Худяков И.Ф.(ред.)Технология вторичных цветных металлов

Подождите немного. Документ загружается.

форма и размер отдельных частиц стружки могут зна-

чительно отличаться. Стружку делят на сыпучую и вью-

нообразную (витую), крупную и мелкую, однородную и

смешанную (по сыпучести и крупности). При механиче-

ской обработке заготовок стружка загрязняется желе-

зом, содержание которого может достигать 30%. Метал-,

лы и сплавы обрабатывают на металлорежущих станках

с применением смазочно-охлаждающих жидкостей

(СОЖ), в результате чего на развитой поверхности

стружки собираются эмульсия и масло. При хранении на

открытом воздухе содержание влаги и масла может до-

стигать 20—30%. Влажная стружка быстро корродиру-

ет, этот процесс ускоряют щелочные эмульсии. Для по-

лучения высоких технико-экономических показателей

при металлургической переработке стружки ее необхо-

димо очистить от механических примесей железа, а так-

же от влаги, масла и земляного засора. Для полноты из-

влечения железных примесей и увеличения насыпной

массы вьюнообразную стружку подвергают измельче-

нию.

Для измельчения стружки на алюминиевой или мед-

ной основе используют стружкодробилки, выполненные

на базе молотковых дробилок. Стружкодробильный аг-

регат (рис. 12) состоит из молотковой дробилки, пода-

ющего и разрывного устройств и ленточного конвейера.

Вьюнообразная стружка из приемного бункера захваты-

вающими звездочками разрывного устройства затягива-

ется в агрегат. При этом она разрывается на мелкие

пучки и частично дробится. Затем ленточным конвейером

стружка подается в загрузочное устройство дробилки,

где под ударами вращающихся молотков стружка из-

мельчается и просыпается в приемную воронку разгру-

зочного ленточного конвейера.

Последующие операции обработки дробленой струж-

ки проводят на линиях обезжиривания и сушки. Эти ли-

нии по технологии процесса обезжиривания делятся на

линии гидрохимического и термического обезжиривания.

Гидрохимическая очистка заключается в промывке

стружки горячим (60—80° С) щелочным раствором в

шнековых смесителях или центрифугах. После удаления

раствора в стружке остается не более 0,2% влаги и мас-

ла. Раствор после очистки от твердых частиц и масла

возвращают в процесс. Промытую стружку направляют

на металлургическую переработку.

Линии термического обезжиривания и сушки струж-

ки включают следующие технологические узлы:

1) узел приема сыпучей и дробленой стружки, вклю-

чающий приемный бункер с питателем;

2) узел предварительного грохочения стружки для

выделения негабаритных включений и посторонних пред-

метов перед сушкой;

3) узел обезжиривания и сушки, состоящий из бара-

банного сушила, камеры дожигания возгонов, установки

газопылеулавливания;

А-А

Рис. 12. Стружкодробильный агрегат СДА-7:

t — приемный бункер; 2 — разрывное устройство; 3 — захватывающая звездоч-

ка; 4 — ленточный конвейер; 5—молотковая дробилка; 6 — колосниковая ре-

шетка; 7 —молотки; S —крышка; 9— течка для кускового материала; 10— ро-

тор

4) узел контрольного грохочения и отсева окалины,

земляных отходов, металлической пыли;

5) узел электромагнитной сепарации.

Продукцией установки является стружка с содержа-

нием влаги не более 1,0%, пыли и земляного засора —

не более 1,0%, СОЖ —не более 0,4%. Содержание же-

n^ooi

алюминиевой стружке не должно превышать

°.2/о, в бронзовой 0,3%, в латунной 0,5%. Железный

концентрат магнитной сепарации не должен содержать

Бет

?лт

металл

ов более 5%, земляных отходов —бо-

лее 10%.

На рис. 13 показана линия обезжиривания и сушки

алюминиевой стружки. Приемный бункер вмещает 5—

л н

Я о.

л о

ч с

3 ®

? Я

I«

>о 2

.. о

а»

оо

Н QJ

Я о,

V и

« НЙ

я й *

Й с

- ч

3 ..8

5 ч

1 SK

>• и

° Я

я и

1 hS

S 5 Я I я "

* й

п 2

v ч„

и«

^ а

I в

I я

6 т стружки, что обес-

печивает часовую про-

изводительность ЛИ-'

нии. Из бункера пита-

телем стружка подает-

ся на грохот предвари-

тельного грохочения.

Подрешетный продукт

крупностью 50—100 мм

элеватором подается

в сушильный барабан.

