CH458457A - Procédé pour séparer la matière active contenue dans des batteries d'accumulateurs usagées et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Description

  Procédé pour séparer la matière     active    contenue     dans    des batteries d'accumulateurs     usagées     et     appareil    pour la mise en     aeuvre    de ce procédé    La présente invention a pour objets un procédé pour  séparer la matière active contenue dans des batteries  d'accumulateurs usagées, des matériaux d'armature de  ces batteries, ainsi qu'un appareil pour la mise en     oeuvre     du procédé.  



  Comme on le sait, mis à part l'électrolyte qui, en  général, est éliminé avant le traitement, les constituants  principaux des batteries sont les suivants  1. un récipient en forme de boite, en ébonite ou en  divers autres matériaux, ci-après appelé le bac,  1. des grilles-électrodes en alliage plomb-antimoine  avec, à l'occasion, d'autres constituants mineurs,  3. des jonctions électriques entre les grilles et avec des  circuits extérieurs, exécutés en alliage     plomb-anti-          moine.     



  Dans leur ensemble, les composants 2 et 3 seront  ci-après désignés par l'expression  composants mé  talliques  .  



  4. la matière active, constituée d'oxyde de plomb et de  sulfate de plomb,  5. des éléments de séparation, généralement constitués  de bois, de fibre de verre ou de résines synthétiques.  La récupération du plomb contenu dans les batteries,  sous forme de matière active et de composants métal  liques, conformément aux procédés connus, est effec  tuée  a) par traitement métallurgique direct des batteries  en tant que telles,  b) en séparant grossièrement, par un tri manuel coû  teux, d'un côté des matières actives et les composants  métalliques, et, de l'autre côté, les fragments de bacs et  d'éléments de séparation, puis en traitant     métallurgique-          ment    le mélange de la matière active et des composants  métalliques.

      Les procédés du groupe a) présentent ces inconvé  nients que des substances non combustibles, par exem  ple les composés de métaux alcalino-terreux, contenus  dans le bac à titre de remplissage, ralentissent le fonc  tionnement du four de fusion et que la teneur considéra  ble en soufre du bac, lorsqu'il est en ébonite, donne  naissance à des sous-produits du plomb.  



  Tout en étant plus faciles à traiter, les procédés du  groupe b) fournissent des rendements en plomb plus éle  vés et nécessitent moins de frais d'investissement que les  procédés du type a). Ils présentent néanmoins cet incon  vénient d'exiger une     main-d'oeuvre    importante.  



  En outre, les procédés du groupe a) et du groupe b)  présentent, les uns comme les autres, cet inconvénient  grave qu'ils donnent lieu, pendant la fusion du métal, à  un alliage plomb-antimoine qui contient entre 2 à 4 %  en poids d'antimoine. Cet alliage ne peut pas être utilisé  pour la fabrication de grilles, laquelle demande des allia  ges à 4-8 % d'antimoine, ni pour la préparation de  l'oxyde de plomb, qui nécessite du plomb pur.  



  Cet état de choses dépend du fait qu'il n'est pas pos  sible en pratique de séparer complètement, par un pro  cédé industriel, une matière active quasiment pure à  l'aide de procédés et des appareillages (par exemple  broyeurs à mâchoires, marteaux-broyeurs, etc.) utilisés  jusqu'à maintenant pour broyer les batteries. Cela pro  vient de ce que ces procédés et appareils connus effec  tuent un broyage sans discrimination des différents maté  riaux constituant les batteries et que, par conséquent, il  est impossible de les séparer, par exemple par une simple  opération de criblage.  



  Or, il a été découvert qu'il est possible d'éliminer ces  inconvénients en appliquant un procédé industriel et à  l'aide d'appareillages faciles à réaliser et qui, au lieu de  séparer la matière active en même temps que les compo  sants métalliques, permettent la séparation de la matière  active seule.      En conséquence, le but de la présente invention est  de réaliser un procédé     permettant    de séparer la matière  active dans un état de pureté pratiquement complet des  autres constituants de batteries hors d'usage ou de leurs  éléments cependant que ces autres constituants ou maté  riaux restants sont obtenus dans des dimensions telles  qu'ils puissent être facilement récupérés en vue d'une  autre utilisation.  



  Le procédé de l'invention permet une automatisation  complète de l'opération tout en fournissant les différents  composants des batteries en des dimensions sensiblement  différentes, ce qui permet d'atteindre le but ci-dessus  mentionné, tout en évitant les restrictions fâcheuses des  procédés du type a) ainsi que les opérations coûteuses  de tri manuel impliquées par les procédés du type b).  



