Recovery of Pure Lead-Tin Alloy from Recycling Spent Lead-Acid Batteries
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0000-0002-3681-4802 Date
2023-08-28
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MDPI
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Abstract
Spent lead–acid batteries have become the primary raw material for global lead production. In the current lead refining process, the tin oxidizes to slag, making its recovery problematic and expensive. This paper aims to present an innovative method for the fire refining of lead, which enables the retention of tin contained in lead from recycled lead–acid batteries. The proposed method uses aluminium scrap to remove impurities from the lead, virtually leaving all of the tin in it. The results of the conducted experiments indicate the high efficiency of the proposed method, which obtained a pure Pb-Sn alloy. This alloy is an ideal base material for the production of battery grids. This research was carried out on an industrial scale, which confirms the possibility of facile implementation of the method in almost every lead–acid battery recycling plant in the world.Zużyte akumulatory kwasowo-ołowiowe stały się głównym surowcem do światowej produkcji ołowiu. W obecnym procesie rafinacji ołowiu cyna utlenia się do zgarów, przez co jej odzysk jest problematyczny i kosztowny. Celem pracy jest przedstawienie innowacyjnej metody rafinacji ogniowej ołowiu, która umożliwia zatrzymanie cyny zawartej w ołowiu z przetworzonych akumulatorów kwasowo-ołowiowych. W proponowanej metodzie do usunięcia zanieczyszczeń z ołowiu wykorzystuje się złom aluminium, praktycznie pozostawiając w nim całą cynę. Rezultaty przeprowadzonych eksperymentów wskazują na wysoką skuteczność zaproponowanej metody, w wyniku której otrzymano czysty stop Pb-Sn. Stop ten jest idealnym materiałem bazowym do produkcji kratek akumulatorowych. Badania przeprowadzono na skalę przemysłową, co potwierdza możliwość łatwego wdrożenia metody w niemal każdym zakładzie recyklingu akumulatorów kwasowo-ołowiowych na świecie.Verbrauchte Bleibatterien sind zum wichtigsten Rohstoff für die weltweite Bleiproduktion geworden. Im aktuellen Bleiraffinationsprozess oxidiert das Zinn zu Schlacke, was seine Rückgewinnung problematisch und teuer macht. Ziel dieses Artikels ist es, ein innovatives Verfahren zur Feuerraffination von Blei vorzustellen, mit dem das im Blei enthaltene Zinn aus recycelten Bleibatterien erhalten bleibt. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren werden Verunreinigungen aus dem Blei mithilfe von Aluminiumschrott entfernt, wobei praktisch das gesamte Zinn darin verbleibt. Die Ergebnisse der durchgeführten Experimente weisen auf die hohe Effizienz des vorgeschlagenen Verfahrens hin, mit dem eine reine Pb-Sn-Legierung erhalten wurde. Diese Legierung ist ein ideales Grundmaterial für die Herstellung von Batteriegittern. Diese Forschung wurde im industriellen Maßstab durchgeführt, was die Möglichkeit einer einfachen Umsetzung des Verfahrens in nahezu jeder Bleibatterie-Recyclinganlage der Welt bestätigt.Les batteries au plomb usagées sont devenues la principale matière première pour la production mondiale de plomb. Dans le processus actuel de raffinage du plomb, l’étain s’oxyde en scories, ce qui rend sa récupération problématique et coûteuse. Cet article vise à présenter une méthode innovante de raffinage au feu du plomb, qui permet de retenir l'étain contenu dans le plomb issu des batteries plomb-acide recyclées. La méthode proposée utilise des déchets d’aluminium pour éliminer les impuretés du plomb, laissant pratiquement tout l’étain qu’il contient. Les résultats des expériences menées indiquent la grande efficacité de la méthode proposée, qui a permis d'obtenir un alliage Pb-Sn pur. Cet alliage est un matériau de base idéal pour la production de grilles de batteries. Cette recherche a été menée à l’échelle industrielle, ce qui confirme la possibilité d’une mise en œuvre facile de la méthode dans presque toutes les usines de recyclage de batteries au plomb dans le monde.Отработанные свинцово-кислотные аккумуляторы стали основным сырьем для мирового производства свинца. В современном процессе рафинирования свинца олово окисляется до шлака, что делает его восстановление проблематичным и дорогостоящим. Целью данной статьи является представление инновационного метода огневого рафинирования свинца, который позволяет сохранять олово, содержащееся в свинце из переработанных свинцово-кислотных аккумуляторов. В предлагаемом методе для удаления примесей из свинца используется алюминиевый лом, практически оставляя в нем все олово. Результаты проведенных экспериментов свидетельствуют о высокой эффективности предложенного метода, позволяющего получить чистый сплав Pb-Sn. Этот сплав является идеальным базовым материалом для производства аккумуляторных решеток. Исследования проведены в промышленном масштабе, что подтверждает возможность легкого внедрения метода практически на каждом заводе по переработке свинцово-кислотных аккумуляторов в мире.Las baterías de plomo-ácido gastadas se han convertido en la principal materia prima para la producción mundial de plomo. En el actual proceso de refinación del plomo, el estaño se oxida hasta convertirse en escoria, lo que hace que su recuperación sea problemática y costosa. Este artículo tiene como objetivo presentar un método innovador para el refinado de plomo por fuego, que permite la retención del estaño contenido en el plomo de baterías de plomo-ácido recicladas. El método propuesto utiliza chatarra de aluminio para eliminar las impurezas del plomo, dejando prácticamente todo el estaño en su interior. Los resultados de los experimentos realizados indican la alta eficiencia del método propuesto, que obtuvo una aleación pura de Pb-Sn. Esta aleación es un material base ideal para la producción de rejillas para baterías. Esta investigación se llevó a cabo a escala industrial, lo que confirma la posibilidad de una fácil implementación del método en casi todas las plantas de reciclaje de baterías de plomo-ácido del mundo.Las baterías de plomo-ácido gastadas se han convertido en la principal materia prima para la producción mundial de plomo. En el actual proceso de refinación del plomo, el estaño se oxida hasta convertirse en escoria, lo que hace que su recuperación sea problemática y costosa. Este artículo tiene como objetivo presentar un método innovador para el refinado de plomo por fuego, que permite la retención del estaño contenido en el plomo de baterías de plomo-ácido recicladas. El método propuesto utiliza chatarra de aluminio para eliminar las impurezas del plomo, dejando prácticamente todo el estaño en su interior. Los resultados de los experimentos realizados indican la alta eficiencia del método propuesto, que obtuvo una aleación pura de Pb-Sn. Esta aleación es un material base ideal para la producción de rejillas para baterías. Esta investigación se llevó a cabo a escala industrial, lo que confirma la posibilidad de una fácil implementación del método en casi todas las plantas de reciclaje de baterías de plomo-ácido del mundo.
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Citation
Malecha, D.; Małecki, S.; Jarosz, P.; Kowalik, R.; Żabiński, P. Recovery of Pure Lead-Tin Alloy from Recycling Spent Lead-Acid Batteries. Materials 2023, 16, 5882. https://doi.org/10.3390/ ma16175882