CS240566B1 - Způsob rozdružování polymetalické substance selektivním odtavováním a zařízení k provádění způsobu - Google Patents

Abstract

Vynález řeší rozdružování polymetalické substance selektivním odtavováním v odvalových struskách, které jsou nataveny v elektrické peci vanového typu odporově přímým průchodem elektrického proudu. Způsob podle vynálezu se vyznačuje tím, že polymetalická substance je během ohřívání v lázni odvalových strusek podrobována současně vibraci, která je vyvozována vibrátorem vestavěným do zavážecího mechanismu pece. Selektivně odtavovaná komponenta s nižší taviči teplotou se shromažďuje odděleně od zpracovávané polymetalické substance ve spodním prostoru pece a vypouští se odpichovým otvorem.

Description

Vynález se týká způsobu rozdružování polymetalické substance selektivním odtavováním a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosud známý způsob zpracování polymetalických materiálů, například amortizovaných elektrických strojů točivých a pod., spočívá ve zpracovávání výše uvedeného materiálu (do hmotnosti cca 25 kg) v přímém sázení do šachtových pecí. Získá se tak černá měď, která se dále zpracovává konvertorováním a rafinaci. Tento postup je nehospodárný, neboť z přítomného železa vzniká značné množství strusky, ve které se nenávratně ztrácí měď (cca 2 % hmot.). Postup neřeší zpracování rozměrnějších polymetalických materiálů (nad cca 25 kgj.

Jiný způsob spočívá v selektivním rozpouštění mědi ve čpavku s přísadou elektrolytu (NH4)2SO4 a okysličovadla s možností výroby elektrolytické katodové mědi. Rozpouštění předchází ruční demontáž, žíhání v koších při teplotě 600 až 700 °C za účelem opalování laků a organických látek, dohořívání spalin a pod. Nevýhodou amoniakálního rozpouštění je nutnost vybudování nákladního technologického komplexu, který je určen pro zpracování drobných polymetalických materiálů (do hmotnosti cca 80 až 100 kg). Katodová proudová hustota činí 650 A. ur² při účinnosti cca 85 %. Výroba katodové mědi z jedné lázně se pohybuje okolo 250 kg za dert.

Jiný progresivní způsob zpracování polymetalické substance spočívá v kryogenním drcení s následnou separací komponent. Kryogenní drcení je založeno na rozdílném chování různých materiálů při velmi nízkých teplotách —100 až —190 °C. Při této teplotě se některé materiály stávají křehkými a snadno drtitelnými (například ocel, umělé hmoty, guma a pod.), naopak jiné materiály, zejména barevné kovy (například měď, hliník, olovo, austen. oceli a pod.), si své fyzikálně-mechanické vlastnosti zachovávají a při drcení se chovají jako za normální teploty. Vlastní technologie pracuje převážně s kapalným dusíkem. Technologický postup dovoluje zpracovávat materiál bez škodlivých exhalací. Nevýhodou výše popisované technologie je složitost vlastního technologického zařízení, značná energetická náročnost a především pak rostoucí cena chladicího média (kapalného dusíku). Zařízení bylo vyvinuto a určeno na zpracování drobného polymetalického materiálu (s hmotností do cca 40 až 50 kg).

V praxi nejrozšířenějším způsobem zpracování polymetalických materiálů, jako například amortizovaných elektromotorů a pod., je ruční rozebírání. Pracovní postup spočívá v demontáži — destrukci tělesa strojů (elektromotorů), odsekávání (oříznutí) čelních závitů vinutí, vypalování laků a organických látek a fyzicky namáhavém vyjímání měděného vinutí. Ruční zpracování polymetalických materiálů je z hlediska hygieny a bezpečnosti práce nevhodné, proces je málo produktivní a neekonomický.

Dále je známo Selektivní odtavování· v odvalových struskách v plynových kelímkových, případně rotačních sklopných pecích. Materiál se zaváží do pece pod hladinu roztavené strusky a po odtavení mědi se železo vyjme vyhrabávacím zařízením ze dna pece. Nevýhodou tohoto postupu je smáčení železné komponenty v odtavené mědi na dně pece, v důsledku čehož dochází k rozpouštění železa a k jeho difúzi do odtavovacího kovu.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob rozdružování polymetalické substance selektivním odtavováním v odvalových struskách na bázi CaO — FeO _ S1O2 podle vynálezu, jehož podstatou je, že polymetalická substance je během ohřívání pod hladinou taveniny odvalovaných strusek současně podrobována vibraci, přičemž selektivně odtavovaná komponenta s nižší taviči teplotou se shromažďuje odděleně od zpracovávané polymetalické substance.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je vyznačené tím, že elektrická tavící pec vanového typu je opatřena zavážecím mechanismem, uloženým v kmitající drážce s vestavěným vibrátorem.

