Способ переработки отходов абразивных материалов

Способ переработки отходов абразивных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к переработке абразивных материалов (AM) при извлечении кондиционных AM и металлов из отходов абразивного производства. Цель - повышение степени извлечения AM и снижение затрат на переработку. Способ включает магнитную и электростатическую сепарацию при напряженности электрического поля 0.8-5,0 кВ/см и классификацию по зерновому составу. Перед магнитной сепарацией отходы AM перемешивают в течение 2-10 мин. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (l9) (I I) (sI)s В 03 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О (л) () ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4834860/03 (22) 12.04.90

° (46) 07.02.92. Бюл. М 5, (71) Запорожский научно-технический кооператив "Альтернатива" (72) 0,ll.Ìîñêàëåíêî, С.И.Коренев, ВЛЛИинка и Я.Е.Кацнельсон (53) 622.777 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1488255, кл, С 01 F 7/38, 1987., Месеняшин А.И. Электрическая сепара-, ция в сильных полях. М.: Недра, 1978; с, 161-162.

Изобретение относится к переработке абразивных материалов и может быть ис-. пользовано для извлечения кондиционных. абразивных материалов, магнитных и немагнитных металлов и связующих материалов из отходов абразивных материалов.

Известен способ переработки абразивных материалов, включающий магнитную сепарацию, химическое обогащение и классификацию по зерновому составу.

Недостатками этого способа является низкая степень извлечения перерабатывае- . мых материалов и высокие затраты энергии.

В процессе магнитной сепарации из перерабатываемой- смеси извлекаются только металлы, способные намагничиваться. Немагнитные включения остаются в смеси. Частично зти включения удаляются в процессе химического обогащения, т.е. удаление примесей химическим путем. Однако химическое обогащение — трудо- и энергоемкий (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ АБРАЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к переработке абразивных материалов (АМ) при извлечении кондиционных AM и металлов из отхо. дов абразивного производства. Цель— повышение степени извлечения AM и снижение затрат на переработку, Способ включает магнитную и электростатическую сепарацию при напряженности электрического поля 0,8-5,0 кВ/см и классификацию по зерновому составу. Перед магнитной сепарацией отходы АМ перемешивают в течение 2-10 мин. 4 табл. процесс, заключающийся в обработке абразивных материалов щелочным раствором в барабане, отмывании от остатков щелочного раствора на вакуум-фильтре, обработке раствором кислоты в барабане, отмывании от кислоты на вакуум-фильтре, сушке.

При использовании такого способа необходимы очистные сооружения для сточных вод. Необходимо также принятие дополнительных мер по охране труда.

Наиболее близким по технической сущ° вюзи ности к предлагаемому является способ переработки абразивных материалов, включающий их дробление, измельчение, магнитную сепарацию, классификацию по зерновому составу, нагрев до 50-180 С, электростатическую сепарацию при напряженности электрического..поля 3-8 кВ/см.

Недостатками. этого способа являются низкая степень извлечения материалов, со1710136 держащихся в перерабатываемых отходах, и высокие затраты энергии.

Недостатки обусловлены тем, что в процессе электростатической сепарации разделению подвержены только те немагнитные включения, величина электростатического заряда которых значительно отличается от величины электростатического заряда других немагнитных включений. Можно, например, перерабатываемую смесь разделить на абразивные материалы, если они присутствуют в смеси, однако степень разделения невысокая. Если смесь абразивных материалов состоит из нормального электрокорунда, легированного электрокорунда, карбида кремния, белого электрокорунда и т.д., степень разделения этой смеси на составляющие очень низкая, так как они имеют незначительные различия в величине,электростатического заряда. По этой же причине имеет место низкая степень разделения на составляющие металлических немагнитных материалов или связующих материалов; которые после электростатической сепарации представляют собой смесь металлических немагнитных материалов и смесь связующих материалов.

Электростатическую сепарацию проводят при высокой температуре и высокой напряженности электрического поля. что обусловливает высокие затраты энергии на переработку абразивных материалов.

Целью изобретения является повышеwe степени извлечения материалов. содержащихся в перерабатываемых отходах, и снижение расхода энергии.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки отходов абразивных материалов, включающем их магнитную и электростатическую сепарацию и классификацию по зерновому составу, отходы абразивных материалов, содержащие металлические включения, перед магнитной сепарацией перемешивают в течение

2-10 мин, а электростатическую сепарацию осуществляют при напряженности электрического поля 0,8-5,0 кВ/см, При механической обработке инструментов из различных абразивных материалов в процессе их механической обработки, а также при обработке абразивным инструментом изделий из магнитных и немагнитных металлов образуется значительное количество отходов, представляющих собой смесь абразивных материалов, например нормальный электрокорунд,,легированный электрокорунд, карбид кремния, белый электрокорунд и т,д,, металлических включений — черных и цветных металлов, дорогостоящих электротехнических сталей, 10 магнитных . и немагнитных металлических сплавов и др., а также связующих материалов.

