Список использованных источников

1. Черноусов И.Н. К вопросу о прецизионном растениеводстве// Тенденции развития агрофизики в условиях изменяющегося климата (к 80-летию Агрофизического НИИ). Материалы Международной конференции. Санкт-Петербург, 20-21 сентября 2012 г. – СПб.: Любавич, 2012. - С. 139-143.

2. Xianming Shi, Laura Fay, Chase Gallaway et. al. Evaluation of alternative anti-icing and deicing compounds using sodium chloride and magnesium chloride as baseline deicers – Phase I. Report No. CDOT-2009-1. Colorado department of transportation. February 2009. – 292 p.

3. Curtailing usage of de-icing agents in winter maintenance: Road Transport Research. Organization for economic co-operation and development (OECD) scientific expert group. Paris, 1989.

4. Hanes, R.E., C.W.Zelazney, and R.E.Blaser. Effects of deicing salts on water quality and biota – Literature review and recommended research, Highway research board, Report 91, Washington DC, 1970.

5. Backman, L. and L. Folkeson. Influence of deicing salt on vegetation, groundwater and soil along two highways in Sweden. 4^th International symposium for snow removal and ice control technology, Washington DC: National Academy Press. 1996.

Десульфатизация шлама при переработке сернокислотных аккумуляторных батарей

Цежева Н. П., Власов П. П.

Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна,

г. Санкт-Петербург, pvlasovp@mail.ru

Аннотация

Проведены исследования по конверсии сульфата свинца, основного компонента шлама аккумуляторных батарей, растворами карбонатов натрия и аммония. Установлено, что наилучшие показатели по степени конверсии сульфата в карбонат свинца в диапазоне температур 30-80^оС достигнуты при использовании соды. Максимальная производительность фильтрования по твердой и жидкой фазам наблюдается при минимальных значениях исходного Ж:Т и при температуре 80^оС. При Ж:Т= 5:1 сульфат свинца разлагается на 99% в течение 30 минут.

Ключевые слова: сульфат свинца, карбонаты натрия, калия, аммония, степень конверсия, производительность фильтрования, температура, массовое отношение Ж:Т.

Свинцовый аккумулятор является наиболее распространенным вторичным химическим источником тока. Заряженный отрицательный электрод свинцового аккумулятора содержит губчатый свинец, положительный - двуокись свинца РbО₂; электролитом служит раствор серной кислоты.

Свинец входит в число десяти особо опасных загрязняющих окружающую среду металлов. Высокая летучесть и токсичность соединений свинца (ПДК_с.с. – 0,0003 мг/м³) ведут к тому, что его производство по существу объединяет две технологические стадии: собственно выплавку свинца и очистку отходящих газов. Основные выбросы, загрязняющие атмосферу, составляют: пыль, свинец и двуокись серы (образующаяся при разложении сульфата свинца). Кроме того, образуется большое количество свинецсодержащих шлаков, переработка и утилизация которых представляет самостоятельную проблему. Жесткие ограничения по ПДК свинца установлены также в питьевой воде (0,03 мг/л), в водных объектах рыбохозяйственного назначения (0,01 мг/л), в почве (6 мг /кг).

Современные технологии переработки лома свинцовых аккумуляторов предусматривает проведение важной прежде всего в экологическом отношение операции – десульфатации ( обессеривания) активных масс [1-6]. Сущность процесса заключается в переводе сульфата свинца (II), содержащегося в активной массе, в карбонат, гидроксокарбонат или гидрооксид свинца (II), т. е. в соединения, которые легко восстанавливаются углеродными материалами при относительно низкой температуре без выделения вредных газообразных продуктов. В то же время сера полностью утилизируется, переходя в водную фазу.

Анализ материалов конференции Интернациональной группы изучения свинца и цинка (октябрь 1996 г., Вена, Австрия) показал, что прогрессивным методом является десульфуризации (десульфатации) свинцового шлама с получением раствора сульфата натрия, строительного гипса и др. При этом загрязнение газов и стоков сернистыми соединениями полностью исключается, а технология переработки свинцового шлама упрощается.

Актуальность данной работы заключается в определении оптимальных технологических параметров конверсии сульфата в карбонат свинца (Ж:Т, температуры, нормы реагентов и времени взаимодействия) растворами карбоната натрия или аммония и производительности фильтрования полученных суспензий.

Цель и задачи исследования заключались в оценки возможности использования вакуум-фильтрационного оборудования для разделения суспензий карбоната свинца в зависимости от массового соотношения Ж:Т в диапазоне температур 30÷80^оС.

Предметом и объектом исследования являлись шламы сернокислотных аккумуляторных батарей, в которых основным компонентов является сульфат свинца. Трансформация сульфата свинца в другие соединения (карбонаты и гидроксиды свинца) позволяет снизить температуру переплавки свинцового шлама и уменьшить воздействия данного производства на воздушный бассейн.

Метод исследования заключался в обработке сульфата свинца 10% избытком реагента от стехиометрии в течение 30 минут с последующим разделением суспензии на стеклянной перегородке пористостью 100 мкм.

В первой серии опыты проводили при температурах 30, 60 и 80 . Соотношение между твердой и жидкой фазами изменяли в пределах от 2:1 до 5:1. В качестве реагента для конверсии сульфата свинца использовался карбонат натрия. Полученную суспензию фильтровали на фильтре Шотта площадью 12 см2 при разрежении 55 кПа, осадок промывали горячей водой и ацетоном, а затем сушили при температуре 105 . Содержание ионов SO в жидкой фазе определяли титрометрическим методом [6]. Экспериментальные данные представлены в таблице 1.

При температуре 30 с изменением Ж:Т от 2:1 до 5:1 приведенный съем осадка уменьшался от 0,32 до 0,14 т/( . В этом случае степень десульфатации PbSO4 увеличивалась от 86 до 94%, концентрация ионов SO в растворе изменялась от 155 до 61 г/л, а влагосодержание осадка снижалось от 36 до 28%.

При температуре 60 с изменением Ж:Т от 2:1 до 5:1 приведенный съем осадка уменьшался от 0,48 до 0,22 т/( .Степень конверсии сульфата в карбонат свинца увеличивалась от 92 до 97% , концентрация ионов SO в растворе уменьшалась от 166 до 63 г/л, а влагосодержание незначительно возрастало от 25 до 31% .

Таблица 1.