Индукционная сортировка лома цветных металлов

Одной из тенденций развития экономики, направленной на решение эколого-экономических проблем, является увеличение производства вторичных цветных металлов. В то же время производство металлов из рудного сырья сталкивается с целым рядом экономических и экологических проблем. Возрастают затраты на разработку сырья, что связано с уменьшением содержания металлов в рудах и увеличением транспортных расходов из-за удаленности месторождений. Велики топливно-энергетические затраты на производство цветных металлов и расходы на природоохранные мероприятия, поскольку технологические процессы в цветной металлургии характеризуются большим количеством пылегазовых выбросов в атмосферу, сточных вод и разнообразных видов твердых отходов (хвосты обогащения, шлаки и шламы металлургических переделов, отходы металлообработки и т. д.). Указанные причины обусловливают необходимость развития вторичной цветной металлургии.

При использовании вторичных металлов уменьшается потребность в минеральном сырье, снижаются энергопотребление и выбросы в биосферу загрязняющих веществ. Однако производство вторичных цветных металлов в нашей стране уступает достигнутому в ведущих промышленных странах уровню как по количественным (доля вторичных металлов от всего производства), так и по качественным (качество получаемых сплавов) показателям. Одной из причин такого положения является отставание в области разработки и производства оборудования для вспомогательных технологических операций (фрагментирование, дробление, сортировка). Указанные операции, реализуемые на стадии подготовки лома и отходов к металлургическому переделу, должны обеспечивать свойства вторичного сырья, требуемые для металлургических процессов. Отсутствие таких технологий и оборудования приводит к тому, что при подготовке лома и отходов преобладает ручной труд.

Проблема заключается в том, что значительная часть лома цветных металлов поступает на металлургические заводы в неразделанном и несортированном виде. Непосредственная плавка несортированного лома сопровождается рядом нежелательных явлений, таких как:

- потери легирующих добавок (в первую очередь, легкоплавких: олова, свинца, цинка);

- выпуск низкокачественных сплавов (например, для алюминия основными загрязнителями являются железо, кремний, марганец);

- повышение энергозатрат, связанное как с увеличением времени плавки, так и с расходами на последующую очистку расплавов;

- ухудшение свойств шлака и выделение вредных выбросов, обусловленные наличием в ломе неметаллических включений (резина, пластмассы и т.п.);

- потери основного металла на угар при плавке металлолома с фрагментами, существенно отличающимися по размерам (например, стружки и кускового лома).

Удаление из лома и отходов неметаллических включений, сортировка цветных металлов по крупности, а также по видам металлов и группам сплавов являются наиболее сложными операциями на стадии подготовки вторичного сырья. Для указанных целей используются различные методы: магнитная, электрическая, пневматическая сепарации, сепарация в тяжелых средах.

Для предварительной очистки смесей от ферромагнитных включений (железо, никель, ферриты) используют магнитные сепараторы – железоотделители. При пневмосепарации можно разделить отходы на тяжелую и легкую фракции (например, отделить металл от изоляционных материалов). Магнитная и пневмосепарация применяются на начальных стадиях подготовки лома. В дальнейшем решается более сложная задача сортировки цветных металлов по крупности, а также по видам металлов и группам сплавов. Широкое применение при обработке лома и отходов цветных металлов находит электродинамическая сепарация в бегущим магнитном поле. Получение с помощью такой сепарации селективных концентратов металлов существенно повышает ценность продуктов разделения: снижаются затраты на последующие металлургические переделы, уменьшаются потери металла, улучшаются экологические показатели металлургических процессов, появляется возможность получения из вторичных металлов высококачественных сплавов.

Разработка установок электродинамической сепарации является одним из научных направлений кафедры «Электротехника и электротехнологические системы» УрФУ. На кафедре создан ряд опытных сепараторов, разработаны методы их расчета, что позволяет решать разнообразные задачи, связанные с обработкой металлосодержащих отходов. Исследования подтверждают возможность решения рассмотренных технологических задач. Например, на рис. 1 показаны расчетные зависимости удельного электромагнитного усилия (отношение усилия к массе извлекаемой частицы Fm = F/m [Н/кг или м/с2]) от частоты бегущего магнитного поля для медных пластин разной крупности, полученные для одной из опытных установок на основе трехфазного линейного индуктора. Основные параметры установки: полюсное деление – 100 мм; удаление пластин от индуктора – 6,5 мм; максимальная индукция поля в месте расположения пластин – 0,04 Тл; толщина медных пластин – 5 мм. Можно отметить нелинейный характер зависимостей, вполне соответствующий виду механических характеристик асинхронных двигателей. Нетрудно видеть, что в области малых частот пластины разных размеров приобретают разные ускорения, что создает предпосылки для сортировки металлов по крупности.

Индукционная сортировка лома цветных металлов

На рис. 2 приведены траектории движения пластин, выполненных из разных медных сплавов (1 – медь кадмиевая Мк1; 2 – латунь Л90; 3 – латунь Л63; 4 – мельхиор МНЖМц), полученные экспериментальным путем на той же установке. Результат иллюстрирует возможность сепарации сплавов с разными легирующими добавками.

Таким образом, выполненный авторами анализ показывает необходимость совершенствования технологий подготовки лома к металлургическому переделу и показывает, что одним из эффективных методов сортировки цветных металлов по крупности и видам материалов является электродинамическая сепарация.

Багин Д. Н., Макаров А. В., Коняев И. А.
Энерго- и ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и
возобновляемые источники энергии: материалы Всероссийской научно-
практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых
с международным участием (Екатеринбург, 16–19 декабря 2014 г.)
Дата публикации: 24-11-2015, 10:57 Раздел: Промышленные отходы Просмотров: 1 710 Комментариев: 0
Распечатать

Пожалуйста, оставьте отзыв через ВКонтакте:

Или через сайт:

Вопрос: Как называются отходы из стекла (стекло**ра)?

Введите ответ на вопрос против спам-ботов и оставьте текст отзыва ниже
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Ваша реклама
Ваше мнение
Поддерживаете ли Вы раздельный сбор мусора

 
 
Новые материалы
События