Разделение этих материалов, представляющих собой многокомпонентные смеси, известными способами переработки невозможно. В настоящее время из них могут быть извлечены только магнитные металлические включения. Оставшаяся смесь не находит применения и вывозится в отвалы

При перемешивании многокомпонентной смеси отходов в течение 2-10 мин перед магнитной сепарацией в соответствии с предлагаемым способом в смеси возникает трибоэлектричество, т.е. явление возникновения электрических зарядов при трении.

При перемешивании частиц разнородных материалов наблюдаются контактные явления, обуславливающие контактную электризацию частиц, накопление ими три20 боэлектрического заряда. Заряды разнородных частиц различны по величине и знаку, поэтому при магнитной, а потом электрической сепарации имеют различный угол отклонения, значительно отличающийся по

25 величине для различных материалов, входящих в отходы абразивных материалов, При этом существенно отличаются углы отклоне- ния частиц материалов, которые без возникновения трибоэлектрического заряда на них

30 имеют незначительное различие в величине электростатического заряда, так как различие в величине заряда значительно увеличивается как для различного рода абразивных материалов, так и для различных металличе35 ских и связующих материалов.

При меньШей продолжительности перемешивания отходов абразивных материалов величины трибоэлектрических зарядов на разнородных частицах являются недо40 статочными для последующего электроста-тического, разделения. При продолжительности перемешивания свыше

10 мин величины трибоэлектрических зарядов на разнородных частицах отходов абра45 зивных материалов снижаются, так как достигается предел насыщения и происходит разряд между частицами с разнородными электрическими зарядами. Как при меньшей. так и при большей продолжитель50 ности перемешивания степень извлечения материалов, содержащихся в перерабаты- . ваемых отходах, снижается.

Благодаря накоплению разнородными частицами отходов абразивных материалов

55 при перемешивании в течение 2-10 мин трибоэлектрических зарядов, величина напряженности электрического поля 0,8-5,0 кВ/см является доетаточной для проведения электростатической сепарации при нор1710136 мальной температуре без дополнительного нагрева. При такой величине напряженности электрического поля частицы разнородных материалов приобретают статический заряд, который в совокупности .с ранее накопленным трибоэлектрическим зарядбм. 5 обеспечивает достаточную разницу в величине угла отклонения различных материалов и, следовательно. высокую степень извлечения всех материалов, входящих в состав отходов абразивных материалов.. 10 ведены в таблЛ.

В результате переработки отходов абразивных материалов получены после магнитной сепарации магнитная стальная стружка (степень извлечения 97-98 ); по- 50 сле электростатической сепарации регенерат нормального электрокорунда с примесями бакелитовой связки и магнитного материала, регенерат циркониевого электрокорунда с примесями бакелитовой 55 связки и магнитного материала, немагнитная стальная стружка, по составу соответствующая стали 12Х18Н10Т. (степень. извлечения 98-99 jf), бакелитовая связка;

При меньшем значении напряженности электрического поля частицы получают недостаточный статический заряд, уменьшается разница между величинами угла 15 отклонения, в результате чего снижается степень извлечения материалов из отходов абразивных материалов.

При напряженности электрического по. ля более 5,0 кВ/см возрастает величина ста- 20 тического заряда частиц, что вызывает взаимораэряд между разнородными частицами, в результате которого снижается величина трибоэлектрического и статического заряда на частицах. Степень извлечения ма- 25 териалов при этом снижается. Кроме того, на создание большей напряженности электрического поля возрастают затраты энергии.

Пример 1. Отходы абразивных мате- 30 риалов, представляющие собой смесь, со держащую, мас. :

Нормальный электрокорунд 13,5 .

Циркониевый электрокорунд 18,2

Бакелитовая связка 8,2 35

Стальная стружка 60,1 перемешивают в течение 2-10 мин, проводят магнитную сепарацию, затем немагнитный материал подвергают электростатической сепарации при напря- 40 женности электрического поля 0,8-5,0 кВ/см. Извлеченный абразивный материал классифицируют по зерновому составу.

Результаты переработки отходов приЭлектрокорундовый регенерат, полученный после переработки отходов абразивных материалов, соответствует требованиям ОСТ 2МТ 79-3-88 и может использоваться для изготовления абраэивного инструмента. Магнитная и немагнитная стружка может быть возвращена в сталеплавильное производство.

