RU6196U1 - Установка для получения катодной меди из электротехнического медного лома - Google Patents

Abstract

Установка для получения катодной меди из электротехнического медного лома, содержащая узлы фрагментации лома, удаления органических и неорганических примесей и устройство для рафинирования меди, отличающаяся тем, что устройство для рафинирования меди выполнено в виде диафрагменного электролазера с циркуляционным контуром, его анод - в виде короба с отверстиями из стойкого к действию электролита материала и заполняемого очищенными от примесей фрагментами меди, а катод - из медной или титановой фольги.

Description

УСГАИОВКА Д/Ш ПОЛУЧЕНИЙ КАТОДНОЙ МЕДИ ИЗ ЭДЕНТРОTEXH№iEGKOro ОДНОГО ДОМА

. S

ШШ C22B 7/00, С25С I/I2

Полезная модель относится к цветной металлургии и может быть использована на заводах вторичной иетаяяургии при«ОРвнерэ-ии :шотн1 Х металлов, а именно катодной меди.

патодной медью называют меаь ло шекус путем электролиза с осаждйнием меди на катоде электрояиэера Согласно ГОСТtb9-7d содеракание меди в ней на уровне 99«9б (марки 41к, it, -ЮОК) т.е.додя примесей,загряэняшмх основной метая9, нимТОКИО мала.

Такуп BixjOKOKa мест венку мель в основном используют .идя производства электротехнических иэдеяиА - электри1-еских проводов, теаболей, шин ит.п., слухагтх для передает на рссстояние электрической энергии и элект ж ских-сигналов. Весьма няпкое -, количество прих14есей в меди указанных электротехнических изделий обусловливает и малые велшэднм электрического сопротивлепия . при прохондонии тока, а знамит сводит к минимуму потери электроэнергии при ее передаче на расстояние, пов1л&г ет точность м быстроту передапаемых сигналов,

,Цаннью обстоятельства являются определяющими при внбсре

технологии и оборудования для переработки электротехнического

, . . V ., . : , ч .

медного лома, к которому относятся отходы производства электротехнической продукции - электрические провода, кабели, шины м .

7.П., а также эти изд0лия, уже использованные в народной хозяйстве и потерявшие эксп тационну|) ценность.

При этом немаловажном (| ктором является состав мате жалов

. , , -- . -f - ,

иа которых изготовлена электротехническая продукция.

: . Т I. :

Электрические провода состоят из одной или нескольких , .

ных проволок, неизолированных или изолированных пластмассой, резиной, покрытых тканью.

pf. S - л,,

Эмктриивскив кабето состоят из одного иди нескольких изолированных пластыассой илх резиной проводников (токопрооо.шщих ивдных жид), заклпченных в геркети ту } оболочку из свинца, ашоииния, резины иди пигментированной сажей ткани, поверх которой накладывает защитную броню из стадьных дент или проводок, за iqntiieHHHX антикоррозионным покрытие.

Эдектрицеские шины представдяст собой медные неизодированные пластины пряиоуговьного иди ко лггного проймля, дибо медные неизодированные проводники кругжого сочення, & npoitecce дяитедьной эчсп атации поверхность проводов, кабедей, шин окцсдяется, механически разруовотся, загрязняется органи ескимм х неорганиескими примесями и т.п., В резудьтате указанная эдектротехнивеская продукция теряет необходимые свойства, искдочается из экепдуатации В связи с этим при выборе технодогия и оборудования ддя переработки эдектротехнвческого медного лхям доджяа быть

учтена и засоренность меди в т1| || ба гываемых электротехнических

изделиях органи тоскими и неорганическими примесями с цедьо подучения из медного дома высоко шстой меди, которую можно быдо бы снова использовать для изготовдення ношлс высококаиествешшх электротехнических изделий - эдектршшских проводов, кабелей и 2;iH, отвечающих по техни шским характеристикам мировым стандартам.

