SU1710136A1

SU1710136A1 - Способ переработки отходов абразивных материалов

Info

Publication number: SU1710136A1
Application number: SU904834860A
Authority: SU
Inventors: Олег Петрович Москаленко; Сергей Иванович Коренев; Владимир Павлович Шинка; Яков Евсеевич Кацнельсон
Original assignee: Запорожский Научно-Технический Кооператив "Альтернатива"
Priority date: 1990-04-12
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1992-02-07

Abstract

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

Description

Изобретение относитс к переработке абразивных материалов и может быть использовано дл извлечени кондиционных абразивных материалов, магнитных и немагнитных металлов и св зующих материалов из отходов абразивных материалов.

Известен способ ереработки абразйёных материалов, включающий магнитную сепарацию, химическое обогащение и классифика14ию по зерновому составу.

Недостатками этого способа вл етс низка степень извлечени перерабатываемых материалов и высокие затраты энергии. В процессе магнитной сепарации из перерабатываемой смеси извлекаютс только металлы, способные намагничиватьс . Немагнитные включени остаютс в смеси. Частично ати включени удал ютс в процессе химического обогащени , т.е. удаление примесей химическим путем. Однако химическое обогащение - трудо- и энергоемкий

процесс, заключающийс 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 сооружени дл сточных вод. Необходимо также прин тие дополнительных мер по охране труда.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ переработки абразивных материалов, включающий их дробление, измельчение, магнитную сепарацию, классификацию по зерновому составу, нагрев до 50-180 С. электростатическую сепарацию при напр женности электрического пол 3-8 кВ/см.

Недостатками атого способа вл ютс низка степень извлечени материалов, содержащихс в перерабатываемых отходах, и высокие затраты энергии.

Недостатки обусловлены тем, что в процессе электростатической сепарации разделению подвержены только те немагнитные включени , величина электростатического зар да которых значительно отличаетс от величины электростатического зар да других немагнитных включений. Можно, например , перерабатываемую смесь разделить на абразивные материалы, если они присутствуют в смеси, однако степень разделени невысока . Если смесь абразивных материалов состоит из нормального электрокорунда , легированного электрокорунда, карбида кремни , белого электрокорунда и т.д., степень разделени этой смеси на составл ющие очень низка , так как они имеют незначительные различи в величине.электростатического зар да. По этой же причине имеет место низка степень разделени на составл ющие металлических немагнитных материалов или св зующих материалов, которые после электростатической сепарации представл ют собой смесь металлических 1 емагнитных материалов и смесь св зующих материалов.

Электростатическую сепарацию провод т при высокой температуре и высокой напр женности электрического пол , что обусловливает высокие затраты энергии на переработку абразивных материалов.

Целью изобретени вл етс повышение степени извлечени материалов, содержащихс в перерабатываемых отходах, и снижение расхода энергии.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе переработки отходов абразивных материалов, включающем их магнитную и электростатическую сепарацию и классификацию по зерновому составу, отходы абразивных материалов, содержащие металлические включени , перед магнитной сепарацией перемешивают в течение 2-10 мин, а электростатическую сепарацию осуществл ют при напр женности электрического пол 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 образуетс значительное количество отходов, представл ющих собой .смесь абразивных материалов, например нормальный электрокорунд, .легированный электрокорунд, карбид кремни , белый электрокорунд и т.д.., металлических включений - черных и цветных металлов, дорогосто щих электротехнических с талей.

магнитных и немагнитных металлических сплавов и др., а также св зующих материалов .

Разделение этих материалов, представл ющих собой многокомпонентные смеси, известными способами переработки невозможно . В насто щее врем из них могут быть извлечены только магнитные металлические включени . Оставша с смесь не находит применени и вывозитс в отвалы.

При перемешивании многокомпонентной смеси отходов в течение 2-10 мин перед магнитной сепарацией в соответствии с предлагаемым способом в смеси возникает

5 трибоэлектричество, т.е. вление возникновени электрических зар дов при трении.

