BE1004961A4 - Procede pour la preparation d'une masse active de meilleure qualite a partir de dechets de masse active formes pendant la fabrication d'accumulateurs au plomb. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour la préparation de masse active positive ou de masse active négative d'accumulateurs au plomb en utilisant la masse active séparée de plaques de rebut et/ou les déchets de masse active formés pendant la fabrication. Selon l'invention, on introduit la masse active positive ou la masse active négative, selon la masse active respectivement préparée, préalablement séchée et traitement thermiquement à une température comprise entre 500 et 500 degrés C, et éventuellemtn moulue, dans un broyeur produisant de la poudre de plomb, conjointement avec du plomb, selon une quentité maximale de 80 % en poids par rapport au poids du plomb, et on dirige le produit ainsi obtenu vers la chaîne de production de plaques.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  PROCEDE POUR LA PREPARATION D'UNE MASSE ACTIVE DE MEILLEURE QUALITE A PARTIR DE DECHETS DE MASSE ACTIVE FORMES PENDANT LA FABRICATION D'ACCUMULATEURS AU PLOMB. 



   La présente invention concerne un procédé pour préparer une masse active positive ou négative de plaques d'accumulateurs au plomb en utilisant la masse active séparée des plaques de rebut de production et/ou la masse active de plaques détérioriées ou rejetées pendant la fabrication. 



   Le produit de départ pour la fabrication de masse active est la poudre de plomb. On prépare la poudre de plomb à partir du plomb, par exemple dans un broyeur de Barton couramment connu dans l'industrie et, pendant le broyage, en fonction des conditions de broyage, il se forme aussi de l'oxyde de plomb en quantités variables. On soumet la poudre ainsi obtenue à un traitement au moyen d'acide   sulfurique 1 acide phosphorique   selon qu'on désire préparer une masse active positive ou négative et on mé- lange au produit ainsi obtenu des additifs, par exemple de l'acide sulfurique ou du sulfate de baryum. On applique la masse active brute résultante sur des électrodes, ayant une structure de grille, au moyen d'une machine à enduire. 



   On procède ensuite à des opérations complémentaires sur la masse ainsi appliquée sur les électrodes, par exemple le préséchage et le durcissement. Au cours de ces opérations, il se forme dans la masse active du sulfate de plomb té- trabasique dans lequel le rapport oxyde de plomb (PbO) sur sulfate de plomb (PbS04) est de 4 : 1. 



   Au cours de la fabrication d'accumulateurs, il 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 est inévitable que des plaques défectueuses soient également produites. Il-existe depuis longtemps un besoin croissant de recyclage de telles plaques défectueuses et d'utilisation de leur teneur en masse active. 



   L'état de la technique comprend plusieurs solutions pour résoudre ce problème. Selon le procédé métallurgique le plus couramment utilisé, les plaques démontées des accumulateurs défectueux ou usés sont fondues ensemble avec la masse active et on répète éventuellement le procédé de fusion. La teneur en oxyde de plomb de la masse active peut être séparée ainsi de l'alliage de plomb qui forme la grille. On introduit la masse active ainsi récupérée dans une machine à mélanger de manière répétée, conformément au mémoire descriptif du brevet américain no 4 009 833 (lignes 25 et 26, colonne 2). L'efficacité de ce procédé est assez faible, il nécessite une importante énergie thermique et il est aussi criticable du point de vue de la protection de la santé et de l'environnement. 



   Dans l'industrie, on connaît aussi le procédé dans lequel on sépare de la grille la teneur en masse active de plaques négatives au moyen d'un jet d'eau et on réintroduit la masse active dans le cycle de production. 



  Cependant, ce procédé ne peut être mis en oeuvre que dans le cas d'une masse active négative,   c'est-à-dire   qu'il n'est pas approprié au recyclage de tous les déchets. De plus, les plaques négatives comprenant la masse active ainsi récupérée et les accumulateurs dans lesquels ces plaques sont montées ont une capacité réduite. Lorsqu'on utilise ladite masse active, la qualité de diffusion est inférieure à celle que l'on obtient en utilisant une masse 
 EMI2.1 
 active fraîche et on parvient difficilement, ou pas du tout, à enduire les plaques des deux côtés. 



   L'inconvénient majeur de ce procédé concerne le traitement de l'importante quantité d'eau usée, contenant 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 du plomb et des composés de plomb, à la fois du point de vue de la consommation d'énergie et de la pollution de l'environnement. C'est probablement pour ces raisons que le recyclage de masse active de rebut dans des équipements de malaxage de masse active ne s'est pas impose dans l'industrie. 



   Au cours de l'élaboration de la présente invention, notre objectif a été de supprimer partiellement ou totalement les inconvénients susmentionnés des procédés connus et de réaliser un procédé qui permette de recycler non seulement les masses actives négatives, mais aussi les masses actives positives dans la production et d'utiliser les masses actives positives et négatives des accumulateurs défectueux. 



