DD210819A3 - METHOD FOR RECEIVING MATERIALS FROM USED LECELOCE ELEMENTS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Materialien aus verbrauchten Leclancheelementen. Mit diesem Verfahren wird es möglich, die in den unbrauchbaren Zellen vorhandenen chemischen Elemente Zink und Mangan oder deren Verbindungen in einer Form wiederzugewinnen, für die es technische Verwendung gibt. Nach bisher bekannten Patenten werden verbrauchte Leclancheelemente so aufbereitet, daß vorwiegend ein Element zurückgewonnen wird oder dessen Verbindungen nach dem Salzsäureaufschluß in niederer und damit für die Weiterverarbeitung ungünstiger Wertigkeit vorliegen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach der Zerkleinerung der Zelle mit einer wäßrigen Laugung, gegebenenfalls unter Zusatz von Ammoniak für eine Weiterverarbeitung unerwünschte Chloride möglichst vollständig abgetrennt werden. Der Rückstand wurde dann mit Schwefelsäure aufgeschlossen, die Lösung gereinigt und so elektrolysiert, daß Zink und Braunstein entstehen. Fig.1The invention relates to a process for recovering materials from spent Leclanche cells. This process makes it possible to recover the chemical elements zinc and manganese, or their compounds, present in the unusable cells in a form for which there is a technical application. According to previously known patents, spent Leclanche cells are processed in such a way that predominantly one element is recovered, or its compounds are present in a low valency after hydrochloric acid digestion, making them unfavorable for further processing. According to the invention, this problem is solved by separating unwanted chlorides as completely as possible after comminution of the cell with an aqueous leaching process, optionally with the addition of ammonia for further processing. The residue is then digested with sulfuric acid, the solution purified, and electrolyzed to produce zinc and manganese dioxide. Fig. 1
Description
Verfahren zur Rückgewinnung von Materialien aus verbrauchten LeclanchSelementenProcess for the recovery of materials from spent Leclanch elements
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Materialien wie Zink und Mangan aus verbrauchten Leclanch&eleraenten· Leelancheelemente werden vielfach in der Industrie und im Haushalt als Trockenelemente beispielsweise zum Betreiben von Taschenlampen, Uhren, Kofferradios usw· verwendet· Sie werden in der Regel nach der Entladung als "verbrauchte Trockenelemente" verworfen·The invention relates to a process for the recovery of materials such as zinc and manganese from spent Leclanch & Eleraenten Leelancheelemente are widely used in industry and the household as dry elements, for example for operating flashlights, watches, portable radios, etc .. They are usually after discharge as "used dry elements" discarded ·
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es sind verschiedene Verfahren zur Rückgewinnung von Materialien aus verbrauchten Leclancheelementen bekannt.Various methods are known for recovering materials from spent lecanic elements.
Wach der indischen PS 127 714 werden die Zellen geöffnet und die Reaktionsprodukte ausgeräumt· Das Zink wird in heißem Wasser gewaschen und unter Zugabe von Kohlenstoff bei 800 0C geschmolzen· Das Verfahren ist sehr arbeitsaufwendig; außerdem wird kein Mangan zurückgewonnen· Entsprechend der japanischen PS 75 60 414 werden die zerkleinerten Elemente in heißer Salzsäure aufgelöst und niederwertiges Mangan in der Gegenwart von HgOg erhalten. Nach der japanischen PS 74 106 419 wird die salzsaure Lösung mit Ammoniak bis zu einem pH-Wert von 5 eingestellt und Eisen-III-Hydroxid ausgefällt· Während nach dieser PS in der Vorstufe die Batterien zerkleinert, einer Naß» siebung und Eisenabtrennung unterzogen werden, werden nachWake the Indian PS 127 714, the cells are opened and the reaction products are eliminated · The zinc is washed in hot water and melted with addition of carbon at 800 0 C · The process is very laborious; In addition, no manganese is recovered. According to Japanese Patent No. 7560414, the crushed elements are dissolved in hot hydrochloric acid and lower manganese is obtained in the presence of HgOg. According to Japanese Patent No. 74 106 419, the hydrochloric acid solution is adjusted with ammonia to a pH of 5 and precipitated iron (III) hydroxide. Whereas, according to this patent in the preliminary stage, the batteries are comminuted, subjected to wet screening and iron separation, be after
2&MAH982*01243:82 & MAH982 * 01243 : 8
der japanischen PS 75 01 094 die verbrauchten Trockenzellen 8 Stunden bei 750 0C in Gegenwart von Luft geröstet und nach dem Zerkleinern bis zu einem feinen Puder in 20 %iger Salzsäure gelöst.Japanese PS 75 01 094, the spent dry cells for 8 hours at 750 0 C in the presence of air roasted and dissolved after crushing to a fine powder in 20% hydrochloric acid.
