Використання: виробництво свинцевих акумуляторів. Суть винаходу: подрібнюють в порошок зруйновані позитивні пластини і шлам, змішують з електролітом в співвідношенні 1: 0,13 за масою. З решіток негативних пластин видаляють губчастий свинець, ступінь сульфатации якого становить понад 20%. На звільнені решітки наносять пасту, пресують при тиску 20 - 30 атм, сушать при температурі 30 - 100 o С протягом 24 год. Позитивні пластини формують в напівблоки, формують негативні напівблоки, заливають дистильованою водою і пропускають постійний струм силою 0,03 - 0 , 05 А. Спосіб забезпечує економію свинцю. 3 з.п.ф-ли, 6 мул., 1 табл.
ОПИС ВИНАХОДИ До патентів
Винахід відноситься до електротехніки, а саме до способу відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей.
В акумуляторі, як і в гальванічному елементі електричний струм є наслідком хімічних процесів. На відміну від акумулятора в гальванічному елементі виходять хімічні сполуки не можуть бути повторно розкладені і приведені у початковий стан струмом від постійного джерела, так як в процесі роботи витрачаються електроди і розчин. Хімічні процеси в гальванічних елементах незворотні. Тому гальванічні елементи називаються первинними.
Широко відомі джерела струму, що працюють на принципі оборотності хімічних процесів. Такими джерелами струму є акумулятори.
Під час заряду акумулятора на електродах і в електроліті (фіг.5, 5в) утворюються ті речовини, які були до повного розряду.
Хімічні реакції, що відбуваються в акумуляторі при розряді і заряді, можна представити в наступному вигляді (див в кінці тексту).
Крім того, теоретично встановлено і доведено практикою, що діоксид свинцю PbO2 і губчастий свинець Pb відрізняються високою хімічною стійкістю в електроліті сірчаної кислоти H2 SO4. Кількість активної речовини PbO2 на позитивних пластинах і Pb на негативних пластинах значно більше, ніж теоретично необхідно для отримання певної ємності акумуляторної батареї. Це співвідношення характеризується коефіцієнтом використання активної речовини. У свинцево-кислотному акумуляторі цей коефіцієнт не перевищує 0,4. Отже в процесі роботи акумулятора в хімічну реакцію з електролітом вступає тільки 40% активної речовини, решта 60% не взаємодіють і їх хімічний склад не змінюється.
Ці 40% прореагировавшего активної речовини в процесі електрохімічної реакції частково або повністю випадає в осад, який підлягає відновленню.
У цьому способі для ремонту використовуються нові пластини, що поставляються заводами, т. Е. Доводиться купувати дорогі пластини зі свинцю. Весь осад відпрацьованого свинцю викидають, тобто Забороняється кидати, забруднюючи тим самим навколишнє середовище, погіршуючи екологію.
Найбільш близьким до заявляється є спосіб відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей, що полягає в тому, що акумулятор у поділяють на негативні і позитивні напівблоки, що складаються з негативних і позитивних пластин відповідно, подрібнюють зруйновані позитивні пластини, змішують отриманий порошок з електролітом для отримання пасти, наносять пасту на решітки, пресують, сушать, після чого відновлюють і проводять збірку акумуляторної батареї і її зарядку (авт, св, СРСР N 112833).
З метою збільшення терміну служби акумуляторної батареї для виготовлення пасти використовують активну масу позитивних пластин в чистому вигляді без шламу, без маси негативних пластин і сторонніх сполучних. Після пресування пластини вдруге промазують і повтоpно пресують.
Перед розбиранням відпрацьований акумулятор попередньо заряджають протягом 4 5 годин, негативні пластини піддають пресуванню з брезентовими прокладками і після складання з позитивними пластинами акумуляторну батарею заряджають.
У авт. св, N 112833 вказано, що використовується активна маса позитивних пластин в чистому вигляді без шламу, без маси негативних пластин і без сторонніх сполучних. Слід зазначити, що в процесі роботи акумуляторної батареї відбувається сульфатация пластин, маса позитивних і негативних пластин випадає в осад. При цьому не відбувається електрохімічного руйнування всіх складових компонентів. Тому використовувати масу позитивних пластин в чистому вигляді неможливо.
Після розбирання блоків активної маси позитивних електродів ще немає. Та маса, яка отримана після розбирання, повинна бути перетворена в активну масу тільки шляхом формування. Формування це процес утворення електрохімічних активних мас.
Результати експериментів показують, що збільшення терміну служби акумуляторів не відбувається при застосуванні подвійного пресування. Термін служби залежить тільки від зусилля пресування.
Крім того, підзарядку можна виробляти при справній акумуляторної батареї. Для відновлення використовуються несправні акумуляторні батареї, які мають коротке замикання, що обсипалася масу, пробиті кришки, пошкоджені межелементние з'єднання. Підзарядка таких акумуляторних батарей не буде давати ніякого ефекту.