Дрдгое время найбодее распрострвнвнны« кеталдургическим агрегатом ддя переработки эдектротехнического медного дома и получения в резудьтате этой перера(1отки катодной меди быда установка, представдешшя в книге И.Ф.Худякова, А.1и(оро11кевича м С.В.Каредова Метаддургия вгоричных тяжадюс цветных метаддов, tf., 1Ьта1«ургия, 19в7, с.Юв, pHC.7d.

t-f4-r

Установка содеркит ycTpoi iio ддя подачи дома в шахтнуо 1ючь,

„,f -

конвертер, устройство (отражатежьявя печь) ддя огневого рафинирования и одектродизер.

.. { « . -СЧ % S дои вначале подают в шахтнуо печь, в которой осуществляется восстановительная пгавка и получение черной ме.1Ш, затем шрную медь подают в конвертер, где в результате плавки черновую медь, направляемую на огневое рефинирогание в отражательную печь, и далее анодную иедь отливают в аноды электролизера, в котором в процессе электролиза происходит осаждение меои на катоде. Дастоинством данной установки является то,что конечным результатом ее работы является получение высокочистой катооноП ueai«« Опнако такая установ имеет и недостатки. В соязи с тем, что в ней отсутствуют устройства для первншой переработки электротехнического меднвго лома, т.е.не осуществляется удаление органических и неорганических примесей (изоляции, оболо юк, металлов защитных покригий, окислов, антикоррозионных покрытий и т.д«), не исключено, trro при переработке хош на кавдом из высокотсштерату пс переделов извес-гаой установки будет про исходить термо диффузия частш пр месей в основной металл, обусловливая его яасоренн кость и, тем самым, сникая содервсание; меди в конемнои продукте. Потому нот гарантий, что после переработки лоча катод}1Я1я меаь по своим техническим показателям будет отвечать требованиям станпар ..., . . то в производства и эксплуатации изготовленшл из этой адди элект.,,.--...- ротехнических изделий - электр1 п;еск11х; проводов, кабедей и шин элоктроустановок. Кроме того, в npoftecce рафинирования в электролизере медных .,J,, «, ... анодов, полученных на данной установке из анодной 1юди, электролит будет быстро загрязняться примесят iii его прядется постоянно во.-. ,- - ; , - t зобковлять и регенерировать. Этот прошсс очень трудоемкий, т.к. с . V I „ . объемы электролита весыт значктежьныэ. Необходимость проведения х . . л :.- -/..:многократных высокотемпературных оператций по очистке втори1шой ме, .,.:

ди от примесей, а также регенерации эзюктролита обусловливает значительные энергозатраты, кагштаяоаложения и оксплуатационные затраты при использовании установки в пейстпутадем производстве.

Проблема первичной переработки электротехнкиеского медного лоиа пля получения чистой меди нашла решение в изобретении по зсязке РГ :635i.OI. кл.С2:сВ7/00, 1ЭТ5 icTpoЯство для регенеР.Ч -ИИ металлов из отходов в частности из втори шого сырья, П х дставля1шпего собой иэопированную проволоку. Усгройство со яержит узел измельчения (фрагментации) исходного сырья, узе отделеняя от проволоки пластмассы, вибротрангпортер с устройством подэ и водного хнми еского раствора и узел гидромета лпурпг еской о5ра тки регенерируемого металла J ctpoRcTBO снабжено средствами для свпара11ии - после узла измельчения (фраллента- ни) установлены магнитшж и грввитаниоюшй сепараторы, а посла вмбротранспортвравозпутяш й сепаратор,«

