаемого электролита. Нейтрализация электролита.

Справочная информация > Свинцовые аккумуляторы, свинцовые аккумуляторные батареи >

Утилизация сливаемого электролита Нейтрализация электролита

Практически все предприятия в развитых странах перерабатывают аккумуляторы, заполненные электролитом. Это диктуется жестким экологическим законодательством. Создание промышленных технологий и оборудования по утилизации электролита, сливаемого из старых аккумуляторов, имеет важное значение как с экологической, так и с экономической точек зрения. Отсутствие таких технологий приводит к неорганизованному сливу электролита в водоемы, грунтовые почвы, канализацию, что наносит существенный вред окружающей среде.

Существуют два принципиальных пути утилизации сернокислотного электролита: нейтрализация с последующим сбросом в стоки и регенерация с получением серной кислоты, как товарного продукта. Технологическая схема утилизации сернокислотного электролита представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 Технологическая схема утилизации сернокислотного электролита

Нейтрализация сернокислотного электролита основана на реакциях взаимодействия H₂S0₃ с нейтрализующими агентами. В качестве последних наибольшее применение нашли кальцинированная сода Na₂C0₃, каустичеcкая сода NaOH, известь СаСО_з, гидроксид кальция Са(ОН)₂. Реакции с участием указанных реагентов протекают следующим образом:

H₂S0₄ + H₂S0 = Na₂S0₃ + C02 + H₂0, (5.9)

H₂S0₄ + 2NaOH = Na₂S0₄ + 2Н₂0, (5.10)

H₂S0₄ + CaC0₃ = CaS0₄ + С0₂ + H₂0, (5.11)

H₂S0₄ + Ca(OH)₂ = CaS0₄ + 2H₂0, (5.12)

Примечание: гидроксид кальция может быть использован из отходов ацетиленового производства.

В результате реакций (5.9—5.10) образуется растворимый сульфат натрия, а реакций (5.11—5.12)- нерастворимый сульфат кальция (гипс).

При разработке технологии нейтрализации H2S04 с помощью кальцинированной соды важно знать величину растворимости Na₂C0₃ в воде в зависимости от температуры. Соответствующие данные приведены в таблице 5.8

 Таблица 5.8

Как видно из приведенных данных, максимальная растворимость кальцинированной соды имеет место при 40°С. Дальнейшее повышение температуры приводит к некоторому снижению этой величины.

Приведем пример расчета количества кальцинированной соды на нейтрализацию H₂S0₄. Примем объем сливаемого электролита, равный 100л плотностью 1,200г/см3, приведенной к 30°С. В одном литре электролита плотностью 1,200г/ содержится 346г моногидрида серной кислоты, следовательно, в 100л — 34,6кг H₂S0₄. Согласно реакции (5.9) на нейтрализацию 1г-моля H₂S0₄ расходуется 1,081г-моля Na₂C0₃. Следовательно, для нейтрализации 34,6 кг H₂S0₄ потребуется 38,2кг кальцинированной соды.

Таким же образом может быть рассчитан расход каустической соды и извести. Согласно реакциям (5.10 и 5.11) на нейтрализацию г-моля H₂S0₄ расходуется 0,408 и 1,222г-моля NaOH и СаС0₃ соответственно.

Как видно, наименьший расход на нейтрализацию серной кислоты обеспечивает использование каустической соды. Однако для практического выбора нейтрализующего агента необходимо учитывать его доступность и стоимость.

Согласно приведенной на рисунке 5.1 схеме слив электролита из аккумуляторов осуществляется в приемные емкости, объем которых зависит от количества перерабатываемых аккумуляторов. Приемные емкости могут быть выполнены из любого кислотостойкого пластика (винипласта, стеклопластика и др.) или футерованы рольным свинцом. После заполнения приемной емкости электролит с помощью насоса перекачивается в емкость для отстоя (осветления). Отстой электролита производится с целью осаждения частиц шлама, состоящего в основном из диоксида свинца, то есть частиц положительной активной массы аккумуляторов. Отстой ориентировочно продолжается в течение суток.

В зависимости от объема нейтрализуемого электролита и организации производства могут быть использованы попеременно наполняемые две или три приемные емкости, в которых может осуществляться также и его отстой. При приготовлении раствора реагента в емкость первоначально заливается вода, а затем небольшими порциями вводится расчетное количество нейтрализующего агента. Раствор агента вводится при периодическом перемешивании деревянной или пластиковой мешалкой.

Процесс нейтрализации контролируется с помощью универсальной индикаторной бумаги по величине водородного показателя.

Сливную емкость (отстойник) и нейтрализатор по мере накопления шламов очищают от осадков. Осадки направляются на металлургическую переработку. Следует учесть, что процесс нейтрализации сернокислотного раствора происходит с большим выделением тепла. Поэтому выбор объема нейтрализующего раствора должен осуществляться с учетом его разогрева. Нейтрализованный электролит направляется в стоки.

Содержание компонентов в нейтрализованном растворе не должно превышать следующих показателей: соединения свинца — 0,1мг/л; взвешенные частицы — до 50мг/л. РН раствора должен быть равным 6, 5÷8, 0.

Для перекачки сернокислотного электролита из одной емкости в другую могут использоваться центробежные насосы серии «КМХ», производимые АО «НИИ ТЭМ» (г. Чайковский Пермской обл.). Насосы пригодны для перекачки серной кислоты любой концентрации при температурах от 1 до 70°С.

Основные технические характеристики насосов приведены в таблице 5.9.

Таблица 5.9