  On obtient ainsi une récupération presque totale des  composants métalliques obtenus sous forme de mélange  avec les composants non métalliques, à l'exclusion de la  matière active. De plus, le procédé évite le broyage sans  discrimination des composants dont la matière active a  été complètement extraite ou presque. Il permet de récu  pérer par fusion séparée de la matière active et des com  posants métalliques, un plomb dont la teneur en anti  moine est de 1 % environ ou moins, facilement exploita  ble, et un alliage plomb-antimoine dont la teneur en  antimoine est approximativement la même que celle des  composants métalliques des batteries.  



  Pour cela, le procédé selon l'invention est caractérisé  en ce qu'on soumet les batteries à une succession de  coups dont on fait varier l'intensité et la     fréquence    et  l'on récolte la matière active des batteries, qui se détache  sous forme divisée, en un endroit distinct de celui où  parviennent lesdits matériaux restants, ces derniers étant,  sous l'effet des coups, réduits en particules dont la gros  seur est plus élevée que celle des particules de matière  active.  



  Quant à l'appareil pour la mise en     oeuvre    du pro  cédé, il est caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte  allongée, des moyens pour déplacer progressivement les  batteries dans l'enceinte, et, à l'intérieur de cette der  nière, des moyens pour soumettre les batteries à des  chocs successifs dont la fréquence et l'intensité varient  pendant qu'elles parcourent l'enceinte.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une  forme d'exécution de l'appareil selon l'invention.  



  La     fig.    1 en est une coupe longitudinale verticale, et  la     fig.    2 une coupe selon la ligne     Y-Y    de la     fig.    1.  L'appareil et le procédé qui vont être décrits permet  tent d'atteindre le but visé en soumettant les batteries  ou leurs éléments à une action mécanique     consistant    en  une succession de coups, dont l'intensité et la fréquence  varient de façon à détacher pratiquement la totalité de  la matière active, principalement sous forme de poudre  ou de fins granulés, tandis que les matériaux restants  sont obtenus en fragments ou en particules dont la gros  seur est nettement supérieure à celles des matières acti  ves.

   Le degré d'intensité des coups s'exprime par la  valeur de l'énergie cinétique du mouvement relatif des  batteries     par    rapport aux masses inertes qui frappent les  coups. Cette énergie se transforme en travail de rupture,  de séparation, de déformation, etc.  



  Pour cela, les batteries peuvent être mises en mou  vement par rapport aux parois d'une enceinte de façon  à venir buter contre     ces    parois, ou bien on peut utiliser  des     masses    pesantes qui, elles, sont mises en mouvement  par rapport aux batteries. Dans d'autres variantes, les    masses pesantes et les batteries ou les parois et les bat  teries peuvent être mobiles simultanément. Comme mas  ses pesantes, on peut utiliser d'autres batteries ou d'au  tres éléments de batteries soumises au traitement ou de  telles batteries ou éléments de batteries conjointement  avec d'autres masses pesantes.  



  On a constaté qu'il est très important d'appliquer le  procédé dans des conditions telles que l'intensité des  coups diminue lorsque l'opération approche de son achè  vement.  



  Les matériaux peuvent être triés par un crible. Dans  ce cas, en faisant varier graduellement l'intensité des  coups, il est possible d'éviter convenablement l'effrite  ment des composants métalliques et non métalliques qui,  autrement, traverseraient les trous du crible, altérant la  matière active. Si les coups sont engendrés, par exemple,  par la chute libre de batteries sur des parois, la hauteur  de chute peut être progressivement réduite lorsque l'opé  ration approche de son achèvement. Ou bien des dispo  sitions sont prises pour que les coups successifs se pro  duisent avec interposition de     matériaux    relativement ten  dres, ou sur des parois moins rigides ; dans certains cas,  on- peut adopter -simultanément l'une et l'autre de ces  mesures.  



  Dans une phase préalable, on peut effectuer un  broyage des bacs, cette phase préalable étant distincte  de celle au cours de laquelle la matière active est déta  chée et séparée des autres constituants. Par ailleurs, la  séparation de la matière active et sa réduction en pou  dre peuvent être réalisées en même temps ou séparé  ment.  



  Il est également possible d'utiliser d'autres procédés  de séparation que le criblage, par exemple des procédés  de triage utilisant un courant liquide.  



  L'appareil représenté au dessin est constitué par le  cylindre 1, dont l'axe est incliné de deux degrés environ  sur l'horizontale, en direction de l'orifice de décharge 2,  les batteries sont introduites par     l'orifice    de charge 3. Le  tambour est équipé de couronnes externes 4 et 5 qui  tournent sur des galets 6 et 7, les galets 6,     entraînés    par  un moteur non représenté, mettent le tambour en  rotation.  



