СПбГПУ

Е. Н. Волкова, инженер, e-mail: ezhik82@list.ru

А. И. Демидов, проф., каф. физической химии, микро- и нанотехнологий

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

В. В. Чердынцев, доцент, каф. физической химии
И. В. Щетинин, инженер 1 кат.

Актуальность вопроса, которому посвящена данная публикация, обусловлена необходимостью повышения эффективности процесса переработки отработанных щелочных аккумуляторов, содержащих ценные, но токсичные соединения никеля, кадмия и меди. Основным направлением исследования была выбрана гидрометаллургическая переработка активной массы оксидно-никелевых электродов отработанных щелочных аккумуляторов, преимуществом которой является возможность оптимизации технологического процесса в плане получения комплекса соединений никеля и других элементов. Описан способ комплексной гидрометаллургической переработки активной массы оксидно-никелевых электродов, представляющий замкнутый цикл. Разработана и запатентована технологическая схема комплексной гидрометаллургической переработки активной массы оксидно-никелевых электродов отработанных щелочных аккумуляторов, в частности никель-железных аккумуляторов. Реализация этапов предлагаемой технологической схемы в лабораторных условиях позволила получить ретгенографически чистые конечные продукты, такие как монокристаллический гексагидрат сульфата никеля (ретгерсит), свободный от органических примесей, отвечающий требованиям к материалам оптического производства; гексагидрат сульфата никель-аммония и гидроксид никеля (II). Получен высокодисперсный графит, соответствующий требованиям ГОСТ 10273–79, предъявляемым к материалам аккумуляторного производства. Содержание графита в нем составляет 99,9 % (мас.), что соответствует марке ГАК-1 — графит для аккумуляторных изделий специального назначения. Структурную характеристику и оценку чистоты продуктов проводили методами рентгенографического и спектрального анализа. Чистота полученного графита и гидроксида никеля позволяет их повторное использование в производстве активной массы щелочных аккумуляторов.

Работа выполнена в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 гг., государственный контракт № П464 от 13 мая 2010 г.

1. Волкова Е. Н., Демидов А. И. // Журн. прикл. химии. 2009. Т. 82, вып. 2. С. 343–345.
2. Холин Ю. Ю. Переработка электродных материалов отработанных щелочных аккумуляторов : автореф. дисс. … канд. техн. наук. — Томск., 2008. — 21 с.
3. Волынский В. В., Соловьева Н. А., Казаринов И. А. и др. Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики // Материалы VI международной конференции. — Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2005. С. 456–458.
4. А. с. 120236 СССР. Технология переработки отработанных щелочных никель-железных аккумуляторов / В. Н. Беляев ; опубл. 27.01.1958.
5. Демидов А. И., Красовицкая О. А. Гидрометаллургическая переработка никельсодержащего сырья // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2001. № 1. С. 112–123.
6. Волынский В. В., Лопашев А. В., Казаринов И. А., Колесников И. В. Переработка ламельных оксидно-никелевых электродов // Электрохимическая энергетика. 2004. Т. 4, № 3. С. 165–167.
7. Пат. 2178931 РФ, МПК Н 01 М 4\26, Н 01 М 4\52. Способ изготовления гидрата закиси никеля для аккумуляторной промышленности ; опубл. 27.10.2002.
8. Пат. 2178933 РФ, МПК 7H 01 M 10/54. Способ переработки отработанных щелочных аккумуляторов / опубл. 27.01.2002.
9. Холин Ю. Ю., Дмитриенко В. П., Песецкий В. И. Разработка технологии гидрометаллургической переработки активных масс отрицательных электродов щелочных аккумуляторов // Электрохимическая энергетика. 2006. Т. 6, № 4. С. 216–226.
10. Демидов А. И., Кохацкая М. С., Сун Любинь. Определение остаточной щелочности в положительном и отрицательном электроде отработанного никель-железного аккумулятора // Журн. прикл. химии. 2005. Т. 5, вып. 8. С. 1303–1305.
11. Пат. 2410801 РФ, МПК Н 01 М 10/54. Способ переработки оксидно-никелевых электродов / Демидов А. И., Волкова Е. Н. ; опубл. 18.01.2010.
12. ГОСТ 10273–79. Графит для изготовления активных масс щелочных аккумуляторов. Технические требования. — Введ. 1981–01–01.
13. Исхакова Л. Д., Дубровинский Л. С., Чарушникова И. А. Кристаллическое строение, расчет параметров потенциала межатомного взаимодействия (ППМВ) и термохимических свойств NiSO₄·nH₂O (n = 7, 6) // Кристаллография. 1991. Т. 36, вып. 3. С. 650–655.
14. Su G., Zhuang X., He Y., Li Z., Wang G. // J. Phys. D : Applied Physics. 2002. Vol. 35. pp. 2652–2655.
15. Позин М. Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот). Ч. I. — Л. : Химия, 1974. — 792 с.