RU2148661C1 - Способ переработки металлоабразивных отходов магнитных кобальтсодержащих и никельсодержащих сплавов - Google Patents
Способ переработки металлоабразивных отходов магнитных кобальтсодержащих и никельсодержащих сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2148661C1 RU2148661C1 RU99103829A RU99103829A RU2148661C1 RU 2148661 C1 RU2148661 C1 RU 2148661C1 RU 99103829 A RU99103829 A RU 99103829A RU 99103829 A RU99103829 A RU 99103829A RU 2148661 C1 RU2148661 C1 RU 2148661C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- metal
- waste
- stage
- cobalt
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно магнитотвердых сплавов, содержащих железо, кобальт, никель в качестве основы, а также медь, алюминий, титан, ниобий, самарий. Окислительный обжиг металлоабразивных отходов производят в две стадии, между которыми осуществляют помол отходов до фракции не более 300 мкм и их магнитную сепарацию. Первую стадию обжига производят при температуре 900 - 1100°С в течение 1,5 - 3 ч, а вторую стадию - при температуре 900 - 1000°С в течение 1,0 - 1,5 ч. Перед проведением алюминотермического восстановления реакционные емкости вместе с загруженной в них реакционной смесью нагревают до 300-500°С, снижается содержание углерода и неметаллических включений в магнитных кобальтсодержащих и никельсодержащих сплавах, оказывающих вредное влияние на магнитные свойства и структуру магнитотвердых сплавов. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии сплавов, а именно магнитотвердых сплавов, содержащих железо, кобальт, никель в качестве основы, а также медь, алюминий, титан, ниобий, самарий.
Известен способ переработки (переплава) отходов постоянных магнитов, включающий расплавление отходов в индукционной печи, дополнительный нагрев расплава плазмой или электрической дугой до 1600-2100oC и выдержку в данном интервале температур 1-10 мин на каждую массовую долю алюминия в отходах [1] .
Недостатком способа является то, что он не позволяет перерабатывать металлоабразивные отходы шлифования постоянных магнитов и не обеспечивает необходимой чистоты сплава по углероду и неметаллическим включением.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сути и достигаемому эффекту является способ алюминотермического восстановления металлов из их сплавов [2, 3].
Способ включает сушку окислов металлов, при необходимости их дополнительный окислительный обжиг, смешивание окислов с шлакообразующими компонентами и алюминиевым порошком, проведение алюминотермического восстановления.
Данный способ позволяет перерабатывать металлоабразивные отходы шлифования сплавов, но не адаптирован к магнитотвердым сплавам и не обеспечивает необходимой чистоты сплава по углероду и неметаллическим включениям, оказывающим вредное влияние на магнитные свойства и структуру магнитотвердых сплавов.
Предлагаемое изобретение решает задачу снижения содержания углерода и неметаллических включений в магнитных кобальтсодержащих и никельсодержащих сплавах.
Поставленная цель достигается тем, что окислительный обжиг металлоабразивных отходов проводят при температуре 900-1100oC в две стадии, между которыми отходы подвергают помолу до фракции не более 300 мкм и магнитной сепарации. После этого отходы смешивают со шлакообразующими компонентами и алюминиевым порошком, загружают в металлические или керамические реакционные емкости, нагревают до 300-500oC и проводят алюминотермическое восстановление.
На первой стадии окислительного обжига происходит активное окисление входящих в состав сплава элементов: алюминия, титана, ниобия, а также присутствующего в металлоабразивных отходах углерода, который попадает туда главным образом из смазывающе-охлаждающих жидкостей, содержащих масла. Окисляются также железо, кобальт, никель и медь. Однако происходящие при выгорании органических веществ процессы спекания снижают интенсивность окисления и препятствуют удалению углерода из отходов.
Помол спекшихся отходов увеличивает поверхность соприкосновения частиц отходов с кислородом и процессы окисления на второй стадии окислительного обжига идут значительно более интенсивно. Это позволяет снизить содержание углерода в отходах до 0,03 - 0,05% и максимально окислить все входящие в состав сплава элементы.
Магнитная сепарация помолотых отходов позволяет снизить в них содержание частиц корунда с 50% до 3-5%.
Обожженные и отсепарированные порошкообразные шлифотходы смешивают с шлакообразующими компонентами и с алюминиевым порошком. Известь совместно с образующими при восстановлении оксидами алюминия образуют легкоподвижный шлак. Проходя через этот шлак, капли жидкого металла очищаются от неметаллических включений.
Для проведения алюминотермического восстановления готовую реакционную смесь насыпают в реакционные емкости, нагревают до 300-500oC и поджигают.
