RO127199A2 - Procedeu şi dispozitiv pentru valorificarea unor deşeuri tip ţunder, şlam sau şpan prin procedeu aluminotermic - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu aluminotermic continuu şi la un dispozitiv pentru valorificarea deşeurilor de tip pulberi, ţunder, şpan sau şlamuri uleioase de aluminiu şi cupru, procedeu prin care se realizează recuperarea aluminiului, cuprului, corindonului, oxizilor de aluminiu sau de cupru, sau aliajelor acestora, precum şi a unei mari cantităţi de căldură degajată de reacţiile exoterme. Procedeul conform invenţiei are două etape principale: în prima etapă se face o separare centrifugală a părţii metalice din şlamurile uleioase în separatoare (), partea lichidă se colectează în nişte recipiente (), materiile prime pentru convertizor se prepară şi se depozitează în buncăre (), nişte dozatoare () asigură cantităţile optime pentru formarea amestecului aluminotermic specific, care sunt deversate continuu într-un malaxor () şi ajung, după amestecare, în alimentator (); în etapa a doua se umple creuzetul () convertizorului cu amestec aluminotermic iniţializator, până la un nivel (), se amorsează reacţia, se porneşte ventilatorul (), amestecătorul () şi încălzitorul (), la partea inferioară a creuzetului (), metalul topit având temperatura de 2500°C, se adună gravitaţional până la un nivel () şi este evacuat printr-un sifon () într-o oală () colectoare, iar zgura cu temperatura de 2200°C, care se adună deasupra metalului topit până la un nivel (), se colectează într-o oală () de zgură, printr-un evacuator (). Dispozitivul conform invenţiei este constituit dintr-un creuzet () metalic, cu un dop () autodescărcător, un sifon (), un evacuator () de zgură, oala () de zgură, un amestecător (), un încălzitor (), epuratorul () cu

Description

Invenția se refera la utilizarea reacțiilor specifice, aluminotermice, de oxidoreducere, intrun convertizor aluminotermic, care conduc la obținerea de oxizi ai metalelor, de metale relativ pure, corindon si o importanta cantitate de căldură, conform reacțiilor următoare: De exemplu:

1. Pentru fier

3FeO+ 2A1 => AI2O3 + 3Fe +741,4 Kcal/Kg termit;

Fe2O₃ + 2A1 => A1₂O₃ + 2Fe+944,4 Kcal/Kg termit;

3Fe₃O4 + 8A1 => 4 AI2O3 + 9Fe + 879,7 Kcal/Kg termit.

2, Pentru cupru

3CuO +2A1 => AI2O3+ 3Cu +1215,7 Kcal/Kg termit;

3CU2O +2A1 => AI2O3 + 6Cu +669,7 Kcal/Kg termit;

Din aceste reacții se observa:

1. Ca oxizii de un anumit fel conduc la obținerea unei cantitati mai mari de căldură.

Deci daca se utilizează o metoda de controlare a proporției de oxizi calzi (Fe2O₃ respectiv CuO) se poate maximiza cantitatea de căldură obtinuta.

2. Ca prezenta in reacție a unor oxizi de un anumit fel (Fe₃O4, respectiv CU2O )conduc la obținerea unei cantitati specifice, mai mari, de metale relativ pure, daca dozarea Al se face stoichiometric.

3. Daca se aplica o metoda de întreținere, in timp, a reacției aluminotermice se pot obține continuu anumite cantitati de metale relativ pure, sau chiar aliate ( daca in reacție se introduc simultan si elemente de aliere).

Invenția propune, ca metoda de valorificare a unor deșeuri, utilizarea unor reacții aluminotermice controlate, continui, sau discontinui, prin introducerea directa a acelor deșeuri preparate, intr-un convertizor care poate conduce o reacție aluminotermica specifica.

In prezent valorificarea deșeurilor amintite se face ipartial si greoi deoarece slamurile de cupru si aluminiu sunt deșeuri periculoase si poluante.

Tehnologiile aluminotermice folosite in prezent au doar o funcționare discontinua si nu se refera la valorificarea slamurilor de aluminiu si cupru .

Problema tehnica rezolvata prin aceasta invenție este valorificarea printr-un procedeu ieftin, continuu, sau discontinuu a deșeurilor periculoase de tip slamuri uleioase de aluminiu si cupru.