  Intérieurement, le tambour est muni d'ailes longitu  dinales B qui, pendant la rotation, soulèvent les batte  ries ou leurs éléments et les font retomber d'une hauteur  pratiquement constante sur la paroi inférieure du tam  bour. Le tambour est également muni d'une spirale 9  exécutée en fers plats, qui débute à proximité de l'orifice  de charge du tambour et s'étend sur une certaine lon  gueur. Cette spirale augmente la vitesse d'entraînement  des matériaux au niveau et au voisinage de la bouche de  charge, permettant ainsi aux batteries de tomber sur des  parois qui sont dépourvues, ou presque, de batteries ou  de leurs éléments. L'extrémité de décharge de la paroi  du tambour comporte des     orifices    ou trous, dont le  diamètre est compris entre 2 et 30 mm, en vue de séparer  la matière active.

   Le nombre des coups est     déterminé,     entre autres, par la longueur du tambour et par sa  vitesse de rotation, tandis que l'intensité moyenne des  coups dépend du diamètre du tambour. Le nombre de  coups auxquels les matériaux sont soumis pendant leur  séjour dans le tambour peut varier de 20 à 100 ou  davantage.

   Pour faire varier     l'intensité    des coups dans  les appareils de ce type, on peut laisser se     former    un  lit de matériaux broyés, dont l'épaisseur augmente en  direction de la décharge du tambour et qui devient de      plus en plus tendre, ou bien on peut répartir de façon  convenable, à l'intérieur du tambour, des corps munis  de saillies ou d'angles vifs, ou encore réduire le diamè  tre du tambour qui prend ainsi la forme d'un tronc de  cône ou d'une pyramide tronquée en direction de l'ori  fice de décharge.  



  Il est évident que de nombreuses modifications peu  vent être apportées aux appareils décrits : par exemple,  l'axe de rotation du tambour peut être horizontal et  l'entraînement des matériaux peut s'effectuer sous l'ef  fet de jets d'eau auquel cas on obtient simultanément  une séparation de la matière active détachée et on faci  lite son détachement.  



  Avec un appareil du type représenté sur les     fig.    1  et 2 de 2 m de diamètre, alimenté en batteries d'automo  biles hors d'usage, on a pu obtenir une séparation pra  tiquement complète de matière active sous forme  d'une poudre sensiblement pure ; en outre, la grosseur  moyenne des composants métalliques et des morceaux  d'ébonite et/ou des autres matériaux déchargés du tam  bour, était comprise entre 4 et 12 cm et prédominait  à 8 cm.  



  Un autre appareil approprié pour réaliser le procédé  de l'invention est essentiellement constitué par une bande  transporteuse, munie d'éléments de dessous rigides qui  se déplace entre deux flans robustes fixes.  



  Au cours de leur déplacement, les batteries char  gées sur la bande transporteuse sont frappées par des  masses pesantes, puis soulevées. Des dispositions sont  prises pour que le poids ou la hauteur de chute de ces  masses, ou encore l'un et l'autre, décroissent progressi  vement au fur et à mesure de l'opération de broyage.  La fréquence des coups est proportionnelle à la vitesse  d'avance de la bande transporteuse, de sorte que chaque  batterie ou ses éléments reçoit en moyenne le nombre  prédéterminé de coups, d'intensité convenable et varia  ble. Les matériaux broyés sont ensuite envoyés sur un  crible à trous de 8 mm de diamètre, de sorte que la  matière active est séparée des matériaux restants.  



  Un autre appareil est essentiellement constitué par  une bande transporteuse qui se déplace entre des flancs  robustes dont les parois sont segmentées et mobiles  selon un mouvement de va-et-vient perpendiculaire à la  direction d'avance de la bande. Tout en progressant, les  batteries chargées sur la courroie sont frappées par les  segments mobiles dont le mouvement alternatif est pro  portionnel à la vitesse d'avance de la courroie, de sorte  que chaque batterie est soumise à un nombre convena  ble de coups qui brisent le bac et détachent la matière  active pulvérulente, laquelle est ensuite séparée par  criblage, par sédimentation ou par un quelconque pro  cédé équivalent.  



  Un ,autre appareil est     essentiellement    constitué par un  crible oscillant ou vibrant qui est équipé de flancs seg  mentés mobiles analogues à ceux de l'appareil décrit  précédemment. Le broyage de la cuve des batteries, le  détachement et la pulvérisation de la matière active se  produisent de même que dans l'exemple précédent, à  cette différence que dans ce cas la séparation de la  matière active se produit pendant l'opération de broyage.  