В ходе реакции порошок алюминия восстанавливает железо, кобальт, никель и медь из их окислов. Реакция сопровождается выделением большого количества тепла. Образующийся при этом оксид алюминия, а также уже имеющиеся в смеси оксиды алюминия, титана и ниобия вступают во взаимодействие со шлакообразующими компонентами и образуют жидкоподвижный шлак. Капли жидкого металла проходят через слой шлака и скапливаются на дне реакционной емкости, образуя слиток. Шлак оказывается на поверхности жидкого металла. Нагрев смеси перед началом реакции до 300-500oC позволяет шлаку сохранить жидкоподвижность до полного выхода из него металла и газов, выделяющихся при затвердевании слитка.
Способ обеспечивает полное извлечение железа, кобальта, никеля и меди из металлоабразивных отходов, содержание углерода в сплаве не более 0,05% по массе и снижение индекса загрязненности сплава неметаллическими включениями по сравнению с прототипом на 10-15%.
Пример
Переработке подвергали металлоабразивные отходы магнитотвердых сплавов типа ЮНДКТ, полученные в результате шлифования постоянных магнитов корундовыми шлифовальными кругами на бакелитовой связке с использованием масляной смазочно-охлаждающей жидкости. Содержание углерода в металлоабразивных отходах по данным химического анализа составляло 0,17% по массе, содержание частиц корунда - 43% объемных. Отходы подвергали окислительному обжигу при температурах 800, 900, 1000, 1100, 1200oC в течение 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 часов в атмосфере воздуха. После этого спеченные отходы размалывали и просеивали через сито так, чтобы максимально размер частиц составлял 200, 300, 400 мкм. Полученный порошок подвергали магнитный сепарации и повторному окислительному обжигу при температуре 800, 900, 1000oC в течение 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 часов в атмосфере воздуха.
Переработке подвергали металлоабразивные отходы магнитотвердых сплавов типа ЮНДКТ, полученные в результате шлифования постоянных магнитов корундовыми шлифовальными кругами на бакелитовой связке с использованием масляной смазочно-охлаждающей жидкости. Содержание углерода в металлоабразивных отходах по данным химического анализа составляло 0,17% по массе, содержание частиц корунда - 43% объемных. Отходы подвергали окислительному обжигу при температурах 800, 900, 1000, 1100, 1200oC в течение 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 часов в атмосфере воздуха. После этого спеченные отходы размалывали и просеивали через сито так, чтобы максимально размер частиц составлял 200, 300, 400 мкм. Полученный порошок подвергали магнитный сепарации и повторному окислительному обжигу при температуре 800, 900, 1000oC в течение 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 часов в атмосфере воздуха.
Содержание углерода в металлоабразивных отходах, обработанных по различным режимам окислительного обжига, определяли на экспресс-анализаторе АН-7529.
Результаты анализа приведены в таблице 1.
Как видно из таблицы 1, наименьшее содержание углерода в отходах получается при двухстадийном обжиге по режимам:
1 стадия - температура 900-1100oC, время обжига 1,5 - 3 часа,
II стадия - температура 900 - 1000oC, время обжига 1,0 - 1,5 часа с промежуточным помолом отходов между стадиями.
1 стадия - температура 900-1100oC, время обжига 1,5 - 3 часа,
II стадия - температура 900 - 1000oC, время обжига 1,0 - 1,5 часа с промежуточным помолом отходов между стадиями.
После обжига порошок охлаждали и смешивали с алюминиевым порошком с размером частиц 0,05 - 1,0 мм и шлакообразующими компонентами с размерами частиц до 0,3 мм.
Алюминиевый порошок вводили в количестве, необходимом для полного восстановления окислов железа, кобальта, никеля и меди. Шлакообразующие компоненты вводили в количестве, обеспечивающим образование легкоплавкого жидкоподвижного шлака.
Полученную реакционную смесь засыпали в реакционные емкости, нагревали вместе с емкостями до температуры 200, 300, 400, 500 и 600oC и поджигали при помощи специального запала. После загорания смеси начиналась реакция алюминотермического восстановления с образованием жидкоподвижного шлака. Реакция протекала последовательно, продвигаясь от верхних горизонтов реакционной емкости к нижним. После окончания реакции шлак еще некоторое время оставался жидким, позволяя газам выйти из кристаллизирующего сплава. В полученных слитках сплава определяли содержание углерода на анализаторе АН-7529. Загрязненность сплава неметаллическими включениями оценивали по металлографическим шлифам, определяя индекс загрязненности. Результаты приведены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что предложенный способ переработки металлоабразивных отходов магнитных сплавов позволяет по сравнению с прототипом уменьшить содержание углерода в сплаве до допустимых пределов, а также уменьшить загрязненность сплава неметаллическими включениями.