Za těchto podmínek se měď (slitina mědi) v relativně krátkém čase odtaví od železné komponenty. Z důvodu požadavku vysoké čistoty odtavovaného kovu je materiál zakládán pod hladinu roztavené strusky tak, aby nepřišel do styku s lázní odtavované komponenty a zamezilo se rozpouštění železa v odtavovaném kovu. Roztavení odvalové strusky na bázi CaO-FeO-SiOz jako krycí lázně a především pak nositele tepelné energie, je řešeno s ohledem na elektrické vlastnosti strusky (iontová vodivost) přímým průchodem elektrického proudu struskou pomocí ponořených elektrod.

Způsob rozdružování polymetalické substance selektivním odtavováním spočívá podle vynálezu v kombinaci tepelného a mechanického působení. K intenzivnímu ohřevu zpracovávané substance se využívá tepelné kapacity roztavené odvalové strusky a přestupu tepla vedením. Polymetalická substance založená pod hladinu roztavené strusky se ohřívá na teplotu tání odtavované komponenty, která se působením vibrace a gravitace odděluje od železného základu a shromažďuje pak na dně pece. Zamezením přímého styku železa s odtavovaným kovem v tavenině odvalové strusky, která snižuje mezipovrchové napětí a působí jako antioxidační činidlo, se podle vynálezu zajistí vysoká čistota vytěženných komponent.

Selektivním odtavováním v odvalových struskách, které vznikají jako odpad při výrobě mědi, lze podle vynálezu zpracovávat polymetalické materiály na bázi mědi a železa, například amortizované elektromotory a pod. (do hmotnosti cca 400 až 500 kg] po předchozím strojním drcení a odstranění litinového (hliníkového) tělesa elektromotoru. Vytěžená měď (slitina mědi) je vzhledem k chemickému složení vhodná k přímému průmyslovému zpracování (98 až 99 procent hmot. Cu; 0,4 až 0,8 % hmot. Fe), případně k elektrolytickému zpracování.

Na obr. je znázorněn příklad zařízení pro selektivní odtavování polymetalické substance na bázi mědi a železa podle vynálezu v elektrické peci vanového tvaru s vyznačením působení vibrace na rozdružovaný polymetalický hmotný základ.

Polymetalická substance 1 je dopravována zavážecím mechanizmem 2 do prostoru odtavovací pece 3. Následuje ponoření materiálu pod hladinu roztavené strusky 4, který se posouvá po pružné oddělené kmitající drážce $ s vibrátorem 6. V této části nastává intenzívní ohřev materiálu nad teplotou tání odtavované komponenty, kdy za působení vibrace a gravitace dochází k oddělování selektivně odtavované komponenety, jejíž tavenina se shromažďuje pod vrstvou strusky v peci 7. Vibrací se proces intenziíikuje. Po selektivním odtavení určeného množství vytěžované komponenty následuje vypuštění odpichovým otvorem 8. Teplota roztavené strusky, resp. teplotní režim odtavování je řízen příkonem pece a změnou odporu lázně spouštěním — zdviháním elektrod 9 pod hladinu roztavené strusky.

Podle uvedeného vynálezu lze selektivním odtavováním spolehlivě rozdružovat různé polymetalické substance na bázi železa a mědi, případně hliníku a jejich slitin, například amortizované elektromotory, transformátory, tlumivky, ložiskové kompozice a pod. i s použitím chloridových tavenin, například BaCh, CaCl2 NaCl, resp. jejich směsí.

Claims (2)

1. PáEDMET

   1. Způsob rozdružování polymetalické substance selektivním odtavováním v odvalových struskách na bázi CaO- FeO-SiOz, vyznačující se tím, že polymetalická substance je během ohřívání pod hladinou taveniny odvalových strusek současně podrobována vibraci, přičemž selektivně odtavovaná komponenta s nižší tavící teplotou se shromažzynalezu duje odděleně od zpracovávané polymetalické substance.
2. 2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1 s elektrickou tavící pecí vanového typu, vyznačené tím, že zavážecí mechanismus (2) je uložený v kmitající drážce (5) s vestavěným vibrátorem (6).