   L'invention est basée sur la reconnaissance du fait que, si les décrets de masse active positive et   néga-   tive, recueillis séparément et stockés dans des conditions pures, sont introduits dans le broyeur de production de poudre de plomb au lieu d'être introduits dans l'appareil    &      mlanqer   la masse active, comme cela est suggéré par le mémoire descriptif du brevet américain   n    4 009 833, et que les plaques sont préparées à partir du produit de départ ainsi obtenu, leurs propriétés sont alors meilleures que celles des plaques neuves. 



   Par conséquent, l'invention concerne un procédé pour préparer une masse active positive ou négative d'accumulateurs au plomb en utilisant la masse active séparée des plaques de rebut et/ou les déchets de masse active formés pendant la fabrication. 



   Conformément à l'invention, selon qu'on prépare une masse active positive ou une masse active négative, la masse active respective, préalablement séchée et traitée à 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 chaud à une température comprise entre 500 et   600oC,   et éventuellement moulue, est placée dans un broyeur produisant de la poudre de plomb, conjointement avec du plomb, selon une quantité maximale de 80 % en poids par rapport au poids en plomb, et le produit ainsi obtenu est dirigé vers la fabrication de plaques. 



   Le rebut de masse active sèche est traité de préférence à chaud, à une température comprise entre 500 et   600'C,   pendant 8 à 12 minutes, de préférence 10 minutes, avant d'être introduit dans le broyeur. 



   Le procédé selon l'invention peut être plus ou moins modifié et les modifications font partie du champ d'application de la présente invention. Ainsi, par exemple, la masse active séchée et traitée thermiquement puis placée dans le broyeur, peut contenir aussi des additifs couramment connus. Ainsi, elle peut contenir, par exemple, 0, 2 % en poids de minium, 0,5 % en poids de phosphate de plomb et 5   %   en poids de sulfate de plomb tétrabasique (dans lequel le rapport   PbO/PbS04   est de 4 ; 1), par rapport au poids total du produit sortant du broyeur. 



   Lorsqu'on teste les propriétés des accumulateurs 
 EMI4.1 
 e préparés en utilisant la masse active préparée selon l'in- vention, on peut observer un progrès surprenant et non prévisible. La capacité en Ah des accumulateurs est accrue et la quantité de masse active nécessaire diminue, respectivement d'environ 10   % : Ceci   signifie que l'on peut obtenir la même capacité en utilisant moins de masse active. De plus, la résistance à la surcharge, la vie utile et la durée de démarrage à froid des accumulateurs sont améliorées de manière significative. 



   D'autres avantages du procédé selon l'invention sont les suivants   :   - Il ne résout pas seulement le problème de l'utilisation complète des déchets de masse active dans la fabrication 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 d'accumulateurs, mais il conduit même à la production de masse active de meilleure qualité. 



  - On peut procéder au recyclage complet des déchets de masse active résultant de la fabrication d'accumulateurs, et de tous les types de déchets de masse active, contenant du plomb/oxyde de plomb, provenant d'accumulateurs de rebut. 



  - Il conduit à un recyclage des déchets qui protège l'environnement. 



  - On peut réduire la quantité d'eaux usées du procédé technologique à environ 1/lOème de la quantité actuelle. 



  - La capacité en ampères-heure d'accumulateurs préparés en utilisant la masse activée préparée selon l'invention augmente et, de ce fait, on peut réduire la quantité de masse active nécessaire et, ainsi, économiser le produit. 



  - La teneur en plomb et en oxyde de plomb de la masse active peut être ajustée à l'intérieur de grandes plages de concentration. 



  - Les propriétés opérationnelles des accumulateurs préparés en utilisant la masse active fabriquée selon l'invention, par exemple leur durée de fonctionnement, leur démarrage à froid, etc.., sont sensiblement améliorées. 



   L'invention est expliquée de manière plus détaillée au moyen des exemples suivants qui ne sont pas li-   mitatifs   Exemple 1 Préparation de masse positive. 



   La masse active positive sèche, recueillie comme déchet, est granulée, puis traitée à chaud, à une température d'environ   600 C,   puis placée de manière homogène dans un broyeur dit de Barton pendant environ 10 minutes, selon une quantité de 33 % en poids par rapport à la teneur en plomb de la substance introduite. 



   La"poudre de plomb"de base ainsi obtenue est mélan- 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 gée dans un malaxeur avec 13   %   en poids d'eau distillée désionisée, pendant 5 à 10 minutes. On ajoute ensuite   10 %   en poids de 1,3   kg/dm"d'acide aulfurique   et, après avoir agité pendant 5 minutes, 2   %   en poids d'acide phosphorique. Après avoir agité pendant 1 à 3 minutes, on enlève la masse active du malaxeur et on la refroidit au-dessous de   40oC,   puis on l'applique sur les grilles des plaques d'électrodes d'une manière usuelle. On effectue le séchage et le durcissement des plaques d'une manière connue en soi, Les plaques ainsi obtenues sont montées dans des accumulateurs. 



  Exemple 2 Préparation de masse active négative. 



