Способ переработки металлоотходов

ЗАРЕГИСТРИРОВАН в Респуегн БЕлАРусЬ ПАТЕНТ 27(56) Авторское свидетельство СССР М 1475281. кл. В 22 Р 9/04.19 ВБ.металлический порошок дополнительно вводят путем перемешивания дисперсные металлоотходы. содержащие ЛЕГИРУЮЩИЕ- . 2 элементы. Кроме того перед вводом в металлический порошок металлоотходы сушат. усредняютм с одновременным смешиванием с твердым углеродом и отжигают под слоем инертных частиц. В качестве металлоотходов вводят отходы гальваничеь ского производства или пылевые отходы твердого сплава, или отходы шлифования вольфрамовых и молибденовых прутков. или хромсодержащие отходы кожевенного производства. или легирующиегэлементьъ,выделенные из отходов шлифования путем растворения железа. 1 табл 5 з.п.ф-льп.Изобретение ОТНОСИТСЯ К УТИЛИЗВЦИИ спеканием. НО ОНИ имеют ВЫСОКУЮ СТО дисперсных металлоотходов и может найти имость. В то же время эти элементы содерприменение в металлургической, химиче- жатся в других металпоотходах. например. ской и машиностроительной отраслях про- гальванических. гидрометаллургичвская пе- с мышленностш - д у - Реработка которых нерентабельна. но осу 5Известен способ переработки отходов ч ществляется с целью предотвращения шлифования (автсв. Мг 1475281. кл. В 22 Е загрязнения окружающей среды ядовитыми ,д 9/04, заключающийся в предварительном окислами металлов. - Ч обезвоживании отходов. их магнитной сепа- Цель изобретения достижение эколо- ф рации И ОТЖИГЕ В капсулах ПОД слоем инер- ГИЧЕСКОГО эффекта. повышение степени ле тного материала и факелом (прототип). гирования и утилизации отходов. чЭтот способ позволяет путем пиролиза Поставленная цель достигается а спосо- не только удалять из отходов органику, но и бе переработки металлоотходов. включаю- О частично довосстанавпивать металлический щам выделение металлического порошка из порошок твердым продуктом пиролиза этой отходов шлифования металлических изде- органики коксом. Слеченные брикеты иа- лий. его отжиг под слоем инертных частиц и влекаются из капсул и их можно перепла- факелом отличающемся тем. что дополни- , вить в любой металлургической печи. Недостаток ЭТОГО способа заключается в том что он не позволяет получать другие марки стали непосредственным переплаьом спеков в процессе микрометаллургическотов передела отходов. Дляь этого необходимо иметь порошковые легирующие элементы и ввести их в отходы передТВЛЬНО ИСПОЛЬЗУЮТ ДИСПЕВСННЕ МВТЭЛЛООТХОДЫ. КОТОРЫЕ ПОДВЭРГЗЮТ ПВЕДВЗРИТЭЛЬНОМУ ВОССТЭНОВИТЗЛЬНОМУ ОТ1 ЖИГУ В СМЕСИ С твердым углеродом ПОД СЛОем инертных частиц. после чего их перемешивают с металлическим порошком. выделенным из отходов шлифования. и полученную смесь подвергают отжигу.Кроме того. в качестве дисперсных металлоотходов используют отходы гальванического производства.Кроме того. в качестве дисперсных металлоотходов используют пылевые отходыКроме того. в качестве дисперсных металлоотходов используют отходы шлифования вольфрамовых и молибденовых прутков.Кроме того, в качестве дисперсных металлоотходов используют кромсодержа щие отходы кожевенного производства.Кроме того. в качестве дисперсных металлоотходов используют легирующие злементы. выделенные из отходов шлифования путем растворения железа.Данный способ позволяете ходе переплава-спеков. образующихся в ходе отжига. усваивать тяжелые металлы из дисперсных металлоотходов металлическим порошком. выделенным из отходбв шлифования. Но для этого окисленные дисперсные металлоотходы необходимо подвергнуть предварительному восстановительному отжигу в смеси с твердым углеродом. Отжиг в капсу пе под слоем инертного материала и факелом обеспечивает спекание и ОКОНЧЭТЕЛЬНОЭ ДОВОССТЭНОБЛВНИЕ ДИСПЭРС ных металлоотходов. Такие металлы. как хром. никель, вольфрам, молибден, ванадий. кобальт усваиваются металлом, выделенным из отходов шлифования. что повышает степень легирования металла и утилизации отходов. Пары цинка при этом конденсируются и задерживаются слоем инертных частич. В ходе отжига факел обра ЗУЭТЯ В РВЗУЛ ьтате ГОВВНИЯ ОКСИДЭ УГЛВООда. о выделяющегося в процессе восстановления металлов. изолируя их от кислорода воздуха.