Пример 2. Отходы абразивных материалов, представляющие собой смесь, содержащую, мас. ::

Нормальный электрокорунд 14.1

Керамическая связка . 3,3

Опилки и стружку алюминиевого . сплава 80,4

Опилки и стальную (магнитную) стружку 2,2 перемешивают в течение 2-10 мин,.проводят магнитную сепарацию и немагнитный материал подвергают электростатической сепарации при напряженности электрического поля 0.8-5,0 кВ/см. Извлеченный абразивный материал классифицируют по зерновому составу.

Результаты переработки отходов приведены в табл.2.

В результате переработки отходов абразивных материалов получены после магнитной сепарации магнитные стальные опилки и стружка; после электростатической сепарации электрокорундовый регенерат с небольшим количеством примесей, опилки и стружка алюминиевого сплава и керамическая связка.

Полученный после переработки электрокорундовый регенерат по составу соответствует требованиям ОСТ 2МТ 79-3-88 и может быть использован для изготовления абразивного инструмента, стальные магнитные опилки и стружка возвращены в сталеплавильное производство, опилки и стружка алюминиевого сплава могут быть применены в качестве восстановителей (раскислителей), а керамическая связка возвращена в производство абразивного инструмента.

Пример 3. Отходы обработки абразивных инструментов, содержащие, мас.

Нормальный электрокорунд 22

Карбид кремния 38

Керамическая связка 17

Чугунная дробь 13

Стальная стружка 10 перемешивают в течение 2-10 мин, проводят магнитную сепарацию, затем немагнитный материал подвергают электростатической сепарации при напряженности электрического поля 0.8-5,0 кВ/см, Извлеченные абразивные материалы классифицируют по зерновому составу.

1710136

Результаты переработки отходов обработки абразивных инструментов приведены в табл,3.

После магнитной сепарации извлекают магнитные материалы..после электростати- ческой — электрокорундовый и карбидокремяиевый регенераты с небольшим количеством примесей, а также керамическую связку.

Полученные после переработки регенерированные абразивные материалы по составу соответствуют требованиям 0СТ 2МТ

79-3-88,и могут быть использованы для изготовления абразивного инструмента. Чугунная дробь может быть повторно использована для обработки абразивного инструмента, а стальная стружка - возвращена в сталеплзвильйое производство, . Пример 4. Для получения сравнительных. данных была проведена переработка отходов абразивных материалов известным способом.

Отходы обработки абразивных инстру-. ментов, имеющие тот же состав, что и отходы, используемые в примере 3; подвергают магнитной сепарации и классификации по зерновому составу. Затем нагретый До 50180 С материал подвергают электростатической сепарации при напряженности электрического поля 1-8 кВ/см.

Результаты переработки отходов известным сАосо60М приведены а табл.4.

Кэк видно из табл,4, степень извлечения материалов. содержащихся в перерабатывземых отходах значительно ниже, чем при переработке отходов предлагаемым способом. При этом затраты энергии значйтельно выше, так как переработка проводится при высокой температуре и высокой напряженности электрического поля.

Полученные после переработки регенерировзнные абразивные материалы по сво5 ему составу не соответствуют требованиям

ОСТ 2МТ 79-3-88, так как содержат меньше абразивных материалов, чем предусмотрено ОСТом, Содержание примесей в полученных таким способом абразивных

10 материалах достигает 19 31$, поэтому такой материал не может быть использован для изготовления абразивных инструментов.

Использование предлагаемого способа

15 позволяет обеспечить по сравнению с известным способом повышение степени извлечения абразивных материалов, металлов и связующих материалов, снижение расхода электроэнергии и по ерь материалов, вхо20 дящих а многокомпонентную смесь отходов абразивных материалов, улучшение экологической обстановки за счет уменьшения количества..отходов в отвал. экономию сырьевых материалов.

25, Формула изобретения

Способ переработки отходов абразивных материалов, включающий их магнитную и электростатическую сепарацию и классификацию по зерновому составу, о т л и ч а ю30 щ и.й с я . тем, что, с целью повышения степени извлечения материалов, содержа- щихся а отходах абразивных материалов, и снижениязатрат на переработку, отходы абразивных материалов перед магнитной се35 парзцией перемешивают в течение 2-10 мин, а электростатическую сепарацию осуществляют при напряженности электрического поля 0.8-5.0 кв/см.