Спиральной насадкой,

расположенной внутри

барабана, и за счет его

наклона (3—5°) струж-

ка перемещается в сто-

рону разгрузки и попа-

дает на грохот для от-

деления окалины, зем-

ляных отходов и ме-

таллической пыли клас-

са— 3 мм. Используют

вибрационные грохоты,

которые имеют высо-

кий к. п. д. Надрешет-

ный продукт грохота

элеватором транспор-

тируется к приемной

воронке электромаг-

нитного сепаратора, на

котором получают то-

варную, очищенную от

железа алюминиевую

стружку и товар-

ный железосодержа-

щий концентрат.

Топочные газы из

сушильного барабана,

содержащие пары во-

ды, масла и пыль, под-

вергают дожиганию и

после очистки в систе-

ме пылеулавливания

направляют в ат-

мосферу. Камера дожигания представляет собой ряд

раскаленных перегородок из огнеупорного кирпича, на

которых возгоны масла воспламеняются и сгорают.

В сушильном барабане при температуре 300—450° С

происходит удаление влаги, выжигание жиров и других

органических примесей. При этом металл частично окис-

ляется и выгорает. Сушила отапливают мазутом или

природным газом. Техническая характеристика линии

обезжиривания для стружки с разной металлической ос-

новой приведена ниже:

Алюминие- Бронзо-

вая основа латунная

основа

Содержание в исходной стружке, %:

воды До 20 10—16

СОЖ 12-18 10—16

свободного железа До 8 До 10

земляных отходов »6 » 4

Температура, °С:

обжига 350—400 300—350

стружки на входе в барабан .... До 700 До 700

стружки на выходе из барабана ...» 200 » 200

отходящих газов 200 200

Минимальное окисление и остаточное содержание

масла менее 0,05% при обезжиривании и сушке струж-

ки обеспечивает установка Intal (Великобритания). Ус-

тановка (рис. 14) имеет барабан, состоящий из трех

секций: первая секция обогревается снаружи за счет

сжигания топлива, вторая имеет тепловую изоляцию

(шамотная футеровка), третья футеровки не имеет. Со-

ответственно процесс обработки стружки осуществляет-

ся в три стадии. На первой стадии стружка нагревает-

ся до температуры 400—450° С, происходит испарение

влаги и частичное сгорание масла. На второй стадии за-

вершается процесс сушки и на третьей стадии стружка

охлаждается воздухом, который поступает с разгрузоч-

ной стороны. Охлаждая стружку, воздух нагревается и

поступает во вторую зону, из которой уносит пары ма-

сел и воды в первую зону. Здесь пары масла частично

сгорают, остальная часть смеси сгорает в камере дожи-

гания. Во избежание окисления стружки в первой зоне

барабана поддерживают восстановительную атмосферу.

Камера дожигания выполнена в виде цилиндра и фу-

терована шамотным кирпичом. Она сообщается с газохо-

дом первой зоны. В камере установлена форсунка и

поддерживается температура 750° С, при которой пары

масла полностью сгорают.

Для нормальной тепловой работы установки большое

значение имеет соотношение в стружке масла и воды.

При небольшом содержании масла в первой зоне обра-

зуется мало масляных паров и горение отсутствует; для

поддержания рабочей температуры необходимо сжигать

Рис. 14. Установка безокислительного обжига стружки:

f — секция сушки и охлаждения; 2 — зубчатый венец; 3 — разгрузочная каме-

ра; 4— контактные кольца; 5 — разгрузочная течка; 6— опорные ролики; 7 —

упорный ролик; 8 — привод; 9 — опорные ролики; 10 — камера косвенного на-

грева; И — форсунка косвенного нагрева; 12, 18 — вентиляторы первичного

воздуха; 13 — вибрационный питатель; 14 — тарельчатый питатель; 15 — бун-

кер; 16'— индикаторы уровня; 17 — вентилятор вспомогательной горелки; 19 —

форсунка; 20 — вентилятор первичного воздуха; 21 — камера дожигания; 22 —

дымовая труба; 23 — газоход; 24 — термопары; 25 — секция первой сушки;

26 — камера нагрева

топливо в камере косвенного нагрева. При большом со-

держании масла в стружке в первой зоне температура

возрастает выше рабочей. Для поддержания оптималь-

ного температурного режима отношение масло — вода

в стружке поддерживают постоянным за счет орошения

последней маслом или водой перед подачей в барабан.

Сушилки Intal в зависимости от- размеров барабана

имеют производительность 320—16 800 кг/ч.

