Переработка свинцовых аккумуляторов

Реферат

Переработка свинцовых аккумуляторов

Свинец относится к числу металлов, которые многократно включаются в сферу материального производства, так как относительно мало теряются в процессе промышленного использования. Большая часть потребности в свинце в индустриально развитых странах и, в первую очередь, в тех из них, где его природные источники ограничены, удовлетворяется за счёт переработки лома автомобильных аккумуляторных батарей, на изготовление которых расходуется от 30 до 87% потребляемого в этих странах металлического свинца.

Соединения свинца в основном попадают в атмосферу через выхлопы автомобилей, в этом вопросе радует то, что на дорогах все больше свежих иномарок у которых ставятся катализаторы для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу.

Но с появлением большего числа автомобилей возникает другая проблемы, на каждой машине стоит аккумулятор и примерно через 2 — 3 года его приходиться менять, куда утилизировать такое количество ненужных и вредных аккумуляторов мало понятно.

Цель реферата: рассмотреть способы переработки свинцовых аккумуляторов.

1. Описание проблемы

Аккумуляторы в основном состоят из свинца, где его процент в общем весе составляет пятьдесят — шестьдесят, также присутствует сурьма около двух процентов, различных пластмасс примерно двенадцать — восемнадцать процентов и конечно раствор серной кислоты составляющий от общего веса автомобильного аккумулятора приблизительно десять — пятнадцать процентов.

Свинец, а особенно его соединения по вредности для природы и всего живого относятся к веществам 1 класса опасности, и, по сути, является ядом, электролит или разбавленная серная кислота относиться ко второму классу.

По разным статистическим данным в России за год производиться не менее пяти миллионов аккумуляторных батарей, большое количество аккумуляторов завозится к нам из-за границы, добавьте к этому количество импортных машин ввезенных к нам из Европы и Америки, количество вредных для экологии аккумуляторов оказывается огромным. На данный момент по подсчетам специалистов различные заводы и организации занимающиеся вопросами утилизации аккумуляторов, способны охватить где-то процентов сорок от всех аккумуляторов нуждающихся в переработке, для сравнения в Европе этот процент достигает девяносто. Переработка аккумуляторов включает в себя три основных элемента, первый — это переработка свинца, второе — это переработка пластика и третье — это переработка электролита.

Свинец является одним из наиболее токсичных металлов и включен в списки приоритетных загрязнителей рядом международных организаций.

В основном свинец попадает в организм из воздуха. После чего свинец оседает в лёгких. Свинец вызывает гибель клеток крови, что приводит к тяжелым анемиям, вмешивается в физико-химические механизмы работы сердца, поражает почки и печень, но наиболее характерны изменения со стороны нервной системы. Свинец влияет на синтез белка. Препятствует окислению жирных кислот, нарушает белковый, углеводный и липидный обмены.

Головная боль и головокружения, вялость, апатия, повышенная физическая и психическая утомляемость, нарушения сна, ухудшение памяти, проблемы со слухом и зрением, изменения двигательной активности, скачки артериального давления, схваткообразные боли в животе, рвота и тошнота, параличи конечностей. Воздействие свинца вызывает определенные изменения в сердечнососудистой системе.

Свинцовое отравление проявляется сначала болями в животе и раздражительностью, затем появляется сонливость, снижение аппетита, нарушения координации движений и речи, итог может быть печален: отек головного мозга, почечная недостаточность, и вследствие этого кома и смерть. Кроме того, свинец способен накапливаться в органах и тканях, в большей степени в костной ткани. Именно в костях, этот яд может сохраняться годами, вызывая отравление только в определенных обстоятельствах, например, при беременности, грудном вскармливании, в старческом возрасте, при заболеваниях щитовидной железы.

Оценка риска отравления свинцом, как правило, проводится на основании определения концентрации свинца в крови. Концентрация свинца в крови ниже 10 мкг/дл в России и в мире считается безопасной для здоровья ребенка, хотя даже поступление в организм небольших доз свинца в зависимости от продолжительности и интенсивности может сказаться на здоровье. Уровень выше 10 мкг/дл, но ниже 20 мкг/дл расценивается как повышенный и свидетельствующий об отравлении свинцом. Концентрация выше 20 мкг/дл в России и в мире считается высокой, поскольку здоровью ребенка может быть нанесен значительный вред. Концентрация свинца в крови выше 45 мкг/дл может привести к перманентному повреждению головного мозга и даже летальному исходу, поэтому необходимо немедленное и интенсивное лечение. Поскольку индивидуальная восприимчивость к отравлению свинцом варьирует в широких пределах, то можно ожидать, что у некоторых детей могут наблюдаться худшие последствия при меньших дозах. Также необходимо периодически проводить мониторинг воздуха на наличие паров свинца и других токсичных веществ.

свинец лом промышленный металл

2. Общие положения по переработке ломов

Заготовка лома цветных металлов Переработка лома цветных металлов — 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 разделения лома цветных металлов, выделения требуемой составляющей, минимизации потерь и соответственно повышения выхода годного необходимо специализированное оборудование и отработанная технология переработки.

В зависимости от чистоты, габаритных размеров заготавливаемого лома, его категории и вида, те или иные этапы могут быть заменены в порядке исполнения или исключены. Каждый этап переработки требует задействования специализированной техники. 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. [1]

Аккумуляторный лом Необходимым в промышленности металлом является свинец и его соединения. Для получении 1 тонны свинца из природного сырья требуется примерно 1000 тонн породы, топлива, воды, воздуха и других компонентов! 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. Общие технические условия» данный отход классифицируется как свинец аккумуляторный. При достаточном уровне образования этого вида лома и потребности промышленности в подготовленном вторичном сырье — утилизация аккумуляторов является процессом весьма непростым, хотя и более выгодным, нежели первичное получение материала. Сложность переработки лома свинца объясняется его химическим и структурным составом. В таблице 1 представлен химический состав вторичного свинцового сырья.

Таблица 1 — Химический состав вторичного свинцового сырья, %:

В таблице 2 рассмотрен структурный состав аккумуляторного лома и содержание свинцовых соединений.

Таблица 2 — Структурный состав аккумуляторного лома и содержание свинцовых соединений:

Так как температура плавления свинца 327 °C, а при его рафинирования температура расплава не должна превышать 600 °C, 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 (рисунок 3-б, рисунок 4-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 (рисунок 3-а, рисунок 4-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 (рисунок 3-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%. [2]

Заключение

Мною рассмотрен процесс переработки свинцовых аккумуляторов. Исходя из выше изложенного можно сделать выводы:

· Свинец легче переработать из вторсырья, чем добывать как полезное ископаемое.

· Свинец представляет серьезную проблему для человечества, но бороться с этими проблемами возможно.

Список использованных источников

1. Вторичные материальные ресурсы цветной металлургии: Лом и отходы (образование и использование). Справочник. — М.: Экономика, 1984. — 152 с.

2. Металлургия тяжелых цветных металлов [Электронный ресурс]: — Режим доступа: http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/1821/u_manual.pdf, 25.11.2013 г.