  Comme on l'a déjà mentionné, les matériaux quasi  ment débarrassés de matière active sont déchargés, à  partir des appareils décrits, dans des grosseurs qui faci  litent la séparation ultérieure des composants métalliques  et non métalliques.    Pour simplifier la description, il n'a été question  ci-dessus que de batteries d'accumulateurs au plomb  mais il est sous-entendu que ce qui a été indiqué à pro  pos de ces batteries s'applique également à d'autres  types de batteries, par applications de mesures appro  priées et de modifications à la portée du spécialiste.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé pour séparer la matière active contenue dans des batteries d'accumulateurs usagées, des maté riaux d'armature de ces batteries, caractérisé en ce qu'on soumet les batteries à une succession de coups dont on fait varier l'intensité et la fréquence et l'on récolte la matière active des batteries, qui se détache sous forme divisée, en un endroit distinct de celui où parvien nent lesdits matériaux restants, ces derniers étant, sous l'effet des coups, réduits en particules dont la grosseur est plus élevée que celle des particules de matière active. Il.

   Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte allongée, des moyens pour déplacer progressi vement les batteries dans l'enceinte, et, à l'intérieur de cette dernière, des moyens pour soumettre les batteries à des chocs successifs dont la fréquence et l'intensité varient pendant qu'elles parcourent l'enceinte. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'intensité des coups décroît du début à la fin du traitement. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les coups sont obtenus par chute libre des bat teries ou de leurs éléments sur une paroi, ou par le choc de masses pesantes sur les parois des batteries. 3.

   Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'intensité des coups est modifiée en faisant varier la hauteur de chute libre. 4. Procédé selon les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'atténuation de l'intensité des coups au fur et à mesure que l'opération progresse, est réalisée de telle sorte que les coups qui suivant les pre miers s'effectuent sur des parois moins rigides. 5. Procédé selon les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'intensité des coups qui suivent les premiers est atténuée par la présence, sur la paroi où se produisent les coups d'un lit de matériaux brisés. 6. Procédé selon les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'intensité des coups est atténuée au fur et à mesure que l'opération progresse, par dimi nution de la hauteur de chute libre des batteries. 7.

   Procédé selon les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'atténuation de l'intensité des cou pes est obtenue en réduisant la hauteur de chute libre et, en même temps, en laissant se former sur lesdites parois un lit de constituants de batteries brisées par ladite chute. 8. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la séparation de la matière active est réalisée par criblage des matériaux brisés pendant ou à la fin du trai tement. 9.

   Appareil selon la revendication II, caractérisé par un tambour rotatif, circulaire ou polygonal en sec tion transversale, dont l'axe est incliné sur l'horizontale, pour favoriser l'avance des matériaux vers l'orifice de décharge, ce tambour étant équipé d'ailes intérieures, parallèles et légèrement inclinées par rapport à l'axe du tambour, afin de soulever et de faire tomber les maté riaux à briser. 10. Appareil selon la sous-revendication 9, caracté risé en ce que la grande base du tambour, en forme de tronc de cône ou de pyramide tronquée, correspond à l'orifice de charge. 11.

   Appareil selon la sous-revendication 9, caracté risé en ce que le tambour est muni intérieurement de saillies métalliques qui brisent les bacs des batteries qui tombent sur elles. 12. Appareil selon la sous-revendication 11, carac térisé en ce que les pièces métalliques en saillie n'exis tent que dans la première section du tambour. 13. Appareil selon la sous-revendication 9,- caracté- risé en ce que les parois du tambour sont munies de trous dont le diamètre est supérieur à 2 mm.

   14. Appareil selon la sous-revendication 13, carac térisé en ce que les trous ne se trouvent que dans la portion du tambour qui est au voisinage de l'orifice de décharge. 15. Appareil selon la sous-revendication 9, caracté risé en ce que les parois internes du tambour sont munies de nervures en spirale qui favorisent la progression axiale des matériaux. 16. Appareil selon la revendication II, caractérisé par une bande transporteuse, munie de flancs fixes, sur laquelle les batteries sont chargées, tandis que des masses pesantes, qui surplombent la bande transporteuse le long de son trajet, sont agencées de façon à frapper les batteries ou leurs éléments. 17.

   Appareil selon la sous-revendication 16, carac térisé en ce que les coups sont donnés par des éléments animés d'un mouvement de va-et-vient à différentes vitesses, perpendiculaire au mouvement d'avance de la bande transporteuse. 18. Appareil selon la revendication II, caractérisé par un crible vibrant sur lequel les batteries sont char gées et qui est muni de flancs segmentés mobiles, animés d'un mouvement de va-et-vient horizontal.