1 Напряжение, 2 зарядная емкость, 3 ток заряда

Рис. 8. Зарядные кривые герметизированной свинцово-кислотной

аккумуляторной батареи напряжением 6,5 В

Хранение. Герметизированные свинцово-кислотные батареи необходимо хранить в заряженном состоянии, т. к. в разряженных батареях быстрее происходит процесс сульфатации пластин, которая снижает их емкость. Каждые шесть месяцев ГАБ необходимо подзаряжать. Для этого применяют цикл основного заряда, цель которого не допустить падения напряжения на батарее менее 2,10 В на элемент. В течении цикла заряда следует выдерживать рекомендуемые временные интервалы, необходимые для остывания батареи.

Для предотвращения пассивации электродов наиболее целесообразно хранить герметизированные АБ при постоянном подзаряде малыми нормированными токами (0,0050,01)С.

Факторами, ограничивающими срок службы герметизированных АБ, являются: потеря воды электролитом, коррозия положительных токоотводов при повышенном зарядном напряжении, повышенная температура электролита при эксплуатации.

Срок службы герметизированных свинцовых аккумуляторов составляет 300500 циклов.

Конструкция. Усовершенствование конструкции при создании необслуживаемых аккумуляторных батарей заключается в том, что для увеличения запаса электролита без изменения высоты батареи, один из аккумуляторных электродов помещают в сепаратор-конверт, который изготовлен из микропористого полиэтиленового материала с низким электросопротивлением. В этом случае замыкание электродов различной полярности, при отсутствии сбоев в работе сборочного оборудования, практически исключено. Поэтому опорные призмы становятся ненужными, и блок электродов можно установить прямо на дно ячейки моноблока (рис. 9). В результате та часть электролита, которая раньше находилась в шламовом пространстве между призмами и не принимала участия в работе аккумулятора, теперь находится над электродами и пополняет его запас, расходуемый при эксплуатации батареи.

Рис. 9. Пример конструкции безуходного свинцово-кислотного аккумулятора

Диагностика. Путем измерения напряжения разомкнутой цепи можно примерно оценить степень разряда батареи. Например, напряжение 2,11 В на элементе при комнатной температуре свидетельствует о степени ее заряда не менее чем на 50%. Если НРЦ превышает этот порог, то батарея находится в хорошем состоянии, и для ее ввода в эксплуатацию необходим всего лишь один цикл заряда. При падении напряжения разомкнутой цепи до 2,10 В, для восстановления емкости потребуется провести несколько циклов заряд-разряд. Измеряя НРЦ, следует учитывать температуру хранения батареи, т. к. при более низких температурах напряжение незначительно возрастает, при более высоких  наоборот, снижается.

Условное обозначение стартерных и некоторых герметизированных свинцовых аккумуляторных батарей приведено в Приложении (с. 222).

Комплексная переработка отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов

Вторичные сырьевые ресурсы играют все возрастающую роль в производстве цветных металлов, что в полной мере относится и к свинцу. В мировой практике все большее значение приобретает использование вторичного свинца, получаемого от переработки аккумуляторного лома, кабельных оболочек, рольного свинца и других видов свинецсодержащих отходов. Этому способствуют ограниченность сырьевых ресурсов свинца, ухудшение их качества, а также возрастающие требования по охране окружающей среды.

В сложившихся условиях единственно правильным выходом из существующего положения является создание региональных систем сбора аккумуляторного лома и его комплексная переработка с получением товарного свинца и его сплавов.

Из мировой практики [1] известны следующие методы переработки аккумуляторного лома: металлургические; химические; электрохимические.

Металлургические методы включают переработку лома в шахтных печах совместно с первичным сырьем или отдельно, в короткобарабанных вращающихся печах и электротермических печах.

К химическим методам относится восстановление свинцовых соединений с помощью процессов контактного вытеснения более электроотрицательными металлами. Электрохимические методы включают элетролиз, как водных растворов, так и расплавов.

