Избранные главы технологии аккумулятора с точки зрения химика.⁠⁠

Эта история случилась со мной. Имена заменены. Все совпадения с реальностью не случайны.

Работал на одном из заводов по производству аккумуляторов. Сначала работал лаборантом в химической лаборатории, а потом предложили уйти из лаборантов в инженеры-технологи по химической части. " Океей, почему бы и не попробовать": подумал я: "это в любом случае опыт - положительный или отрицательный, но опыт."

Моим начальником стал (свежеиспеченным, надо отметить) человек лет тридцати по имени Зигизмунд. Он, по его словам, имеет два высших образования, одно из которых химическое. За время моей работы в технологах происходил ряд забавных случаев, которые буду постепенно выкладывать, попутно объясняя некоторые моменты.

История 1. Зигизмунд и свинец.

Если представить аккумуляторное производство ( да и, в принципе, любое другое) в виде многоэтажного здания, то каждый этаж будет представлять собой отдельный этап. Входной контроль сырья будет цокольным этажом. А на первом этаже расположены кабинеты производства решеток-токоотводов и кабинет производства оксидного порошка. Про токоотводы, сплавы к ним, требования к сырью и прочее, что я узнал из книг и статей, опишу в следующем посте (если это кого-то заинтересует).

Первое, что нам необходимо для создания аккумулятора - оксидный порошок (leady oxide по-английски). Представляет собой смесь PbO и остаточного металлического свинца Pb. Получают путём истирания в мельничных установках или методом распыления расплава в потоке воздуха -  т.н. Бартон-метод. У каждого из методов есть ряд своих преимуществ и недостатков. Так, например, оксид свинца имеет две модификации - тетрагональный- и орторомбический-PbO; первый переходит во второй при температуре около 490С. Для работы аккумулятора, как показывает практика, содержание орто-PbO не должно превышать 10-20% по весу (все зависит от дальнейшей технологии приготовления пасты). При использовании мельничного метода орто-PbO не образуется, в то время как, при использовании Бартон-метода его содержание в leady oxide варьируется в пределах 5-30% по массе.

На многих заводах Европы и Азии используют, в основном, мельничный метод.

Мельничный комплекс. Справа-налево: (тройка - конвейер подачи свинца в котел, сам котел, карусель для отливки шариков/цилиндров), накопитель свинцовых шариков/цилиндров, мельничный барабан, система отвода и фильтрации оксидного порошка.

Работа мельничного комплекса устроена следующим образом. Оператор закладывает на конвейер свинцовые чушки, далее они попадают в плавильный котел и из него насосом расплав закачивается в карусель для отливки цилиндров высотой 20 мм или же шариков такого же диаметра. Затем, отлитые цилиндры/шарики поступают в башню-накопитель, где должны остыть до комнатной температуры (несмотря на водяное охлаждение карусели, цилиндры всё ещё достаточно горячи). После того, как температура в накопителе опустилась до допустимых значений цилиндры/шарики постепенно подаются во вращающийся барабан. Подача происходит порционно, по мере мере удаления оксидного порошка из реакционной зоны. Во вращающемся барабане цилиндры постоянно сталкиваясь между собой генерируют тепло и отшелушиваются в виде мелких частиц, которые окисляются в постоянном воздушном потоке. Температура внутри барабана регулируется путём впрыска воды, которая одновременно является катализатором окисления свинца. При достижении определенного размера, частицы уносятся потоком воздуха в фильтрационную систему. Более крупные отделяются и возвращаются обратно в барабан. Прошедшие же через фильтр крупицы попадают в силосную башню, где leady oxide постепенно ( в течение 3-4 суток) остывает, т.к. свежеприготовленный оксидный порошок, содержащий около 28% неокисленного свинца остается реакционноспособным.  

На стадии отливки  и хранения в накопителе свинцовых цилиндров случается неприятный момент - слипание цилиндров в крупные агломераты под весом вышележащих слоев. Мелкие агломераты проскакивают при открытии заслонки через узкую горловину из накопителя на конвейер подачи в барабан. А вот более крупные создают затор, что приводит к уменьшению количества реагента в барабане. Хорошо, если оператор находится рядом, а не ушел покурить на весь день.

Так вот в первую неделю на должности получаю задание от начальника: подумать, как это можно исправить. Дабы показать ему, что с этим никак не справиться, демонстрирую: беру два куска свинца с ровной поверхностью, соединяю их гладкими сторонами друг с другом и надавливаю с небольшим усилием. Они слиплись. На что Зигизмунд в присутствии рабочего с умным видом констатировал: "Это из-за радиуса атома."

Это был мой первый воображаемый фейспалм.

Кстати, такой же "фокус" некогда показывал Александр Пушной. Если не ошибаюсь, то это можно назвать аутогезией, обусловленной диффузией под давлением.