Procedeul conform invenției rezolva problema propusa prin aceea ca prevede transformarea ieftina a deșeurilor periculoase de tip slamuri uleioase de aluminiu si cupru in materiale utile: EX: corindon, cupru, fier, oxizi ai acestora si aliajele lor.

Procedeul si dispozitivul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

permite valorificarea slamurilor uleioase de aluminiu si cupru;

permite valorificarea tunderului de fier, sau de cupru;

permite obținerea ieftina de metale relative pure si aliaje ale acestora;

- permite crerea unui fluix aluminotermic continuu pentru valorificarea unor categorii speciale de deșeuri permite obținerea de corindon.

Procedeul se desfasoara in doua etape:

¢.-2010- 0 0 6 32 -- Τί)

Ζ 1 -07- 2010

Etapa 1- pregătirea deșeurilor si transformarea lor in amestec termitic;

Etapa 2- reacția aluminotermica specifica.

Pentru obținerea oxizilor metalelor se folosește o reacție aluminotermica discontinua..

Partea metalica a slamurile uleioase se separa centrifugal in separatoarele 10 iar partea lichida este colectata in recipientele 11.

Pregătirea punerii in funcțiune a convertizorului presupune prepararea si depozitarea in buncarele 8 a aluminiului, a slamurilor, spanurilor, a oxizilor, a elementelor de aliere si a inhibitorilor de reacție.

Se pornesc dozatoarele 7 care asigura cantitatile optime pentru formarea amestecului aluminotermic specific. Aceste cantitati sunt deversate continuu in malaxorul 6 si de aici, după amestecare ajung in alimentatorul 5.

Pentru început, in cazul reacției aluminotermice discontinui, de obținere a oxizilor metalici, se umple creuzetul 1 cu amestec aluminotermic initializator , pina la nivelul “a” se amorseaza reacția, se colectează materialele utile si se pornește alimentatorul 5, amestacatorul 14 si ventilatorul 15. După umplerea creuzetului si după epuizarea reacției inițiale se pornește si încălzitorul 16 , care continua oxidarea metalelor pana la obținerea oxizilor in parametri doriți.

Pentru obținerea de metale sau a aliajelor de metale se folosește o reacție aluminoteermica continua.

Se umple creuzetul cu amestec aluminotermic de inițializare, se amorseaza reacția, si se pornesc dozatoarele 7, malaxorul 6 si alimentatorul 5, care asigura alimentarea continua a creuzetului cu material aluminotermic de lucru.

După ce circa 12s, alimentatorul 5, trebuie sa aduca continuu in reacție o cantitate de amestec aluminotermic egala cu cantitatea de material din creuzet care se consuma prin reacție.

In acest fel pe fundul creuzetului, prin reacție, se aduna gravitațional, pina la nivelul “b”, metal la temperatura de circa 2500°C, iar zgura, cu o temperatura de circa 2200°C, se separa deasupra metalului, pina la nivelul “c”, si curge prin evacuatorul 4. După circa 12 secunde dopul autodeclansator 3 permite evacuarea metalului topit, prin sifonul 2. Alimentatorul 5 trebuie sa asigure o curgere continua a metalului prin sifonul 2 in oala colectare material lichid 12 si a zgurii prin evacuatorul 4 in oala de colectare zgura lichida 13. Gazele de reacție sunt preluate, filtrate si evacuate, in atmosfera, de epuratorul cu apa recirculabila 9.

- Dispozitivul pentru realizarea procedeului, prezentat in Fig.l este de fapt o linie de fabricație integrata a unor oxizi metalici, a unor metale relativ pure , a aliajelor acestor metale si a corindonului. Dispozitivul este modular si se compune din modulul 1 de pregătire materii prime, din modulul 2 de preparare termit si din modulul 3 - de reacție.

Modulul 3 de reacție, constituit dintr-un creuzet metalic 1, ai cărui pereți sunt protejați de un satrat gros de magnezita, in care, la fund, se afla un dop autodeclansator 3, care permite, la un moment dat, trecerea metalului rezultat in urma reacției aluminotermice, printr-un sifon, in oala de colectare 12. In lateral, la partea superioara a creuzetului se afla orificiul de scurgere a zgurii de reacție 4. Creuzetul este închis la partea superioara de un capac demontabil, prin care, printr-o țeava este adus in creuzet termitul, preparat

CV 2 010-00632-2 1 -07- 2010 pentru reacție si de asemeni sunt colectate gazele de reacție si conduse la epuratorul cu apa recirculabila 9.