Г р и м е р 1. Переработка подвергались отходы шлифования быстрорежущей стали Московского завода Фрезер и отходы шлифования вольфрамовых и молибденовых прутков.Предварительно отходы шлифования сушились в фильтрационной сушилке.После сушки отходы быстрорежущей стали помещались в капсулы. утрамбовывались. в их слое формировались сквозные каналы. которые в верхней части перекрывались сплошной просп эйхой этих отходов.у и засыпались сверху слоем алектрокорунда. выделенного из отходов в ходе их магнитНОЙ сепарации. Этот слой был ограничен боковыми стенками капсульж. а снизу сплошной прослойкой отходов и при разложении масла и восстановительном отжиге выполНЯп роль фильтрующего дисперсъ ого клапа 10на, над которым горел факел, но горение и воздух не распространялись под этот слой. Отжиг велся при температурах 9001 О 50 С. Далее отходы извлекались из капсул, дробились в шаровой мельнице, подвергались магнитной сепарации. . сОтходы шлифования прутков молибдена и вольфрама после сушки УСРВДНЯПИСЬ В барабанной мельнице с добавкой в них 6 по весу твердого углерода. (2/ З от содержания кислорода в металле). Затем эти отходы помещались в капсулы из стали Х 25 Н 13. вНИХ формировались КЭНЭЛЫ И ОТЖИГЭЛИСЬ Вшахтной печи при температуре 10501100 С в течение 8 часов. После отжига отходы смешивались с порошком быстрорежущей стали марки Р 6 М 5, выделенным из отходов шлифования. в разных пропорциях с добавкой 2 углерода от веса металлоотходов. Смесь загружали в полиэтиленовые мешки И в капсулы. после чего между стенками капсулы и мешками засыпался электрокорунд. Смесь отжигалась в течение двух часов при температуре 1 О 5 ОС. после чего капсулы охлаждались в течение 2 часов в бассейне с водой. И из них затемизвлекались брикеты быстрорежущей ста ли. выделенной из отходов шлифования, доПОЛНИТЭЛЬНО ЛЕГИПОВЗННОЙ пылевыми металлоотходами- вольфрама и молибдена. Поскольку спекание проводилось после предварительного ВОССТаНОВИТеЛЬНОГО ОТ жига окисленных металлоотходов. т.е. послеудаления из них газов. препятствующих уп-лотнению спеков в ходе отжига. то полученные спеки отличались повышенной плотностью. Спеки-брикеты загружались в индукционную печь емкостью 160 кг и плавились. Результаты плавки были следующими. Усваиваемость вольфрама и молибдена 96. Потери железа 10. Ниже в таблицеприведены ПЗУПЬТЗТЫ ХИМИЧЕСКОГО И СПВК 7трального анализов слитков. полученных ПОСЛЕ переплава СПЕКОВ при различном СО держании в них вольфрам-молибденовых отходов. у -При 708 О содержании вольфрам-молибденовых отходов в спеках. имеющих при этом низкую прочность. они в процессе нагрева даже при температуре 1700 С не расппавлялись. а уменьшались в объеме. что вызвало трудности удаления окислов алюминия. кремния и никеля в шлак.Сталь. выплавпенная из спеков содержащих 50 стали марки Р 6 М 5 и 50 вольфранц-молибденовых отходов шлифования. после нагрева до 950 С сохраняла твердость в пределах 65-66 ННС.завода, подвергались выпариванию в капсулах. В результате получался твердый остаток рыжего цвета в количестве 20 от исходного шлама (т.е. воды В Нем быт 30)гЭтот остаток иэмельчался в шаровой мельнице (вернеед измельчались его комки. потому т сами частицы отходов имели размер значительно меньше 50 мкм). Исходный состав высушенных гальванических ОТ ходов был следующим 20 50.3578 СГ т 2.78 ЭВ Ре 18.97 РЬ 0,1 Б 7 фМп-0.21 В - 0.03 Со - 0.01 со 001 Н 0.63 5 л 0.03 Си - 4.11 5) - 0.02. В ходе измельчения в шлам добавлялась 20 по весу аморфного графита и затем 50 порошка стали марки 65 Г, извлеченного из отходов шлифования Минского инструментального завода. Эти отходы пока отправляются на свалку с содержанием стали 90-93 . Смесь загружали в капсулы. за сыпали абразивом и отжигалипри- СОПВОВОЖДЭПСЯ ГОРЕНИВМ ОКСИД УГЛе-РОДЭ.