Alle diese Verfahren haben den Nachteil, daß man entweder nur einen Wertstoff zurückgewinnt oder die Möglichkeit, hochwertige Produkte zu gewinnen, nicht nutzt·All of these methods have the disadvantage that one either recovers only one valuable substance or does not make use of the possibility of obtaining high-quality products.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung ist ein einfaches Verfahren zur komplexen Rückgewinnung von volkswirtschaftlich wertvollen Materialien wie Zink und Mangan aus verbrauchten Leelancheelementen,The object of the invention is a simple process for the complex recovery of economically valuable materials such as zinc and manganese from spent leelanche elements,
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, durch ein einfaches Verfahren verbrauchte Leclancheelemente so aufzubereiten, daß Zink und Mangan bzw. Zink und Manganverbindungen in Form hochwertiger Wertstoffe zurückerhalten werden·The object of the invention is to prepare Leclanche elements consumed by a simple process in such a way that zinc and manganese or zinc and manganese compounds are recovered in the form of valuable recyclables.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Verwendung unterschiedlicher Zerkleinerungsverfahren der Elemente und Abtrennung von Papier, Plaste, Vergußmasse, Messing und Kohlenstäben und gegebenenfalls eisenmetallischen Umhüllungen die zerkleinerten Teile in wäßrigen Lösungen zunächst alkalisch oder neutral und abschließend mit verdünnter Schwefelsäure gelaugt und die Lösung der Sulfate einer elektrochemischen oder gegebenenfalls weiteren Aufbereitung zugeführt werden« Die Sulfate können elektrochemisch zu Zink und Mangandioxid oder anderweitig aufbereitet werden· Besonders kostengünstig wird das Verfahren, wenn die zerkleinerten Elemente zunächst für längere Zeit auf Halde liegen und dem Regen oder anderen natürlichen Niederschlägen ausgesetzt sind. Die Vorlaugung kann neutral oder unter Zusatz von gelöschtem Kalk bzw. Kalkmilch erfolgen. Insbesondere bei stark verbrauchten Elementen empfiehlt es sich, die entste-According to the invention the object is achieved in that using different crushing processes of the elements and separation of paper, plastic, potting compound, brass and carbon rods and optionally iron-metallic coatings, the crushed parts in aqueous solutions leached first alkaline or neutral and finally with dilute sulfuric acid and the solution of The sulfates can be electrochemically converted to zinc and manganese dioxide or otherwise · The method is particularly cost if the crushed elements are initially on a dump for a long time and exposed to rain or other natural precipitation. The pre-leaching can be neutral or with the addition of slaked lime or lime milk. Especially with heavily used elements, it is recommended that the most
henden Lösungen aufzufangen und das Zink auszufällen· Es ist ebenfalls möglich, erst nach der neutralen Laugung auf der Halde Kalkhydrat zuzusetzen, das entstehende Ammoniakgas aufzufangen und in eine wäßrige Lösung zur alkalischen Laugung einzuleiten.It is also possible to add lime hydrate to the heap only after neutral leaching, to capture the ammonia gas produced and to introduce it into an aqueous solution for alkaline leaching.