Исходный материал - изолированная проволока поступает в узеж измель ;ения, где иэолированнуп проиояоку измель -аот до кусков ПЛ5ТНПЙ менее I см, затем фрвгмвнты проволоки подаст в магнитный сепаратор и далее в гравита г-ионный сепаратор для отделения проводоки от пластмассы и для снижения ее содержания в продукте до ., о($ъемных, вфагменты проволоки попадпит на вибротранспортер, с помощь которого продукт пвремечпот в аипе активированного слоя практически постоянной толщины по спиральной траектории пворх при одновроиенном пропускании через него противотоком водного хгшического раствора, который реагирует с металлом покрытия и полностью удаляет покрытия с образков проволоки. Этот раствор, обладая высокой химической активностьс по отноюению к |1еталлт еск(,шкрыт)ао, киает по вЬаыожности 11иш111альную хиимческуп активность по отновшого к основному металлу (меди), из которого иаготовтеня проволока.

Из описания известной установки и ее работы следует, что перед тем как осуществлять гидрометаддургипескую обработку чтобы получить уже очищенный 1ютая, вторичное олрье (жом) поавергаат первичной обработке, гггобы максимавьно удвяить opraHHtiecкие и неоргани даские примеси, а при далшейшей обработке подучить высокомистую иедь. Однако сведения, приведенные в тексте описания по заявке , говорят о том, что содержание уеди в конечной продукте составдяет , т.е.этот покаэатевь ниже требуемого 99 9Б-99,99 по стандарту для )юди« ислодьзуемой п эдактри сеских проаодах, кабедях и шинах электроустановок А такой показатель может быть достигнут только при поду1юнии катодной меди, т.е. тозько в npotidcce электролиза, а не т- хиыическиы растворениеи, как в известной по заявке ЭТ установке, принятой в качестве прототипа заявляемой установки.

Поставив перед собой задв(у создать установку, использование которой не требовало бы весьма высоких капиталовложений и затрат электроэнергии, как в аналоге, на которой опуфствлядась бы первшшая обработка электротехнического дома, и в результате всего процесса его переработки была бы noBytieHa катодная юдь марок 41к, Щ}К, ЖЮк, авторы настоящей заявки нашли патентослосо(ое конструктивное выполнение такой установки.

Установка, как и прототипi содв{хит узды фрапюнтаиии лома, удаления органи юских и неорганических примесей и устройство ддя рафинирования 1юди.

Установка отдирается от прототипа тем, что устройство ддя рафинирования меди выполнено в. вяцш диафрагмежого эдектродизерв, его анод в виде короба о отверстиями из стойкого к деист -} ,

вио эдекгродита материала и зашдияемого огщщенныии от примесей

фрагментами меди, а катод- из injoiott иди титановой фодьги.

Заявг яеиая в качестве полезной модели установка критерюо новизна, т,к,совокупность ее суяюстввнных пр«анйков

не извостив из уровня техники. Проведенные авторами полезной

модели патентные исследования выявили рештия, направленные на

полу« энив ра1 мнированной меди (см.заявхя 1937523 и

г 3S Ui039, патенты ОМ т 3969096. 4D5IOOO, 4090935 и 464557В.

г аявки Велико(5{жтании 1 12:99118 и 2267716. заявки Японии

Г 1-55394, 1-И46387 и 5-;-5дб6. авторское свидетельство 1 644858).

среаи которых не обнаружены реовния с совокупностью пр1знакоВ(

спппадах}а)9й с совокупностью признаков ааявллвмоЯ подеаноЯ модели,

Она отвечает и требование промкаленной применимости. Уствновка по настоящей заявке применима в промышленном производство, ничто в ее конструктивном выполнении не противоречит возможноотн се работы в производстве« ка1цшй кож труктившй признак установки В1лолнмм и воспроизводим, а все. вместе взятые, су |эсхтвеюшо признаки установки необходимы для достюшшя усматриваемого заявителем технического результата.

Кроме того, заявляемая установка проектируется для одного из заюдов по переработке медного лома в Свердловской области.

Принтпшиалькая схема установки для по гяения катодной меди из злектротехнического медного лтш 11300ра юна на фи9.1, на г.2 - устройство для ранжирования меди.