§ 7. Первичная переработка

кабельного лома

Наиболее сложной операцией при переработке ка-

бельного лома является удаление изоляции. В промыш-

ленной практике применяют различные способы раздел-

ки кабельного лома и проводников тока: механический,

^химический, термический, электростатический, криоген-

ный и др.

Механическая разделка

Наиболее распространен механический способ, кото-

рый отличается простотой аппаратурного исполнения и

исключает загрязнение окружающей среды. Механичес-

Рис. 15. Кабелеразделочный станок Донецкого завода цветных металлов:

/—подающие ролики; 2—гайка; 3 — параллелограммы; 4 — дисковые ножи;

j _ регулировочный механизм; 6 — универсальные шпиндели; 7 —редуктор;

4 — привод

кая разделка кабеля производится на станках, специали-

зированных установках, линиях.

В практических условиях хорошо зарекомендовал се-

бя кабелеразделочный станок Донецкого завода цветных

металлов (рис. 15), который предназначен для раздел-

ки кабелей диаметром от 20 до 80 мм. Станок состоит

из двух основных совмещенных механизмов: механизма

«подачи кабеля и механизма резания с двумя вращаю-

щимися дисковыми ножами. Производительность стан-

ка 0,6—0,8 т/ч.

Перед разделкой на кабелеразделочных станках ка-

бель разрезают на куски длиной до 2 м с помощью

гильотинных или аллигаторных ножниц.

Кабелеразделочный станок датской фирмы Sico

(рис. 16) используют для разделки кабеля диаметром

от

И до 152 мм. Он состоит из корпуса, в котором рас-

—800 65

положены колеса подающего устройства. Колеса имеют

односторонние зубья и продольные канавки для снятия

пеньки. В продольном направлении оболочка кабеля

разрезается ножом. Кромки ножа разворачивают раз-

резанную оболочку, освобождая жилы. Подъем и опус-

кание ножа, а также положение подающих колес регу-

лируют в зависимости от диаметра кабеля.

2 1

Рис. 16. Кабелеразделочный станок фирмы Sico:

/ — рама; 2— привод; 3 — подающие ролики; 4 — подвижная плита; 5 — регу-

лировочный винт; 6 — нож; 7 — направляющая втулка

Характеристика этого типа кабелеразделочных стан-

ков приведена ниже:

Модель 3 Модель 6

Диаметр обрабатываемого кабеля, мм 15—80 40—130

Диаметр подающих колес, мм . . . 220 400

Скорость подачи кабеля, м/с . . . 0,5 0,5

Производительность, т/ч 0,35—0,5 0,8—1,2

Мощность электродвигателя, кВт . 10 15

Станки этого типа просты по конструкции, удобны

в эксплуатации, однако не исключают ручной труд.

Установка для разделки проводников тока диамет-

ром до 10 мм в полимерной, резиновой, бумажной изо-

ляции с сечением жил более 0,5 мм показана на рис. 17.

Она включает молотковую дробилку и воздушный клас-

сификатор. Для отсева мелкой фракции из изоляцион-

ного материала используют грохот с площадью грохо-

чения 1,0—1,5 м

Мотки проводников тока массой 3—5 кг подвергают

дроблению в молотковой дробилке и продукт направля-

ют в воздушный сепаратор. Изоляционный материал

подвергают классификации на грохоте с целью выделения

металлической пыли. Производительность установки по

медному и алюминиевому проводу составляет соответст-

венно 150—200 и 100 кг/ч.

Рис. 17. Установка разделки проводни-

ков тока:

/—дробилка; 2 — роторный питатель;

3 — грохот; 4 — воздушный классифи-

катор; 5 — вентилятор; S — ресивер

Рис. 18. Движение воздушного

потока и материала в зигзаго-

образном воздушном сепарато-

ре:

1 — крупный материал; 2— мел-

кий материал; 3 — воздух

В США для разделки кабельного лома применяют

высокомеханизированную систему грануляторов (ноже-

вых дробилок). Бухты и мотки проводов разрезают с

помощью гильотинных ножниц и загружают в грануля-

тор первичного измельчения. Материал, прошедщий че-

рез решетку гранулятора, направляют на магнитную се-

парацию и в гранулятор вторичного измельчения, где

он дополнительно измельчается и освобождается от изо-

ляции. Измельченный материал подвергают вибрацион-

ному грохочению на двух ситах. Надрешетные продукты

с обоих сит поступают в воздушный классификатор, в

котором частицы ИЗОЛЯЦИИ уносятся воздушным ПОТО-

КОМ, металл оседает и затем его направляют в плавку.