Кроме того, он более безопасен при работе в производственных условиях.
Источники информации:
1. Заявка N 93044752, МПК 5 C 21 C 5/52, бюл. N 25, 1996 г.
1. Заявка N 93044752, МПК 5 C 21 C 5/52, бюл. N 25, 1996 г.
2. Плинер Ю. П. Сугульников С.И., Рубинштейн Е.А. Алюминотермическое производство ферросплавов и лигатур. М., 1963.
3. Лякишев Н.П., Плинер Ю.П. и др. Алюминотермия. Металлургия. М., 1978, с.424.
Claims (1)
- Способ переработки металлообразных отходов магнитных кобальтсодержащих и никельсодержащих сплавов, включающий окислительный обжиг металлоабразивных отходов, перемешивание их с алюминиевым порошком, шлакообразующих компонентами и проведение алюминотермического восстановления металлов из их окислов в реакционных емкостях, отличающийся тем, что, окислительный обжиг металлоабразивных отходов производят в две стадии, между которыми производят помол отходов до фракции не более 300 мкм и их магнитную сепарацию, причем первую стадию обжига производят при температуре 900-1100oC в течение 1,5-3 ч, а вторую стадию - при температуре 900-1000oC в течение 1,0-1,5 ч, а перед проведением алюминотермического восстановления реакционные емкости вместе с загруженной в них реакционной смесью нагревают до 300 - 500oC.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99103829A RU2148661C1 (ru) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | Способ переработки металлоабразивных отходов магнитных кобальтсодержащих и никельсодержащих сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99103829A RU2148661C1 (ru) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | Способ переработки металлоабразивных отходов магнитных кобальтсодержащих и никельсодержащих сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2148661C1 true RU2148661C1 (ru) | 2000-05-10 |
Family
ID=20216396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99103829A RU2148661C1 (ru) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | Способ переработки металлоабразивных отходов магнитных кобальтсодержащих и никельсодержащих сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2148661C1 (ru) |
-
1999
- 1999-02-16 RU RU99103829A patent/RU2148661C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Лякишев Н.П., Плинер Ю.П. и др. Алюминотермия, - М.: Металлургия, 1978, с.424. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6277168B1 (en) | Method for direct metal making by microwave energy | |
RU2010119644A (ru) | Извлечение металлов из отходов, содержащих медь и другие ценные металлы | |
JP5388398B2 (ja) | マイクロ波による直接金属製造方法 | |
US5102449A (en) | Inclusion decanting process for nickel-based superalloys and other metallic materials | |
RU2148661C1 (ru) | Способ переработки металлоабразивных отходов магнитных кобальтсодержащих и никельсодержащих сплавов | |
RU2244025C2 (ru) | Спеченные агломераты и способ их изготовления | |
AU732984B2 (en) | Recycling process for brass foundry waste | |
Wen et al. | Rapid removal of copper impurity from bismuth-copper alloy melts via super-gravity separation | |
RU2190680C1 (ru) | Способ получения литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе | |
US4735652A (en) | Process for producing agglomerates of aluminum based material | |
UA77118C2 (en) | Consumption electrode for obtaining high titanium ferro alloy by electroslag melting | |
JPH0794695B2 (ja) | ニッケルベースのスーパーアロイの再溶融方法 | |
JP3935251B2 (ja) | 六価クロム含有廃棄物の処理方法 | |
RU2151810C1 (ru) | Способ переработки окисленных углеродсодержащих и серосодержащих кобальтовых порошковых концентратов | |
US5087291A (en) | Rare earth-transition metal scrap treatment method | |
RU2259409C1 (ru) | Способ получения никеля из отходов | |
RU2261929C2 (ru) | Способ комбинированной переработки медно-никелевых кобальтсодержащих сульфидных материалов с различным отношением меди к никелю | |
RU2031966C1 (ru) | Способ получения металлов, их соединений и сплавов из минерального сырья | |
RU2087542C1 (ru) | Способ пирометаллургического обогащения комплексных железосодержащих материалов | |
WO2023027567A1 (en) | Method and apparatus for producing a ferrotitanium alloy having high content of titanium | |
JPH0645831B2 (ja) | Al−Li系合金の溶製方法 | |
RU2242529C2 (ru) | Способ получения ферробора повышенной чистоты для производства магнитных сплавов типа nd-fe-b | |
RU2031132C1 (ru) | Способ переплава отходов сложнолегированных сплавов | |
US3997332A (en) | Steelmaking by the electroslag process using prereduced iron or pellets | |
Basu et al. | Use of Electro-Slag refining for Novel in-situ Alloying Process in steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160217 |