В основу винаходу поставлена задача створення способу відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей, в якому відновлення позитивних і негативних пластин, що становлять напівблоки акумуляторної батареї з відпрацьованих амортизаційний термін позитивних і негативних пластин, дозволяє проводити відновлення акумуляторної батареї без використання і придбання дорогого свинцю.
Поставлена задача вирішується тим, що в способі відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей, що полягає в тому, що акумулятор у поділяють на негативні і позитивні напівблоки, що складаються з негативних і позитивних пластин відповідно, подрібнюють зруйновані позитивні пластини, змішують отриманий порошок з електролітом для отримання пасти, наносять пасту на решітки, пресують і сушать, після чого відновлюють і проводять збірку акумуляторної батареї і її зарядку згідно з набуття, одночасно з подрібненням маси зруйнованих позитивних пластин здійснюють подрібнення осаду відпрацьованої акумуляторної батареї з отриманням частинок розміром від 0,02 до 0,04 мкм, а змішування отриманого порошку з електролітом виробляють при співвідношенні 1: 0,13 вагу. ч, видаляють з решіток негативних пластин губчастий свинець, ступінь сульфатации якого становить понад 20% після нанесення пасти на решітки проводять пресування при тиску від 20 до 30 атм, а сушку проводять при температурі від 30 до 100 o С протягом 24 год, отримані позитивні пластини формують в напівблоки, потім формують негативні напівблоки з негативних пластин, ступінь сульфатации яких становить менше 20% з отриманих позитивних і негативних полублоков збирають блоки акумуляторної батареї, які до зарядки помещ ают в корпус з дистильованою водою і пропускають постійний електричний струм силою 0,03 - 0,05 А від ємності відновлюваної акумуляторної батареї для освіти на позитивних пластинах двоокису свинцю, а на негативних пластинах - губчастого свинцю в активній формі, після чого проводять зарядку.
Доцільно, щоб для нанесення пасти використовували звільнилися решітки позитивних і негативних пластин.
Доцільно, щоб просушивали губчастий свинець, віддалений з решіток негативних пластин, подрібнювали, змішували з електролітом в співвідношенні 1: 0,13 вагу. ч. і наносили на звільнені решітки негативних пластин, з отриманих негативних пластин формували негативні напівблоки.
Корисно, щоб в якості електроліту використовувалися суміш сірчаної кислоти з дистильованою водою у співвідношенні 1: 3 щільністю 1,27 г / см.куб.
Оборотність хімічних реакцій, хімічна стійкість свинцю в електроліті сірчаної кислоти, тільки 40% активної речовини, що взаємодіє з електролітом, і відсутність електрохімічного руйнування активної речовини дозволяють відновлювати минулі амортизаційний термін акумуляторні батареї.
Крім того, всі поклади свинцю колишнього СРСР, знаходяться ви Казахстані, а також постійне зростання залізничних тарифів призводить до різкого зростання вартості нових свинцево-кислотних акумуляторів.
На фіг. 1 зображений загальний вид акумуляторної батареї з нероз'ємною кришкою (частковий вирив); на фіг.2 загальний вигляд блоку акумуляторної батареї, що складається з негативного і позитивного полублоков; на Фіг.3 загальний вигляд акумуляторної батареї зі знімними кришками (частковий вирив); на фіг.4 - загальний вигляд блоку акумуляторної батареї; на фіг.5, схема електролітній осередки в процесі початку заряду позитивної та негативної пластин; на фіг.6, - схема електролітній осередки в кінці заряду позитивної та негативної пластин, які перетворилися в позитивний і негативний електроди.
Спосіб відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей проводиться в такий спосіб.
Для відновлення однієї акумуляторної батареї (фіг.1), як правило, використовуються 2 3 минулі амортизаційний термін акумуляторних батареї. Заявлений спосіб дозволяє використовувати свинцеві деталі акумуляторів одноразового використання, які не підлягають ремонту і відновленню.
Акумулятор у поділяють на негативні 1 (фіг.2) і позитивні 2 напівблоки. Для цього в разі відновлення акумулятора зі знімними кришками 3 (Фіг.3) на свердлильному верстаті висвердлюють межелементние з'єднання 4. межелементних з'єднання 4 знімаються й укладаються в ящики для повторного застосування, непридатні направляються на переплавку, а в разі відновлення акумулятора (фіг. 1) з нероз'ємною кришкою 5, цю кришку 5 випилюють.
Негативні 1 (фіг. 2) і позитивні 2 напівблоки складаються з набору негативних пластин 6 (фіг.2) і позитивних пластин 7. Пластини 6 і 7 в напівблоки з'єднані між собою за допомогою містків 8 і 9.