1710136 о х о

Ф

Ф

6ь

Ф

Б о т х е

S Ф с ®

Ф

Б

Ф т

Ф ф . а

° Y т е ес., c

МФ Ро а л Ф " Е

CLl l OV

co v v е й, Ъ" C X

КЛФ

Б оо

<ое Е отЕ о.леа

С: CCLS

Х

Ф и

çS

2 .Х

Щ

Ф о

07

X е

Ф

3Я

Б о о х о

1»

Ctl а с о

CC

Ф

Ф о о

CC

С о

CI

Ф

m о о о

Ф о

L о Ф т с

i m

С3.

Ф

Ъ с5 m

Z Е о

Ф о

l»

S » х Ъ

Х 0С

e v о

I» о е

X Д

Ф Ф а Ъ о m

m Z

I» о Ф

X C

З

Ф

Е Е Я о

Ф о

1»

S с ЪС

Ф y) х

Х CC

LP О о

I» о m т с ф Щ

S а> о.

m Ф

CL l

ЦЪ щ

m Е всч овсова) сч оасов

СЧ СЧ СЧ СЧ »- СЧ СЧ CV C4 » i» вl anъ еъ srÎâl счrvсч сО с со в» в а О с ъ О сч сч

° СО СО СО ж Е Ъ LA CD CD С-- - .:

ОЪ Ql Ql В В Ql В Ql Ql Ql Ql В В ОЪ съ э в сч в О в в СО а 0О со

СЧ ч. Ct LA LA CD СЧ»» Ф C C LA ИЪ С"Ъ

00 00 CO CO СО СО 00 CO СО CO СО СО CO CO

cD 0 cD tt в в о о а в сч сч o. o е ъ сч

СО ССЪ СО СЧ О О Э О L Е Ъ О В В

Ct Е Ъ СЧ СЧ С»С СЧ СЧ Ф Е9 Е Ъ Е Ъ СЧ СЧ

В а СО Е СО Е О LA В О О

СЧ Ф LA CD CD 3 » 1» Сч ct ct LA LA CD CD

Ql ОЪ Ql Ql Ql В ОЪ В Ql Ql ОЪ Ql Ql Ql

О В В . СО СЧ СЧ СО О Е В 0О СЧ СЧ

В СЧ СЧ Е Ъ СЪ Е O СО СЧ СЧ СЧ С Ъ W

t co 00 co co Co сО t» СО co co co а со

О О О О О О О LA а О О О О LA

С"Ъ С Ъ ЕЪ С Ъ CO Е Ъ Е Ъ О O СЧ е ССЪ ССЪ СЧ tt CD СО CD<ОСО(ОCD CDCD

1710136

1710136

Ф с о

CO

Щ

Ф о

СЪ

Cg

Ф

Ф

Ф вЯ

2 о

I» . К х - с

z Ф., СЪ ФЯЗ С о

С СЪ О Я . о

Ф Ь

I-С!

S Ф

3(41 C0 z с - з

Dug

etoe

O|z.

a a e s

C c az

00 С=Г и с .IO о

Щ

Ф

Ф ,Ф

131 з

Ф

X

Ф о .х о с

0) О

О Ф х с

)- C0

° С Б

I»

С0

Z Z

О о щ

* с

Ф Cg

< a

Щ Ф СЪ С0

c0 Z

Ф

S х

Ф

Ф с

Я ф о

I» о щ

Ф

z

Ф

I»

С0 С0

Z Z с

О х

ClI щ Ф

С0 Ф. о

О о

Cll

3 о

О Ф

Ф Ф

Й Я

CII СЪ„

a _#_lц0 Ф

c0 Z и

Я Я.

CD LA LA ICI ct Ct cl CO LA cI СЧ СЧ СЧ Сч

o ci o ci o o c о о о о о о

Е О В В 00 СО СО Î Со О 00 f ССЪ а

00 LA Ф 0Ъ СЧ Сч СЧ «О Ф W СЧ СЧ 04 СЧ

О В О О 00 О Î W l В О. СЧ СЧ

О В Ю ССЪ l- -: С Ъ W В Л .= С - С =

ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ СЪЪ Ch Ch Ch Cb ОЪ ОЪ

О СЧ .- В Л О СЧ 00 В О Л 00 00

Ol - -СЧ00 3 O00 -СЧ0000С ЪО

f 00 CO 00 C0 CO 00 W 00 CO 00 00 00 00

О О СО 0Ъ |- - - О О CO СЧ О О О

С Ъ CII » е - - - СЪ-СЧ м» а ч» е а

О О СЧ О .00 CO CO О ОЪ В 00. Со В В

LA I0 С"Ъ С Ъ Сч СЧ СЧ LA С Ъ СЪ СЧ СЧ СЧ СЧ

O O O I n O CD O e LA LA

СЧ С IA LA CO CD CO СЧ W Ф CD CO CD CO

ОЪ O) Ol ОЪ ОЪ Dl ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ

С Ъ. - Ч. - ОЪ О О CO l 00 СЧ В СО

00 СЧ С Ъ @ В В О 00 СЧ Д Д @ @ - ..