   Les granulés de masse active négative sont séchés et traités thermiquement de la même manière que celle décrite dans l'exemple 1, puis ils sont introduits en continu dans un broyeur de Barton selon une quantité de 20   %   en poids par rapport au plomb chargé, On ajoute ensuite 1   %   en poids de sulfate de baryum,   0, 05 %   en poids de noir de carbone, 0,1 % en poids de farine de bois et 0,03   %   en poids d'acide ligninesulfonique ou son sel de sodium, par rapport à la"poudre de plomb"obtenue, et on mélange les composants secs. 



   Dans un malaxeur, on ajoute ensuite 13   %   en poids d'eau désionisée au produit sortant du broyeur, on mélange les composants pendant 5 à 10 minutes, puis on ajoute 8   %   en poids de 1,3   kg/dm3   d'acide sulfurique, sous agitation constante. On poursuit le malaxage pendant   2. à 5   minutes et, après avoir refroidi le produit à   40oC,   on l'applique sur les plaques, on le durcit et on le sèche d'une manière usuelle. Après le séchage, les plaques peu- 
 EMI6.1 
 vent être utilisées dans des accumulateurs. 



  Exemple 3 On suit le procédé de l'exemple 1, sauf que 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 les granulés de masse active positive de vieux accumulateurs sont utilisés comme produits de départ, 
Les résultats des essais réalisés au moyen des accumulateurs comprenant les plaques préparées selon l'invention sont résumés dans les tableaux 1 et 2. On a réalisé l'essai de capacité selon le IEC 95-1   (1988), et les   essais de résistance à la surcharge, de durée de vie et de démarrage à froid respectivement selon la norme hongroise nQ 591-1977, le IEC (1988) et le IEC 95-1 (1988). 



   Tableau 1 
 EMI7.1 
 
<tb> 
<tb> NO <SEP> élément <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8
<tb> Charge <SEP> +
<tb> nX <SEP> nX <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> nxx <SEP> nXX <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> g, <SEP> de <SEP> masse
<tb> active/Ah <SEP> 6, <SEP> 0'6, <SEP> 3 <SEP> 6. <SEP> 6 <SEP> 7. <SEP> 7 <SEP> 7. <SEP> 8 <SEP> 7. <SEP> 8 <SEP> 9. <SEP> 7 <SEP> 9. <SEP> 7
<tb> 
 n   - nouveau, 0 - anclen     x-avec   des plaques préparées selon l'exemple 1,   xx   avec des plaques préparées selon les exemples 1 et 3. 



   Dans les   tableaux,"nouveau"concerne   des accumulateurs comprenant les plaques positives et négatives préparées selon l'invention, tandis   que"ancien"concerne des   accumulateurs préparés selon la technique conventionnelle. 



   Les chiffres montrent de manière non ambiguë la réduction de la quantité de masse active nécessaire. 



   Tableau 2 
 EMI7.2 
 
<tb> 
<tb> N  <SEP> élément <SEP> 4
<tb> nX <SEP> nXx <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Capacité <SEP> en <SEP> Ah <SEP> 107, <SEP> 2 <SEP> 104, <SEP> 9 <SEP> 97, <SEP> 9 <SEP> 96, <SEP> 5
<tb> RS, <SEP> minutes <SEP> 10, <SEP> 97 <SEP> 7, <SEP> 87
<tb> ED, <SEP> minutes <SEP> 9, <SEP> 46 <SEP> 9, <SEP> 24 <SEP> 3, <SEP> 06 <SEP> 5, <SEP> 48
<tb> D. <SEP> froid, <SEP> minutes <SEP> 2 <SEP> 62 <SEP> 1, <SEP> 67
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 8> 

   n.   nouveau, o-ancien   Rus. résistance   à la surcharge, 4ème cycle 
 EMI8.1 
 ED-essai de durée, 2ème cycle D. froid-démarrage à froid, 3ème cycle x   -   avec des plaques préparées selon les exemples 1 et 2,   xx -   avec des plaques préparées selon les exemples 2 et 3. 



   Les valeurs du tableau 2 prouvent incontestablement que les propriétés de capacité, de résistance à la surcharge, de durée de vie et de démarrage à froid des accumulateurs comprenant les plaques préparées selon l'invention sont nettement meilleures que celles des accumulateurs préparés au moyen de la technique usuelle.

Claims (1)

1. EMI9.1

   R e v e n d i c a t i o n Procédé pour la préparation de masse active po- sitive ou de masse active négative d'accumulateurs au plomb en utilisant la masse active séparée de plaques de rebut et/ou les déchets de masse active formés pendant la fabrication, caractérisé en ce qu'on introduit la masse active positive ou la masse active négative, selon la masse active respectivement préparée, préalablement séchée et traitement thermiquement à une température comprise en- tre 500 et 600 C, et éventuellement moulue, dans un broyeur produisant de la poudre de plomb, conjointement avec du plomb, selon une quantité maximale de 80 Z en poids par rapport au poids du plomb, et on dirige le produit ainsi obtenu vers la chaîne de production de pla- ques.