Обережно зливають електроліт з корпусу акумуляторної батареї.
Позитивні пластини 7 напівблоки 2, як правило, повністю зруйновані. Тому здійснюється збір на нижній частині осаду, який представляє собою частинок позитивних пластин 7. Цей осад і залишилися незруйновані частини позитивних пластин 7 спочатку поміщають в сушильну шафу (на фіг.2 не показаний) і висушують при температурі 250 300 o С. Потім просушені позитивні пластини 7 і осад подрібнюють в порошок з розміром частинок в межах 0,02 0,04 мкм. Подрібнення здійснюється будь-яким відомим подрібнювальні пристроєм, наприклад на кульовий млині.
Змішують отриманий порошок з електролітом в співвідношенні 1: 0,13 вагу. ч. для отримання пасти.
Потім приступають до обробки негативних пластин 6. У відпрацьованої акумуляторної батареї негативна пластина 6 являє собою грати 10, в осередках якої знаходиться частково або повністю засульфатірованний губчастий свинець 11. Якщо ступінь сульфатации губчастого свинцю 10 складає більше 20% його видаляють з решітки 10. Цю решітку 10 промивають і використовують в якості струмовідводу для позитивної пластини 7.
Наносять на кожну вільну грати 10 отриману пасту і пресують на пресі (на фіг.2 не показаний). Тиск пресування становить 20 30 атм. Після цього позитивну пластину сушать при температурі 30 100 o С протягом 24 год. Отримані позитивні пластини збирають в позитивні напівблоки 2. Збірку здійснюють відомим чином.
Потім формують негативні напівблоки 1 з негативних пластин 6, ступінь сульфатации яких становить менше 20%
З отриманих негативних 1 і позитивних 2 полублоков збирають блоки 12 (фіг.4), при цьому між усіма позитивними і негативними пластинами 5, 6 розміщують сепаратори 13 (фіг.1) з міпластового і міпорового ізолюючого матеріалу.
Блоки 12 поміщають в корпус 14 (фіг.5) з дистильованою водою 15, електрично пов'язують між собою і пропускають постійний електричний струм силою 0,03 0,05 А. В результаті електрохімічного процесу в позитивних пластинах 7 (фіг.5, 6) утворюється двоокис свинцю, а в негативних пластинах 6 губчастий свинець переходить в активну форму.
Можливий варіант, коли відокремився губчастий свинець з негативної пластини сушать, подрібнюють до розміру часток 0,02 0,04 мкм змішують з електролітом.
В якості електроліту використовують суміш сірчаної кислоти з дистильованою водою у співвідношенні 1: 3, що забезпечує щільність електроліту 1,27 т / см 3.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб відновлення свинцево-кислотних акумуляторних батарей, що полягає в тому, що акумулятор у поділяють на негативні і позитивні напівблоки, що складаються з негативних і позитивних пластин відповідно, подрібнюють зруйновані позитивні пластини, змішують отриманий порошок з електролітом для отримання пасти, наносять пасту на решітки, пресують і сушать, після чого відновлюють і проводять збірку акумуляторної батареї і її зарядку, що відрізняється тим, що одночасно з подрібненням маси зруйнованих позитивних пластин здійснюють подрібнення осаду відпрацьованої акумуляторної батареї з отриманням частинок розміром 0,02 0,04 мкм, а змішування отриманого порошку з електролітом виробляють при співвідношенні 1: 0,13 мас.ч. видаляють з решіток негативних пластин губчастий свинець, ступінь сульфатации якого становить понад 20% після нанесення пасти на решітки проводять пресування при тиску 20 30 атм, а сушку проводять при температурі 30 100 o С протягом 24 год, отримані позитивні пластини формують в напівблоки, потім формують негативні напівблоки з негативних пластин, ступінь сульфатации яких становить менше 20% з отриманих позитивних і негативних полублоков збирають блоки акумуляторної батареї, які до зарядки поміщають в корпус дистильованою водою, і пропускають постійний електричний струм силою 0,03 - 0,05 А для освіти на позитивних пластинах двоокису свинцю, а на негативних пластинах губчастого свинцю в активній формі, після чого проводять зарядку.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для нанесення пасти використовують звільнилися решітки позитивних і негативних пластин.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що просушують губчастий свинець, віддалений з решіток негативних пластин, подрібнюють, змішують з електролітом в співвідношенні 1: 0,13 мас.ч. і наносять на звільнені решітки негативних пластин, з отриманих негативних пластин формують негативні напівблоки.
4. Спосіб за пп. 1 3, який відрізняється тим, що в якості електроліту використовують суміш сірчаної кислоти з дистильованою водою у співвідношенні 1: 3 щільністю 1,27 г · см 3.