201179. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított minőségű aktív massza előállítására ólomakkumulátor gyártásaktív massza hulladékaiból
1 HU 201179 A 2 A találmány tárgya olyan eljárás, melyben ólomakkumulátorok gyártásközbeni selejtjéből eredd - azaz főként az aktív masszának lemezre kenésekor, szárításakor, formázásakor stb. keletkező, valamint elhasznált telepekből kiszerelt lemezekből elkülönített - pozitív és negatív aktív száraz masszát külön-külön tárolva és hőkezelve porgyártó malomba új, kiindulási ólomhoz adagolva és ott keverve, igen jó minőségű aktív masszát állítottunk elő. Találmányunk lényegében részletesebb kifejtése előtt röviden vázolni kívánjuk annak műszak hátterét, előzményeit. Találmányunkra lényegében az ismert aktív masszagyártási műveletek részleteiben történt megfigyelése és vizsgálata vezetett, ezért a közismert gyártást vázlatosan ismertetjük. Az aktív masszagyártás kiindulási anyaga az ólom-porgyártás. Ezen műveletben ólomból - pl. az iparban általában ismert Barton-malomban ólomport állítanak elő, mely ólomporból, a malom őrlési körülményeitől függően, különböző arányban ólom-oxid is képződik. Ezen port, aszerint, hogy pozitív, vagy negatív aktív masszát készítenek belőle, kénsavas/foszforsavas kezelésnek vetik alá, illetve adalékokkal - pl. kénsav, bárium-szulfát, korom stb. keverik - ez a nyers aktív massza -, majd kenőgépen rácsszerkezetű elektródokra kenik. Az így kialakított lemezeken lévő masszán azután további műveleteket - előszárítás, érlelés, stb. - hajtanak végre. Ezen műveletek során alakul ki az aktív masszában a tetra-bázikus ólom-szulfát, azaz melyben az ólom-oxid - PbO - és az ólom-szulfát - PbS04 - aránya 4:1. Az akkumulátor gyártása folyamán elkerülhetetlen bizonyos számú hibás lemez keletkezése, aminek újrafeldolgozási igénye már régen felmerült. Ezen igény természetesen a lemezek aktív massza tartalmára is kiterjedt. Idők folyamán többféle megoldás jött létre, ezek közül többet ismertetnek a 193 462 számú HU szabadalmi leírásban. Az általában használt metallurgiai feldolgozásokban a gyártás közben meghibásodott és elhasznált telepekből kiszerelt lemezeket masszástól együtt megolvasztják, esetleg ismételten. A rácsokat alkotó ólomötvözettől az aktív massza ólom-oxid-tartalma így elválasztható. Az ily módon visszanyert aktív masszát, US 4 009 833 számú szabadalmi iratból is kitűnően - 2. oszlop, 25-26. sorok - az aktív massza keverő gépekbe visszaadagolják újbóli felhasználásra. Ezen szabadalmi irat is megemlíti, efféle eljárásoknak eléggé gyenge a hatásfoka, valamint a hőenergia igényük is nagy, továbbá egészségvédelmi és környezetvédelmi szempontból is problémásak. Az iparban ismert a negatív lemezek aktív massza tartalmának vizsugárral történő elválasztása a rácstól és az aktív massza visszavezetése a gyártásba. Azonban ennek hatékonyságáról megemlíthető, hogy csak negatív aktív masszáknál használható, azaz nem az összes hulladékra alkalmazható, továbbá ilyenképpen visszanyert aktív masszát tartalmazó negatív lemezek, illetőleg ezekkel készített akkumulátorok kapacitása csökkentett, a felhasználáskor a kenés minősége gyengébb mint új anyagokkal! kenésnél, sőt a lemezek kétoldali kenésénél igen nehezen, vagy egyáltalán nem alkalmazható. Legsúlyosabb hátrányt az ólmot - ólomvegyületeket tartalmazó és nagy mennyiségű szennyvizek mozgatása jelenti energia-fogyasztás és környezetszennyezés lehetősége miatt egyaránt. Feltehetően ezen okok miatt a hulladék aktív massza visszaadagolása az aktív massza-keverőgépekbe az iparban nem tudott eltetjedni. Vizsgálataink és kísérleteink célja, mely végül is találmányunkhoz vezetett, az volt, hogy az említett hátrányokat részben, vagy egészben kiküszöböljük, csökkentsük. Nevezetesen, hogy a pozitív aktív masszát is tudjuk visszavezetni a gyártásba, továbbá, hogy a gyártási műveleteinek folyamán keletkező minden aktív masszát felhasználjunk, sőt üzemelt és/vagy tönkrement akkumulátorok pozitív és negatív aktív masszáit is hasznosítani tudjuk. Felismertük, hogyha az elkülönített összegyűjtött és tisztán tárolt pozitív és negatív aktív massza hulladékot és/vagy új - Pb - anyagból készített száraz, hőkezelt és szükség esetén megőrölt aktív masszát, a masszakeverő helyett - eltérően az említett USA irat közlésétől (2. oszlop, 25-26. sorok) - az ólomporgyártó malomba adagoljuk vissza egyenletesen a beadagolt új ólomhoz és a őrlés után az így előálló anyagból készítünk lemezeket/akkumulátorokat, úgy ezek tulajdonságai jobbak, mintha azokat új kiindulási - Pb - anyagból készített aktív masszával állítjuk elő. Találmányunknak tehát két jellegzetes arculata is van, nevezetesen nemcsak megoldja az aktív massza hulladékok maradéktalan felhasználását mégpedig az akkumulátorgyártáson belül, hanem egyúttal sajátos aktív massza gyártási eljárást is eredményezett. Találmányunk tehát eljárás ólomakkumulátor lemezek aktív pozitív vagy negatív masszájának előállítására, gyártási selejt lemezekből elkülönített aktív masszából és/vagy gyártásközbeni masszahulladékokból és/vagy üzemelt selejtes, tönkrement lemezek aktív masszájából és/vagy új kiindulási anyagokból készített aktív masszából és ólomból, a találmány lényege, hogy pozitív aktív massza gyártásánál a pozitív száraz masszát, - negatív aktív massza gyártásánál a negatív száraz mssazát 500-600 *C-on 8-12 percen át hőkezeljük - célszerűen megőrlés után - e masszát porgyártó malomba adagoljuk az ugyanoda bevitt ólom mennyiségének legfeljebb 80 %-kát kitevő mennyiségben. Találmányunk több kisebb-nagyobb módosítása is lehetséges, amelyek természetesen a találmány lényegét nem érintik. így például beállíthatjuk a száraz hőkezelt és a porgyártó malomba beadagolt aktív massza összetételét úgy is, hogy az általában ismert adalékokat is tartalmazza, így például a porgyártó malomból kikerülő anyagra vonatkoztatva 0,2 tömeg % minimumot, 0,5 tömeg % ólomfoszfátot és 5 tömeg % tetrabázikus ólom-szulfátot - azaz amiben a Pbo és a Pb-szulfát aránya 4 :1-hez - tartalmazzon. Találmányunk szerinti eljárással elkészített akkumulátorok jellemzőinek vizsgálatánál meglepő és előre nem látható javulást lehet tapasztalni. Nevezetesen az akkumulátorok - amperórában megadott - kapacitása és ennek megfelelően az aktív massza anyag felhasználása mintegy 10 %-al nőtt, illetve csökkent, másképpen kifejezve ugyanazon amperóra szám kevesebb aktív masszaanyaggal elérhető. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