При перемешивании частиц разнородных материалов наблюдаютс контактные влени , обуславливающие контактнук) электризацию частиц, накопление ими три0 боэлектрического зар да. Зар ды разно-, родных частиц различны по величине и знаку, поэтому при магнитной, а потом электрической сепарации имеют различный угол отклонени , значительно отличающийс по

5 величине дл различных материалов, вход щих в отходы абразивных материалов. При этом существенно отличаютс углы отклонени частиц материалов которые без возникновени трибоэлектрическогозар да на них

0 имеют незначительное различие в величине электростатического зар да, так как различие в величине зар да значительно увеличиваетс как дл различного рода абразивных материалов, так и ф1 различных металлических и св зующих материалов.

При меньшей продолжительности перемешивани отходов абразивных материа лов величины трибоэлектрических зар дов на разнородных частицах вл ютс недостаточными дл последующего электростатическогоразделени .При продолжительности перемешивани свыше 10 мин величины трибоэлектрических зар дов на разнородных частицах отходов абразивных материалов снижаютс , так как достигаетс предел насыщени и происходит разр д между частицами с разнородными электрическими зар дами. Как при меньшей, так и при большей продолжительности перемешивани степень извлечени материалов, содержащихс в перерабатываемых отходах, снижаетс .

Благодар накоплению разнородными частицами отходов абразивных материалов

5 при перемешивании в течение 2-10 мин трибоэлектрических зар дов, величина напр женности электрического пол 0,6-5,0 кВ/см вл етс достаточной дл проведени электростатической сепарации при нормальной температуре без дополнительного нагрева. При такой величине напр женности электрического пол частицы разнородных материалов приобретают статический зар д, который в совокупности с ранее накопленным трибозлектрическим зар дом обеспечивает достаточную разницу в величин1е угла отклонени различных материалов и, следовательно, высокую степень извлечени всех материалов, вход щих в состав отходов абразивных материалов.

При меньшем значении напр женности электрического пол частицы получают недостаточный статический зар д, уменьшаетс разница между величинами угла отклонени , в результате чего снижаетс степень извлечени материалов из отходов абразивных материалов.

При напр женности электрического пол более 5,0 кВ/см возрастает величина статического зар да частиц, что вызывает взаиморазр д между разнородными частицами , в результате которого снижаетс величина трибоэлектрического и статического зар да на частицах. Степень извлечени материалов при зтом снижаетс . Кроме того, на создание большей напр женности электрического пол возрастают затраты энергии .V Пример 1. Отходы абразивных материалов , представл ющие собой смесь, содержащую , мас.%:

Нормальный злектрокорунд13,5

Циркониевый электрокорунд18,2

Бакелитова св зка

Стальна стружка60,1

перемешивают в течение 2-10 мин, провод т магнитную сепарацию, затем немагнитныйматериалподвергают

электростатической сепарации при напр женности электрического пол 0,8-5,0 кВ/см. Извлеченный абразивный материал классифицируют по зерновому составу.

Результаты переработки отходов приведены в табл.1. -

В результате переработки отходов абразивных материалов получены после 4aгнитной сепарации магнитна стальна стружка (степень извлечени 97-98%); после электростатической сепарации регенерат нормального электрокорунда с примес ми бакелитовой св зки и магнитного материала, регенерат циркониевого электрокорунда с примес ми бакелитовой св зки и магнитного материала, немагнитна стальна стружка, по составу соответствующа стали 12Х18Н10Т (степень извлечени 98-99%), бакелитова св зка.

Электрокорундовый регенерат, полученный после переработки отходов абразивных материалов, соответствует требовани м ОСТ 2МТ 79-3-88 и может использоватьс дл изготовлени абразивного инcfpyмeнтa. Магнитна и немагнитна стружка может быть возвращена в сталеплавильное производство.

Пример 2. абразивных материалов , представл ющие собой смесь, содержащую, мас.%:

Нормальный электрокорунд14,1

Керамическа св зка3,3

Опилки и стружку алюминиевого .

