WO1994011911B1 - Procede physique et physico-chimique pour le traitement des piles et batteries usagees - Google Patents
Procede physique et physico-chimique pour le traitement des piles et batteries usageesInfo
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Abstract
Un procédé comportant des opérations physiques et physico-chimiques destiné au traitement - recyclage des piles et batteries usagées de toute forme, de toute taille et de toute nature chimique. Les traitements physiques permettent de transformer les piles et batteries en une masse uniforme et d'en séparer 35 à 40 % de résidus inertes et métaux directement recyclables. Les traitements physico-chimiques de la masse active restante des piles et batteries, soit entre 60 et 65 % de la masse totale, permettent d'éliminer les contaminants toxiques tels que le mercure et le cadmium, de purifier et de séparer les oxydes de manganèse sous forme de boue recyclable ou transformable en résidu inerte, et finalement de purifier et de séparer les composés de zinc sous forme de boue d'hydroxyde recyclable par voie métallurgique ou par électrolyse sous forme de métal d'une pureté de 99,5 % ou plus. Une variante de traitement physico-chimique de la masse active restante des piles et batteries permet d'extraire le zinc sous forme de solution sulfurique directement électrolysable, les oxydes de manganèse avec les impuretés étant transformés en granules stabilisées par un procédé d'immobilisation avec du ciment.
Claims
1. Un procédé pour le traitement en vrac des mélanges de piles et batteries usagées de différentes natures, comportant une étape (a) de broyage et de désintégration qui transforme les mélanges en une masse uniforme, et une étape (b) de séparation physique de cette masse uniforme d'une masse active toxique à traiter, suivie d'un traitement physico¬ chimique de cette masse active,
caractérisé en ce que l'étape (b) comporte les étapes de séparation successives suivantes :
i) une étape de séparation mécanique, pour séparer des poudres de cette masse uniforme, suivie
ii) d'une étape de séparation aérodynamique pour séparer les poudres restantes, les résidus inertes et les métaux; suivie
iii) d'une étape de séparation magnétique des métaux ferreux et non-ferreux directement recyclables,
les poudres des étapes i) et ii) constituant la masse active toxique qui est soumise à un traitement physico-chimique par voie humide afin de fournir au moins un produit recyclable.
2. Le procédé de la revendication 1 où l'étape (a) est caractérisée par:
- l'utilisation d'un broyeur à couteaux pour réduire les mélanges en particules uniformes de dimensions entre 0.5 et 1.5 cm; suivie par
- l'utilisation d'un broyeur à marteaux pour désintégrer la masse active en poudres fines, tout en gardant les structures en métal, et résidus inertes de papier et plastique à une dimension entre 0.5 et 1.5 cm.
3. Le procédé de la revendication 1 ou 2, où les proportions séparées par l'étape de séparation physique sont respectivement de 55 - 60 % poids de masse active toxique à traiter, de 5 - 10 % poids de résidus inertes à éliminer et de 30 - 40 % poids de métaux à recycler directement.
4. Le procédé de la revendication 1, 2 ou 3, où le traitement physico-chimique comporte au moins une des étapes suivantes:
(c) une dissolution-oxydation sélective permettant de séparer et de purifier les oxydes de manganèse sous forme de boue filtre-pressée recyclable;
(d) une décontamination des ions de mercure et/ou de cadmium;
(e) une précipitation sélective permettant de séparer et de purifier les composés de zinc sous forme de boue d'hydroxyde filtre-pressée recyclable;
(f) une dissolution sélective combinée avec une cémentation des impuretés sur poussières de fer ou de zinc pour obtenir une solution de sulfate de zinc directement electrolysable; et
(g) une stabilisation des oxydes de manganèse, avec les impuretés, par immobilisation avec un liant tel que le ciment pour un stockage définitif.
5. Le procédé de la revendication 4, comportant une étape (c) caractérisée par une dissolution sélective en milieu sulfurique, à pH entre 1 et 4, en présence d'un oxydant fort, des composés d'au moins un de zinc, de nickel, de cuivre, de cadmium, de mercure, ainsi que leurs sels inorganiques, de manière à séparer les oxydes de manganèse et le graphite sous forme de poudre insoluble.
6. Le procédé de la revendication 5, où l'étape (c) est suivie d'une étape de stabilisation de la boue d'oxydes de manganèse et de graphite par du ciment, en les transformant en résidus granulés inertes utilisables pour la construction.
7. Le procédé de la revendication 4, comportant une étape (d) caractérisée par l'utilisation de KMn04 comme agent oxydant, permettant notamment de solubiliser le mercure métal et ses composés insolubles en les oxydant en sels de mercure (II) .
8. Le procédé de.n'importe laquelle des revendications 4 à
7, comportant une étape (d) caractérisée par l'utilisation d'une résine d'échangeur d'ions sélective comme moyen d'élimination du mercure de la solution de dissolution de la masse active des piles et batteries.
9. Le procédé de n'importe laquelle des revendications 4 à
8, comportant une étape (e) caractérisée par une précipitation sélective de l'hydroxyde de zinc de la solution de dissolution de la masse active des piles et batteries, à pH entre 7 et 9.
10. Le procédé de n'importe laquelle des revendications 4 à
9, comportant une étape (e) ou (f) suivie par une électrolyse d'une dissolution sulfurique de l'hydroxyde de zinc pour son recyclage sous forme de dépôt métallique de pureté de 99.9% ou plus.
11. Utilisation du procédé de n'importe laquelle des revendications 1 à 10 pour récupérer au moins un de l'oxyde de manganèse, le zinc, et les métaux ferreux et non-ferreux des batteries usagées.
12. Le procédé de la revendication 4, comportant une étape de dissolution-oxydation sélective (c) , suivie d'une étape de contamination (d) et d'une étape de précipitation sélective (c) .
13. Le procédé de la revendication 4, comportant une étape de dissolution-oxydation sélective (c) , suivie d'une étape de dissolution sélective (f) et d'une étape de stabilisation
(g) •
14 . Une installation adaptée pour le traitement en vrac des mélanges de piles et batteries usagées de différentes natures, comportant des moyens (1,2) pour fournir un débit des mélanges à traiter à des moyens (3,5) de broyage et de désintégration qui transforme les mélanges en une masse uniforme, et des moyens de séparation physique de cette masse uniforme d'une masse active toxique apte à un traitement physico-chimique ultérieur, caractérisé en ce que les moyens de séparation physique comporte, successivement :
(i) un moyen (5') de séparation mécanique, pour séparer des poudres de cette masse uniforme, suivie
(ii) un moyen (8) de séparation aérodynamique pour séparer les poudres restantes, les résidus inertes et les métaux; et
(iii) un moyen (10) de séparation magnétique des métaux ferreux et non-ferreux directement recyclables,
ces moyens de séparation étant suivis par un collecteur (6) d'un mélange des poudres issues des moyens (i) et (ii) constituant la masse active toxique à traiter.
15. L'installation de la revendication 14 où les moyens de broyage comporte un broyeur à couteaux (3) pour réduire les mélanges en particules uniformes de dimensions entre 0.5 et 1.5 cm, suivis par un broyeur à marteaux(5) pour désintégrer la masse active en poudres fines, tout en gardant les structures en métal, et les résidus inertes de papier et plastique à une dimension entre 0.5 et 1.5 cm.
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