И после его выгорания капсулы извлекались из печи. охлаждались. а брикеты загружались в индукционную печь переплавлялись. В ходе плавки в качестве раскислителя вводился алюминий. чтобы довостановить окись хрома. Особенностью плавки являлся очень подвижный шлак. которьтй после остывания представлял собой черную стекло видную массу. Полученная сталь содержала 3.2 Сг и сохраняла свои свойства при повышенных температурах. Стекловидньай ШЛЭК ПРИ ПВРЭПЛНВЕ СПЕКОВ конструкционНОЙ СТЭЛИ ИСПОЛЬЗОВЭЛСЯ ДЛЯ наведения ЛЕГКО ПЛЗВКОГО ЖИДКОГО ШЛЗКЭ,Предварительный восстановительный от. Жиг гальванических ОТХОДОВ ПОЗВОНИЛ уда ЛИТЬ ИЗ НИХ ОСНОВНОЕ КОЛИЧЕСТВО ГЭЗОВ. Ипри последующем перемешивании их состальным порошком. выделенным из отходов шлифования. и отжиге получались болееТаким образом. предложенный способ позволил утилизировать гальванические отходы и предотвратить загрязнение окружающей среды.СТВЛИ. ВЗЯТЫВ ИЗ ЦИКЛОНОВ. подергались магнитной сепарации. и извлеченный окисленный стальной Посошок смешивался с Измельченной окалиной быстрорежущей стали в соотношении 11 по-весу. Затем зта смесь обрабатывалась 15-2036 раствором Н 25 О 4 при температуре 70-9 ОС. В результате окись железа превращалась в растворимый гептагидрат Сульфит железа. а железо после взаимодействия с кислотойокислы также растворялись в серной кислоте. Осадок извлекался. промывался, отстаиВВЛСЯ. ЗЭТЕМ ОН СУЩИЛСЯ. ТЗМЗЩИВЭЛСЯ С твердым углеродом (2076 по весу). загружался в капсул ы изасыпался сверху слоем инертных частиц. и отжигался при температуре 110 ОС в течение 8 часов. пока горел факел оксида углерода. После охлаждения он извлекался из капсул и содержал 46 вольфрама. 38 молибдена и 16 ванадия. Затем его смешивали с порошком быстрорежущейния. смесь в целофановых пакетах загружали в капсулы, засыпали слоем инертных частиц и отжигали при температуре 11 О 0 С Спеки переплавляли. добавляя в ходе плавки Феррохром (при необходимости). Таким способом. в частности. перерабатывались отходы шлифования. содержащие смесь быстрорежущей и конструкционной сталей. что позволяло в конечном результате получить быстрорежущую сталь исходной марки.П р и м е р 4. Обрабатывались отходы твердого сплава. образующиеся при сухой заточке режущих пластин (В КБ. ВКВ), содер жащие до 3.35 вольфрама. Отходы под вергались магнитной сепарации. в результате которой извлекались частицы твердого сплава преимущественно размером свыше 100 мкм. Хвосты просеивались через сито с ячейками 0.2 мм. Крупная фракция абразива (карбида кремния) 0.2 мм содержала призтом всего 0,5 вольфрама и направлялась на изготовление шлифовальных кругов. Мелкая фракция - 0.2 мм. составляющая до 30 от общего количества отходов. содержала уже до 5 вольфрама. Концентрат содержал до 80 вольфрама,После перемешивания концентрата и фракции 0.2 мм содержаниевольфрама в смеси достигло 9.43. Эта смесь перемешивалась далее с быстрорежущей сталью. извлеченной из отходов шлифования, в пропорции 12. загружалась в целофановые мешки и в капсулы. засыпаласьабразивом и отжигалась. Спеки содержали 7,1 вольфрама и 35 молибдена. В ходе отжига при ПОООС карбид кремния разлагался. При переплавауглерод-и кремний работали в качестве рас кислителя. В конечном продукте стали содержание вольфрама достигло 102 и около 5 молибдена.В частном случае вместо порошка быстрорежущей стали плспользовался биметалл т смесь быстрорежущей и конструкционной сталей, выделенная из отходов шлифования. с содержанием вольфрама 2,2. АнаЛОГИЧНЫМ СПОСОСОМ ЛЕГИВУЯ ЭТОТ ПОООШОКЪЧИТХОДЗМИ ТВВПДОГО СПЛНВЗ В СЭОТНОШВНИИих пи НГТГГ л тлшлТТГ т НПГ-ЧГГН н21 после спекания содержание вольфрама в спеке достигло 4,6 и после переплава сталь содержала 6,4 вольфрама.