Промежуточный продукт (провода со оставшейся изо-

ляцией) возвращают в гранулятор вторичного измель-

чения. Производительность линии 2 т/ч, извлечение ме-..

ди составляет 99,0—99,5% при переработке проводов

большого и среднего сечения и 90,0—92,0% для тонких

проводов.

Широкое распространение за рубежом получили ус-

тановки системы Alpine, Alpine — Lurgie. Технологичес-

кая схема системы Alpine — Lurgie предусматривает

резку кабеля на ножницах на куски длиной до 500 мм.

Предварительное измельчение кабеля до крупности

15 мм производят в грануляторе Rotoplex. Следующей

оперцией является отделение стальных частиц с по-

мощью барабанного магнитного сепаратора. Благодаря

этому увеличивается срок службы ножей в последую-

щих грануляторах. Затем весь материал поступает в

первый из двух последовательно установленных зигзаго-

образных воздушных сепараторов (рис. 18). В этом се-

параторе происходит отделение бумаги, ткани и т.п.

Тонкоизмельченный материал вместе с воздухом на-

правляется в циклон для разделения.

Сечение первого сепаратора 8 дм

, у него 18 колен,

скорость восходящей струи воздуха равна 5 м/с, загруз-

ка материала осуществляется через камерные питатели

примерно в середине трубы.

Затем крупнозернистый материал направляется в

другой сепаратор. Он имеет такое же сечение, но в нем

на два колена больше и скорость движения воздуха со-

ставляет около 11 м/с. После сепаратора материал по-

ступает в два гранулятора Rotoplex, а из них — в следу-

ющий зигзагообразный сепаратор. Крупный материал

после третьего сепаратора представляет собой готовую

медь, а мелкий материал проходит еще несколько эта-

пов обработки. Воздушным потоком он подается в рас-

пределительный бункер, из которого поступает в четыре

гранулятора, имеющих сито с размером ячейки 1,0—,

1,5 мм. После этой стадии измельчения материал пода-,

ется в воздушный сепаратор (сечение 5 дм

, 15 колен).

Крупный материал из последнего сепаратора может на-

правляться на электростатическую сепарацию, где полу-

чают чистую медь, изоляционный материал и промпро-

дукт.

Для полной очистки меди от железных примесей

предусмотрена ее магнитная сепарация. Установка обес-

печивает получение меди высокой чистоты (99,2—99,8%

Си), ее производительность равна 1,2—1,5 т кабеля

в час, потери меди не превышают 0,5%- Для предотвра-

щения загрязнения атмосферы пылью используется ав-

томатический фильтр с площадью фильтрующей поверх-

ности 160 м

В Японии разработана установка непрерывного дей-

ствия для извлечения меди из проволоки и кабеля. Ос-

новной частью установки являются измельчители с ре-

жущими ножами из сплава повышенной твердости. Из

первого измельчителя выходит материал крупностью

20—40 мм, который направляется на вторую стадию

измельчения. Измельченный материал крупностью 3—

12 мм через промежуточный бункер подается в аппарат,

где под воздействием вибрации и воздушного потока

изоляция отделяется от металла. При включении в уста-

новку магнитного сепаратора в ней можно перерабаты-

вать комбинированный многожильный кабельный лом.

В зависимости от исходного сырья извлечение металла

в концентрат изменяется от 85 до 98%. Установки име-

ют производительность 500, 1000 и 2000 кг/ч.

Безокислительный обжиг кабеля

Распространенным способом переработки лома и от-

ходов кабельной продукции является пирометаллурги-

ческий.

Установка для разделки многожильных медных или

алюминиевых кабелей в свинцовой и резиновых оболоч-

ках, разработанная ВНИИПвторцветметом, представля-

ет собой печной агрегат, включающий камеры обжига и

охлаждения, конденсатор паров и радиантные трубы-го-

релки (рис. 19).

Безокислительная термообработка кабельного лома

происходит непосредственно в камере обжига, отапли-

ваемой природным газом. Короб с загруженным ломом

(5—6 т) устанавливают на выкатной под, который пере-

двигается лебедкой. Подача короба с ломом в камеру

обжига двусторонняя.

При переработке кабеля со свинцовой оболочкой и

битумным покрытием в камере обжига вначале (при

200° С) происходит вытапливание битума и испарение

летучих веществ, а затем (при 350° С) выплавление

свинца. Печь снабжена выпускным устройством, обеспе-

чивающим раздельный слив свинца и битума.