Tot prin acest capac pătrunde in creuzet amestecatorul 14, ajutajul ventilatorului 15 si încălzitorul 16.

Amestecul termitic este preparat, in modulul 2 de preparare,care este constitiuit din dozatoarele 7, dintr-un malaxor 6 si un alimentator 5. Deasupra modului de preparare se afla modulul 1 de pregătire termit, compus din separatoare centrifugale 10 ale pârtilor metallice / uleioase ale slamurilor, buncarele 8 si recipientelel 1. Trecerea materiilor prime de la un modul la altul se face gravitațional.

In continuare se prezintă un exemplu funcțional de realizare a invenției in legătură si cu fig. 1, care reprezintă :

fig. 1, modulul I - de pregătire materii prime;

fig. 1, modulul II - de preparare termit;

fig. 1, modulul III - de reacție.

Dispozitivul pentru realizarea procedeului conform invenției are o alcătuire modulara care prevede trecerea gravitaționala, a materialelor, de la un modul la altul.

Partea metalica a slamurilor uleioase se separa centrifugal in separatoare, iar partea lichida este colectata in recipiente.

Punerea in funcțiune a convertizorului presupune pregătirea si depozitarea in buncarele 8 a aluminiului, a oxizilor, a pulberii de cupru, a elementelor de aliere si a inhibitorilor de reacție., După ce pregătirea s-a încheiat se pornesc dozatoarele 7 care asigura cantitatile optime pentru formarea amestecului aluminotermic. Aceste cantitati sunt deversate continuu in malaxorul 6 si de aici, după amestecare ajung in alimentatorul 5, care le introduce continuu in creuzetul 1.

Funcționarea dispozitivului cunoaște doua etape.

1. Etapa 1- PREGĂTIRE MATERII PRIME: Se desfasoara in modulul 1 si 2

2. Etapa 2 -De REACȚIE. Se desfasoara in modulul 3.

Pe fundul creuzetului, prin reacție, se aduna gravitațional, pina la nivelul “b ”, metal la temperatura de circa 2500°C, iar zgura, cu o temperatura de circa 2200°C, se separa deasupra metalului, pina la nivelul “c”, si curge prin evacuatorul 4. După circa 12 secunde, de la pornirea reacției, dopul autodeclansator 3 permite evacuarea metalului topit prin sifonul 2. Acesta este momentul in care se pornește alimentatorul 5, al cărui debit trebuie sa asigure o curgere continua a metalului prin sifonul 2 si a zgurii prin evacuatorul 4. Gazele de reacție sunt preluate, filtrate si evacuate, in atmosfera, de epuratorul cu apa recirculabila 9.

Claims (2)

REVENDICĂRI

1. Procedeul pentru valorificarea unor deșeuri de tip pulberi, tunder, slam sau spân, caracterizat prin aceea ca prevede utilizarea reacțiilor metalotermice ( ex. Aluminotermice) in regim cotinuu sau discontinuu, de oxido-reducere, ale deșeurilor tip slamuri uleioase si/sau ale oxizilor din aceste deșeuri, cu utilizarea unor materiale auxiliare pentru controlul reacției si a compoziției chimice a materialelor rezultate (oxizi ai metalelor sau chiar metale relativ pure, aliaje si corindon).

2. Dispozitivul pentru realizarea procedeului conform revendicării 1 cuprinde 3 module: modulul I pentru pregătirea amestecului metalotermic (ex. Aluminotermic), modulul II pentru prepararea amestecului metalotermic si modului III pentru desfasurarea reacției metalotermice (ex.aluminotermice), caracterizat prin aceea ca se constituie intr-o linie tehnologica de valorificare a deșeurile tip slamuri uleioase, tundere, sau pulberi si spân pregătite si preparate, dozate si amestecate, iar apoi introduse in creuzetul 1 unde are loc o reacție metalotermica ( ex. aluminotermica), controlata cantitativ si calitativ, prin care se obțin oxizi ai metalelor , sau chiar matale relativ pure, aliaje ale acestora si corindon.