Таким образом. пылевые отходы твердого сплава целесообразно вместо их гидрометаллургическои П 8 Р 9 Р 3 б 4 использовать для выплавки быстрорежущей стали по предложенному способу. тем более. что эти отходы часто загрязнены молибденом (быстрорежущей сталью, в состав которой входит молибден). что недопустимо по техническим условиям на эти отходы.Способ позволяет усваивать вольфрам изотходов твердого сплава. содержащих МВ нее 3 вольфрама. без дорогой гИДРОМЕТЭд лургическои переработки этих отходов.ИСПОЛЬЗУЯ ДЛЯ ВЫППЗВКИ быстрорежущихсталей. ДОПОЛНИТВЛЬНОВ ИСПОЛЬЗОВЗНИЕ ДИСП ер СНЫК МЕТЗЛПООТХОДОВ, КОТООЫЕ ПОДБВРГЗЮТпредварительному восстановительному отжигу в смеси с твердым углеродом под слоем инертных частиц. после чего их перемешивают С МЕТЗЛЛИЧЭСКИМ ПОПОШКОМ. выделенным из отходов шлифования. и отжиг полученной смеси под слоем инертных дестиц обеспечивают удаление газов из дисперсных металлоотходов в ходе их восстановления и более эффективное спекание при повторном отжиге с металлическим порошком, выделенным изртходов шлифования. а после переплава спеков усвоение легирующих ЭПВМЕНТОЕ. СОДВПЖЭЩИХСЯ В ЭТИХ дисперсных МЭТЭЛПООТХОДЭХ менее ЛЭ гироеанной сталью. выделенной из отходов шлифования - все это предотвращает за грязнение окружающей средь тяжелымиметаллами. т.е. создает экологический эффект. Использование в качестве дисперсных МЗТЗПЛООТХОДОВ отходов ГЭПЬВЗНИЧЗСКОГО производства обеспечивает утилизацию содержащихся в них металлов. Использование в качестве дисперсных металлоотходов пылевых отходов твердого сплава позволяет утилизировать их. минуя дорогую гидрометалпургическую переработку. в том числе и с содержанием вольф рама менее 3. и получить быстрорежущие стали.Использование в качестве дисперсных металлоотходов отходов шлифования воль Фрамовых и молибденовых прутков обеспечивает выплавку быстрорежущик сталей сусвоением вольфрама и молибдена из отходов беэ дальнейшей их гидрометаллургической переработки.металлоотходов обеспечивает усвоение сталью хрома и утилизацию этих ОТХОДОВ.Использование в качестве ДИСПЕРСНЫХ металлоотходов ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЗМЕНТОВ, выделенных из отходов шлифования путем растворения железа. обеспечивает переработку смешанных отходов различных сталей. в том числе в быстрорежущую сталь. одновременно позволяя удалить из лигатуры вредные примеси. например. свинец. предварительно промывая его раствором ЗЗОТНОЙ КИСЛОТЫ.1. Способ переработки металлоотходов. ВКЛЮЧЗЮЩИЙ ВЫДЕЛЕНИЕ МЭТЗЛЛИЧВСКОГО ПО рошка из отходов шлифования металлических изделии. его отжиг под слоем инертных частиц и факелом. о тл и ч а ю щ и й с я тем,что.-с целью достижения экологического эффекта. повышения степени легрования и утилизации. отходов. дополнительно исПОЛЬЗУЮТ ДИСПВВСНЪПВ МЕТЗЛЛООТХОДЫ. КОТО рые подвергают предварительному восстановительному отжигу в смеси отвердым углеродом под слоем инертных частиц. ПОСЛЕ чего ИХ перемешивают С МЗТЗПВИЧСКИМ ПООВЩКОМ. выделенным ИЗ ОТХОДОВ шлифования. и полученную смесь подвергают отжигу.2. Способ по п, Дотличающийся ТЕМ. ЧТО В качестве ДИСПВВСНЫХ МЕТЗЛЛООТ ходов используют отходы гальванического производства.3. Способ по п.1.отличающиися тем. что в качестве дисперсных металлоотходов используют пылевые отходы твердого сплава, .4. Способпоп. Ъотличающиися тем. что в качестве дисперсных металлоотходов используют отходы шлифования вопьфрамовых и молибденовых прутков.5. Способпоп. Ъотличающийся тем. что в качестве дисперсных гиеталлоотХОДОВ ИСПОЛЬЗУЮТ хромсодержащие ОТХОДЫ кожевенного производства.6. Способпоп. Ъотличающийся тем. что в качестве дисперсных металлооткодов используют легирующие элементы. ВЫДЕЛЕННЫЕ ИЗ ОТХОДОВ шлифования ПУТЕМ растворения железа.