Zur besseren elektrochemischen Aufbereitung ist es zweckmäßig, dem sauren Laugenbad Reduktionsmittel in Form von Zink oder Sulfiten zuzusetzen. Das saure Laugenbad enthält erschöpfte Badlösung der Elektrolyse.For better electrochemical treatment, it is expedient to add reducing agent in the form of zinc or sulfites to the acidic alkaline bath. The acidic lye bath contains exhausted bath solution of the electrolysis.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll am folgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen Pig· 1 Schematische Darstellung des VerfahrensThe invention will be explained in more detail in the following exemplary embodiment. In the accompanying drawings, Pig 1 shows a schematic representation of the method
Pig· 2 Technologischer Ablauf von VerfahrensteilenPig · 2 Technological Process of Process Parts
Die beispielsweise durch einen Schneidgranulator zerkleinerten Abfälle von Leclancheelementen 1 werden vorteilhaft zunächst in geordneter Deponie gelagert und dabei gleichzeitig durch Regenwasser oder Bewässerung vorgelaugt (Weg A).The shredded, for example, by a Schneidgranulator wastes of Leclancheelementen 1 are advantageously stored first in an orderly landfill and at the same time vorgelaugt by rainwater or irrigation (route A).
Die Effizienz dieser Vorextraktion wird durch Zugabe von Alkalien, vorzugsweise Kalkhydraten (z. B. Ca(OH)2) oder Kalkmilch, gesteigert· Dadurch wird der Ammoniakverbrauch bei der nachfolgenden alkalischen Extraktion verringert (Weg B).The efficiency of this pre-extraction is increased by the addition of alkalis, preferably hydrated lime (eg Ca (OH) 2 ) or lime milk. This reduces the ammonia consumption in the subsequent alkaline extraction (route B).
Die alkalische Extraktion erfolgt in einem aufsteigenden Rohrreaktor 2 mit Förderschnecke 3· Über einen Schüttschacht 4 wird der Rohrreaktor 2 ständig beschickt. Durch diese Anordnung wird im unteren Reaktorteil 2a eine Extraktion bei erhöhter Temperatur ohne Ammoniakverluste ermöglicht. Das nach Weg A neutral vorgelaugte feuchte Reaktionsgut wird nun im Röhrreaktor der alkalischen Laugung nach dem Gegenstromprin» zip unterworfen· Dazu wird im oberen Reaktorteil 2b WasserThe alkaline extraction takes place in an ascending tubular reactor 2 with screw conveyor 3. The tube reactor 2 is constantly charged via a feed shaft 4. By this arrangement, an extraction at elevated temperature without ammonia losses is made possible in the lower part of the reactor 2a. The moist reaction mixture which has been leached neutral according to route A is now subjected to alkaline leaching in the tube reactor after the countercurrent extrusion. For this purpose, water is added in the upper reactor part 2b
zur Neutralwäsche bzw· zum Lösen des im oberen Drittel 2c des Reaktors eingespeisten gasförmigen Ammoniaks zugesetzt. Am oberen Ende des Schuttschachtes 4 befindet sich ein mit einem Filter 5 versehener Überlauf 6, dem der alkalische Extrakt entnommen werden kann. Das am Austrag 2d des Reaktors anfallende neutralgewaschene und chloridarme bis chloridfreie Extraktionsgut wird mittels eines Saugzellenfilters 7 nachgewaschen und vorgetrocknet.for neutral washing or for dissolving the gaseous ammonia fed in the upper third 2c of the reactor. At the upper end of the chute 4 there is provided with a filter 5 overflow 6, the alkaline extract can be removed. The neutral-washed and chloride-poor to chloride-free extraction material obtained at the discharge 2d of the reactor is washed by means of a suction cell filter 7 and predried.