Установка содероигг уаел I фрагмшпашги медного электротехни ческого лома, выполненный, напртер, в виде механических или гидравлических ножниц I узел Н удаления органических примесей, вклопащий воздушше сепараторы, узел 3 удаления неорганических примесей, который мокет еодерпть иатхтныЯ сепаратор или оорти- ; рсвальные отолы, я устройство 4 для рафинирования меди. Устрояст- во 4 выполнено в виде електролизера 5, анод которого представляет

собой короб 6 идя корзину с отвврстияии 7, запоянвнныЯ очищенными ст примесей фрагментами U иеди, а катод 9 выпоянен из медной или титановой фольги Короб б из стойкого к действия электродита материала, В эяектрояизере 5 установлена диафрагма 10, раэдекящая его на анодное и катодное пространства, и зажит эявктрохич II - раствор серной кисеты с кош-ентрацией 11:5-200 г/л.

Устройство 4 для ра()инирс вания медя содеркит также выпрямитель , нагреватель 13, трансформатор 14 и циркулш ионный контур 15,

j cTEHOBKa работает следующим образом. Электротехнический медшш ком, вклю-шспшЯ провода, кабехъ и шины, поступает в узел йрагмента)р1И I, где нарезается на фрвшенты 10-50 мм, с помощью, например, гидравяимеских или механт(еских нокнш,

Фрагшнты направляют в узея 2 удаления органи вских примесей, например на дробилки и воадуаные сепараторы, где с них удаляют оболочки. После отого в узле 3 упяления неоргани-.еских при1.8сей снимаются металлические покрытия с помочью магнитно сепарации

«Электролит II в электролизере нагревают с помощью электроньгреватезя 13 и осушествляст его циркуляцию в циркуляционном контуре 15, Электрояиз проводят при плотности тока 150 200 а/м , Скорость циркуляции электролита 5-ЯО л/мши, температура электролита 50-60°С,

В начальный момент работы электролизера в электролит добавляют в количестве 125-250 г/л. Подключают электро хизвр к xcTOtwincy электргоского TOK«,j я мещду эяектродаии про пускают электрический . Под его действием и благодаря контакту чйрез отверствия короба б с э 1ек9ролитом фрагменты медного

лома в анодном коробе б начинает растворяться. Медь из анодных фрагкентов переходит в экектрояит в вцдв ионов двухвалентной меди за счет эяектрохимического растворения. На катоде 9 при разряде ионов выделяется шстая метакяи шская медь.

Анализ катодной меди проводили оптико-эммесионным методом. БЫЯО следупоее подержание алеиентов в катодной меди, %.

По ГОСТ t;59-7d полученную катод рю медь можно отнести к наиболее качественно меди марки ЖЮк.

Экономически Я от полезной модели реализуется за счет резкого снижения стоимости переработки медного лома в катодную медь, поскольку исклю«{етЬя по предложенному методу дорогие технологические опвратжи: плавю в шахтных и отражатель.. - v . - 1 . .

ных печах« а также в конвертерах Это позволит обеспечить ш- ...--: ... / - ,: ; V- ,..

сокуо конкурентоспособность предлагаемого метода на российском рынке. ;;.::. ;;., - г,-I , ,-

/i

8

- 0.004

0,0005

Ос - 99.904

0.0002

О.ОООб

0,0003

iT/- 0.0003

о,хов

Л.г О.ОООб / 0.0004 .0004 / - 0.012

Claims (1)

1. Установка для получения катодной меди из электротехнического медного лома, содержащая узлы фрагментации лома, удаления органических и неорганических примесей и устройство для рафинирования меди, отличающаяся тем, что устройство для рафинирования меди выполнено в виде диафрагменного электролазера с циркуляционным контуром, его анод - в виде короба с отверстиями из стойкого к действию электролита материала и заполняемого очищенными от примесей фрагментами меди, а катод - из медной или титановой фольги.