О О ОООО О В Со О О О О В

СЧ CII СЧ СЧ Сч СЧ СЧ O О С"Ъ Cf LA C0

1710136

i- 0Ъ Ql ОЪ CO

° -ОООО

СЪЭ ОO 00 СЗЪ СО

О ОООО

Ффффф

ООООО

Ф

ОЭ

Ф

Ф

О) LA О 3» LA

О Э С Ъ С Ъ СЧ СЧ .СЧ С4 СЧ С4 СЧ

CO LA СЧ 0Ъ CO

С Ъ О1Ъ C0 CV СЧ

СЧ Ф 3 СЧ СЧ СЧ

С Ъ СЧ 0Ъ LA

С1Ъ С9 СЧ СЧ СЧ

СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ

1Я

2 щ

ОЭ

О

L о с и щ

Е

CO щ щ

Ф щ

co X

X

О CD - Ф 3"

LA IA CO CO CO

3» 3 » 3» 3 3»

IA3» OC4 CD

IA Щ Ф CO CO

t t 3» t 3»

С0 О С Ъ 3» и Ф CD CO 3

t»t t t 3

Ф

Z

ОЭ

ОЭ

Ф

Я ф»

ФОСЧLA

0l0lOOO

COФ3-t 3»

С Ъ 33Э ф О с3 3» О 3 Ф

Ф С3) О О О

ФCOt f t»

СО LA Ф СЧ Ф

CO 0Ъ Ql О О

Ф Ф CO 3» f»

СЧФФ hl

СЗЭ 0Ъ СЭ) О О.

CO COÔ 3-3»

0) Ql 0I O O

CD CD CO 3 3»

CD 1- СЧ С Ъ СЧ

Ф ч ° %

Ц о

У

CO щ %

CCl

О и

CCI

Ф

Ф

L щ

ФОфСЧФ

O O О) QI C0

СЧ СЧ i» i»

О Ф 3 О

ОООЭфФ

СЧ СЧ »

3 i- СЭЪ С Ъ CO

О О 0Э СЗЭ ОО

СЧСЧ

ОС

2 о

Я О о щ с

С0 щ

CO а

О 3» щ щ щ X

О о

ОС4t С"Ъ<

3 О0 ф СЗЪ О

t t 3 t ОО

С Э 0Ъ cf О С0 ф ф ОЪ О О

t t» f» C0 С0 ОО ОО СЭЪ Я

3х щ с

C3l

Ф

X щ щ с

Я®

3 РФСОС"ЪФ

Фt»f COCO

ФФФФФ

ОО.СЧ Ф 0Ъ СЧ

t» С0 О0 CO СЪ)

ФФФФФ

С Ъt» ФQ)

3 » 3» СО СО С0

Ф Ф CD Ф Ф,Ю

СЪ © >-о

У 3

Мео и а оо

3» 4! У

XueC0

CII 3- V

С Ъ 33Ъ Ф t СО

CO о.

I» О

CI3

О. CCI щ щ

CL

Х а

Щ CCI

3- X

О

С0

С0

К щ о о

О

CI3 о

L о щ

X C

CII

X а щ щ m

X X

О

L о щ

X с»

3» Cg

И

T e

CI3 щ

X X

О) СЪЭ ф 00 00 .Ф СЭЪ ОО ОО ОO

ООООО ООООО

CV t Ч СЧ ООIAС ЪСО

С Ъ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ

СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ

СЭ W СО О - С Ъ CO 0) 0Ъ LA CD CO t» t» CO CO CD CD t»

3» 3» 3» 3» 3» 3» 3» 3»

O LA ct С Ъ С Ъ 3» Ф Ф С Ъ И

СЧат-ас- а-ъ е 3 ЛфФО OMOI»M

ООФСЗЭОЪ ОООЪСЗЭ

СЧ СЧ » » СЧ СЧ СЧ i»

ФСЧф -3 С ЪОЪФО33Ъ

3» ф ф СЪЭ СЗЪ 3- 3» ф СЗЪ СЭЭ

t 3.3»t»t 3»f»3-t f сР t» i- IA О) СЭ) С Ъ О0 СЧ LA

3»3 ООСООО Ф3 "3 ФСО

ФФФФФ ФФФФФ

С Ъ LA Ф 3» ОО С Ъ LA CO t Ce