Основные этапы подготовки лома твёрдых сплавов

Основные этапы подготовки лома твёрдых сплавов. Для правильной организации сбора, хранения, обезвреживания, обогащения и переработки вторичного сырья необходимо знать его состав, количество и свойства.

Перед выбором способа переработки вторичного сырья следует учитывать, что его состав в большинстве случаев существенно отличается от первичного.

Поскольку в процессе эксплуатации может существенно изменяться вещественный и фазовый состав вторичного сырья (испарение, взаимная диффузия металлов и др.), возможно накопление токсичных и взрывоопасных соединений, загрязнение продуктами смазки и окисления.

Это требует дополнительных операций, особенно на стадии обогащения.

Основные этапы подготовки лома твёрдых отходов включает: Контроль радиоактивности, взрывоопасности и токсичности сырья.

Особенно это касается лома изделий военной техники, в которых могут содержаться взрывчатые вещества, остатки твердого и жидкого топлива.

Такое вторичное сырьё обязательно подвергается входному контролю на взрывобезопасность и присутствие токсичных и радиоактивных веществ.

Удаление и обезвреживание химических, взрыво - и радиационноопасных составляющих поступившего вторичного сырья; Сортировка и выбор способа обогащения вторичного сырья, обычно это ручная сортировка.

Обезжиривание.

Отсортированные грязные отходы загружают в установку для обезжиривания, где циркулируют пары перхлорэтилена. Этот растворитель удаляет смазку и масло. Смесь паров затем конденсируется для извлечения растворителя. Вредно воздействие перхлорэтилена. Обдувка. Для удаления грязи, оксидов и ржавчины, обезжиренные отходы обдуваются дробью или металлическим порошком. Травление и химическая обработка. Отходы от обдувки обрабатываются кислотами, чтобы устранить остаточную коррозию и окисные загрязнители. Перед переработкой вторичное сырье нужно, пакетировать или (если это крупногабаритные детали) разрезать на куски, удобные для шихтовки или для дальнейшей переработки.

В современной практике далеко не всегда имеются эффективные способы осуществления этих операций Особо следует учитывать при разработки технологической схемы экологические проблемы. Выбранная схема должна характеризоваться минимальными объемами твердых отходов и сбросных растворов, предусматривать улавливание и утилизацию газообразных продуктов; по возможности не должны использоваться ядовитые вещества (ртуть, кадмий и др.). Для переработки многокомпонентного вторичного сырья, разрабатывается, как правило, несколько альтернативных схем. Они подвергаются опытно-промышленной проверке, а затем выбирается схема, оптимальная по технико-экономическим, экологическим и другим показателям [6]. 3.4. Исходные данные: Сырье (вторичное): Лом твердых сплавов - режущие части металлорежущих инструментов (резцы, фрезы, сверла и т.п.), брак при изготовлении инструментов, фильеры, стеклорежущий инструмент, шары из мельниц барабанного типа, жаропрочные покрытия частей реактивных двигателей, футеровки химических реакторов и т.п. Фазовый состав: Гетерогенный материал представляющий собой смесь карбидной фазы (карбидов вольфрама и титана), связующий материал - металлический кобальт, металлические сплавы основы инструмента (чаще всего сталь марки СТ3, инструментальные и нержавеющие стали), паечные и сварные материалы (медь, цинк, олово, свинец), возможно присутствие керамических материалов.

Химический состав: Вольфрам, титан, кобальт, углерод, железо, хром, никель, медь и др. Гранулометрический состав: Куски размером до 150-200 мм неправильной формы, обломки 5-50 мм, порошки 0,1-1,5 мм, пылевидный частицы до 30 мкм. Свойства: а) механические - исключительно твердые и хрупкие карбиды, более мягкие металлические сплавы, мягкие паечные материалы (привести данные по шкале твердости Нб); б) химические - растворимость в различных реагентах, действие газообразного хлора на твердую фазу, действие хлора на тот же материал, находящийся в расплаве хлоридов (натрия, калия или др. элементов) окисляемость при нагревании и обжиге и т.д. Объем переработки: 10 тонн в год. Способ переработки: Хлорирование лома твердых сплавов с получением TiCl4, WОСl4 и последующей переработкой на товарный TiO2 и WO3 Задание: Выбрать способ хлорирования и составить схему переработки вторичного сырья (лома твердых сплавов) Рассчитать материальный и тепловой баланс (химический состав сырья рассчитать, исходя из тв. сплава марки Т15К6 (15% карбида титана 6% металлического кобальта, остальное – карбида вольфрама), количество твердосплавной фазы принять 90%, Остальные 10% составляют примеси: (железо - 7%, медь - 0,3%, цинк - 0,3%, хром - 0,7%, никель - 0,7%, марганец - 0,9%, кремний - 0,1%). Подобрать необходимое технологическое оборудование.

Оценить данный процесс с точки зрения безопасности. 3.5. Свойства компонентов вторичного сырья, которые могут быть использованы при разработке принципиальной технологической схемы процесса переработки сырья [6]. Таблица 3.5.1 Компонент Состав компонента% Содержание во вторичном сырье% Плотность, кг/м3 Температура плавления, oC Электрическое сопротивление, Ом•м Тип магнетика Краткие химические свойства компонента Твёрдый сплав Т15К6 TiC ~ 15,0 Co ~ 6,0 Остальное WC 90 11100–11600 - ~ 10 • 10-8 Парамагнетик Устойчив против воздействия кислот и щелочей, не окисляются на воздухе до температуры 600-800°С. Сталь СТ3 C ~ 0,1 – 0,22 Si ~ 0,15 – 0,3 Mn ~ 0,4 – 0,65 Ni до 0,3 Cr до 0,3 Cu до 0,3 Остальное Fe 9,4 7700-7800 1300-1400 ~ 9,0 • 10-8 Ферромагнетики Медленно окисляется во влажном воздухе.

Не реагирует с водой, гидратом аммиака; пассивируется в концентрированных серной и азотной кислотах, разбавленных щелочах.

Реагирует с разбавленными кислотами, концентрированными щелочами, неметаллами, монооксидом углерода.

Вытесняет благородные металлы из их солей в растворе. Инструмен-тальная сталь C ~ 0.8 - 1.0 Si ~ 0.25 Mn ~ 0.25 - 0.30 Cr ~ 0.15 Остальное Fe Нержавеющая сталь C < 0,12 Si ~ 1.0 Mn ~ 1,5 Ni ~ 5.0 Cr ~ 15 Остальное Fe Не реагируют с водой, щелочами, гидратом аммиака; пассивируется в концентрированных серной и азотной кислотах, разбавленных щелочах.

Медленно реагирует с разбавленными HCl и H2SO4 кислотами.

Паечные материалы 55% Cu, остальное Zn 0,6 8400 1343 - 1143 40 • 10-8 Диамагнетик Не реагируют с водой, разбавленной хлороводородной кислотой.

Переводится в раствор кислотами-неокислителями или гидратом аммиака в присутствии О2, цианидом калия.

Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами, "царской водкой", кислородом, галогенами, халькогенами, оксидами неметаллов. Реагирует при нагревании с галогеноводородами. 3.6