Основными требованиями к переработке свинецсодержащего сырья являются:

• максимально возможное использование всех компонентов исходного сырья;

• минимальные потери металла;

• минимальный расход энергоресурсов;

• минимальное образование отходов производства;

• утилизация неперерабатываемой части отходов;

• исключение загрязнения окружающей среды вредными выбросами.

Существуют различные подходы к выбору технологической схемы переработки, а именно: восстановительная плавка неразделанного лома или плавка с предварительной разделкой на отдельные составляющие (металлическая часть, оксидно-сульфатная фракция, пластмасса, эбонит и сепараторы).

Переработка аккумуляторного лома с предварительной его разделкой имеет ряд преимуществ: органические соединения (корпуса, крышки, сепараторы) выводятся из процесса до стадии металлургического передела. Из них могут быть извлечены полезные компоненты, например полипропилен. Металлургическая переработка предварительно разделанного сырья идет с меньшим выделением газа и пыли, с получением примерно половины свинца в виде сплава с сурьмой.

Наиболее распространенная технологическая схема переработки аккумуляторного лома приведена на рис. 10.

Схема предусматривает, прежде всего, централизованный слив электролита и его последующую регенерацию, что исключает попадание серной кислоты в почвы и водоемы. Нейтрализация собранного электролита экономически нецелесообразна. Поэтому разработана технология его очистки, т. е. фильтрация от шлама и последующая электрохимическая очистка от органических и металлических примесей. Очищенный электролит представляет собой товарную продукцию.

Аккумуляторные батареи (АБ) после слива электролита поступают на ручную или механизированную разделку. Механизированная разделка заключается в дроблении аккумуляторов в молотковых дробилках и последующем гидросепарировании, при котором лом разделяется на металлическую часть, шлам, пластмассу и сепараторы.

Рис. 10. Технологическая схема комплексной переработки лома аккумуляторных батарей

Металлическая часть лома подвергается низкотемпературной переплавке с получением свинцово-сурьмянистых сплавов СсуА, Ус. Плавка производится в электрокотлах при температуре 450 500°С, что не требует особых мер экологической защиты.

Шлам, представляющий собой оксидно-сульфатную фракцию, подвергается высокотемпературному восстановлению в металлургических установках. Наиболее пригодны для этих целей электротермические установки, имеющие ряд преимуществ перед другими печами. В электротермических установках предусмотрена трехступенчатая очистка отходящих газов от пыли. Пыль по замкнутому циклу возвращается в печь. Извлечение свинца из шлама составляет примерно 98%.

Получаемый черновой свинец далее подвергается рафинированию до марок С1 и С0. Одной из основных проблем при металлургической переработке оксидно-сульфатной фракции аккумуляторного лома является утилизация серы, входящей в состав сульфатов свинца. Фирмой «Engitec» (Италия) предложен способ предварительной десульфатации оксидно-сульфатной фракции с помощью кальцинированной или каустической соды. Десульфатация осуществляется по реакциям:

2NaOH + PbSO₄ = Na₂SO₄ + PbO·H₂O; (16)

Na₂CO₃ + PbSO₄ = PbCO₃ + Na₂SO₄. (17)

Паста, представляющая собой оксиды или карбонаты свинца, после обезвоживания на фильтр-прессе, подвергается высокотемпературному восстановлению.

Раствор сульфата натрия направляется в испарительно-кристаллизационную установку, в которой поток насыщенного кристаллами рассола экстрагируется и центрифугируется. Маточный раствор возвращается в процесс, а кристаллы Na₂SO₄ высушиваются и реализуются в качестве товарной продукции.

Пластмасса после отмывки и сушки подвергается дроблению, после чего может быть использована как товарный продукт. Сепараторы подлежат захоронению. Эбонит может быть использован в термических печах в качестве дополнительного топлива и восстановителя.

В ряде случаев появляется необходимость в рафинировании до мягкого свинца свинцово-сурьмянистых сплавов, получаемых выплавкой металлической части аккумуляторного лома.

Комплексная переработка аккумуляторного лома организована в России, например, на Северо-Западном свинцовом заводе (г. Гатчина, Ленинградская обл.).

Данная проблема актуальна и для Республики Беларусь.