Das nach Weg B erhaltene alkalisch vorgelaugte Reaktionsgut wird in einem ähnlich aufgebauten Rohrreaktor, jedoch nach einer Gleichstromvariante, der alkalischen Extraktion unter Zugabe eines Teils der anfallenden alkalischen Vorlauge 8 bzw. zusätzlichen Ammoniaklösung 9 unterzogen. Dazu befindet sich im oberen Drittel 2c des Rohrreaktors ein mit einem Filter 5 versehener Überlauf 6, dem der alkalische Extrakt entnommen wird. Zur Neutralwäsche wird am oberen Reaktorende 2b ebenfalls Wasser eingespeist. Das am Austrag 2d anfallende Extraktionsgut wie unter Weg A weiterbehandelt. Die neutralen oder alkalischen Extrakte bzw. Lösungen der Nachwäschen werden entsprechend dem technologischen Schema des Verfahrens (siehe Fig. 1) erforderlichenfalls alkalisiert und im Vakuum Ammoniak freigesetzt (Stufe "Entgasen")· Das neutrale chloridfreie Extraktionsgut wird der 2. Laugung (sauer) zugeführt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann die erste Laugung auch ohne Vorextraktion auf Halde entweder nach dem Gegenstrom- oder Gleichstromverfahren, dann unter Zusatz von Alkalien und Wasser, durchgeführt werden. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, das alkalisch vorgelaugte Reaktionsgut nach Weg A (Gegenstromextraktion) aufzuarbeiten.The alkaline pretreated reaction mixture obtained according to route B is subjected to alkaline extraction with the addition of a portion of the resulting alkaline precleaning solution 8 or additional ammonia solution 9 in a similar tubular reactor, but in a direct current variant. For this purpose, located in the upper third of the tube reactor 2c provided with a filter 5 overflow 6, where the alkaline extract is removed. For neutral washing, water is also fed in at the upper reactor end 2b. The extraction material obtained at discharge 2d is further treated as under route A. The neutral or alkaline extracts or solutions of Nachwäschen be alkalized according to the technological scheme of the process (see Fig. 1), if necessary, and released in a vacuum ammonia ("degassing" stage) · The neutral chloride-free extraction material is the second leaching (acid) supplied , As can be seen from FIG. 2, the first leaching can also be carried out without pre-extraction on stockpile either by the countercurrent or direct current method, then with the addition of alkalis and water. It is also possible to work up the alkaline pre-leached reaction mixture by Route A (countercurrent extraction).
Claims (7)
erreicht und dadurch Eisen als Hydroxid ausgefällt wird·7th method according to item 1, characterized in that the acidic solution before the electrolysis so much precipitate or ammonia water or both according to point 6 is added that the solution has a pH of 4 to 5
and iron is thereby precipitated as hydroxide ·
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD82240192A DD210819A3 (en) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | METHOD FOR RECEIVING MATERIALS FROM USED LECELOCE ELEMENTS |
Applications Claiming Priority (1)
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| DD82240192A DD210819A3 (en) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | METHOD FOR RECEIVING MATERIALS FROM USED LECELOCE ELEMENTS |
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| DD210819A3 true DD210819A3 (en) | 1984-06-20 |
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| DD82240192A DD210819A3 (en) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | METHOD FOR RECEIVING MATERIALS FROM USED LECELOCE ELEMENTS |
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| DD (1) | DD210819A3 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0247023A1 (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-25 | VOEST-ALPINE STAHL LINZ Gesellschaft m.b.H. | Process for recovering spent primary cells |
| AT400780B (en) * | 1991-11-27 | 1996-03-25 | Kurt Ramskogler | METHOD FOR PROCESSING OLD BATTERIES |
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1982
- 1982-05-26 DD DD82240192A patent/DD210819A3/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0247023A1 (en) * | 1986-05-23 | 1987-11-25 | VOEST-ALPINE STAHL LINZ Gesellschaft m.b.H. | Process for recovering spent primary cells |
| AT386491B (en) * | 1986-05-23 | 1988-08-25 | Voest Alpine Ag | METHOD FOR PROCESSING USED PRIMARY CELLS |
| AT400780B (en) * | 1991-11-27 | 1996-03-25 | Kurt Ramskogler | METHOD FOR PROCESSING OLD BATTERIES |
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