сплава80,4

5 Опилки и стальную (магнитную)

стружку2,2

перемешивают в течение 2-10 мин, провод т магнитную сепарацию и немагнитный материал подвергают электростатической 0 сепарации при напр женности эле1стрического пол 0.8-5,0 кВ/см. Извлеченный абразивный материал классифицируют по зерновому составу.

Результаты переработки отходов при5 ведены 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 керамическа св зка.

Полученный после переработки элект5 рокорундовый регенерат по составу соответствует требовани м ОСТ 2МТ 79-3-88 и может быть использован дл изготовлени абразивного инструмента, стальные магнитные опилки и стружка возвращены в сталеплавильное производство, опилки и стружка алюминиевого сплава могут быть применены в качестве восстановителей (раскислителей), а керамическа св зка возвращена в производство абразивного инструмента.

Примерз. Отходы обработки абразивных инструментов, содержащие, мас.%

Нормальный электрокорунд22

Карбид кремни 38

0 Керамическа св зка17 ,

Чугунна дробь13

Стальна стружка10

перемешивают в течение 2-10 мин, провод т магнитную сепарацию, затем немагнит5 ныйматериалподвергают

электростатической сепарации при напр женности электрического пол 0,8-5,0 кВ/см. Извлеченные абразивные материалы классифицируют по зерновому составу.

Результаты переработки отходов обработки абразивных Инструментов приведены в табл.3.

После магнитной сепарации извлекают магнитные материалы, после электростатической - электрокорундовый и карбидокреммиевый регенераты с небольшим количеством примесей, а также керамическую св зку.

Полученные после переработки регене рйрованные абразивные материалы по составу соответствуют требовани м ОСТ 2МТ 79-3-88 Vt могут быть использованы дл изготовлени абразивного инструмента. Чугунна дробь может быtь повторно использована дл обработки абразивного инструмента, а стальна стружка - возёращена в сталеплавильное производство.

П р и м е р 4. Дл получени сравнительных данных была проведена переработка отходов абразивных материалов и1звестным способом.

Отходы обработки абразивных инструментов , имеющие тот же состав, что и отходы , используемые в примере 3, подвергают магмитной сепарации и классификации по зерновому составу. Затем нагретый АО 50180°С материал подвергают электростатической сепарации при напр женности электрического кВ/см.

Результаты переработки отходов известным способом приведены в табл.4.

Как видно из табл.4, степень изв ечени материалов, содержащихс в перерабатываемых отходах значительно ниже, чем при переработке отходов предлагаемым способом . При этом затраты энергии значительно выше, так как переработка проводитс при

высокой температуре и высокой напр женности электрического пол .

Полученные после переработки регенерированные абразивные материалы посвоему составу не соответствуют требовани м ОСТ 2МТ 79-3-88, так как содержат меньше абразивных материалов, чем предусмотрено ОСТом. Содержание примесей в полученных таким способом абразивных

материалах достигает 19-31%, поэтому такой материал не может быть использован дл изготовлени абразивных инструментов .

Использование предлагаемого способа

позвол ет обеспечить по сравнению с известным Способом повышение степени извлечени абразивных материалов, металлов и св зующих материалов, снижение расхода электроэнергии и потерь материалов, вход щих в Многокомпонентную смесь отходов абразивных материалов, улучшение ЭКОЛО-. гическойобстановки за счетуМеньщени количества отходов в отвал, экономию сырьевых материалов.

Фор мул а изобретени

Способ переработки отходов абразивных материалов, включающий их магнитную и электростатическую сепарацию и классификацию по зерновому составу, от л и ч а ющ и и с . тем, что, с целью повышени степени извлечени материалов, содержащихс в отходах абразивных материалов, и снижени затрат на переработку, отходы абразивных материалов перед магнитной сепарацией перемешивают в течение 2-10 мин, а электростатическую сепарацию осуществл ют при напр женности электрического пол 0,8-5,0 кВ/см.

CQ

З

s t;

ID

to

с

(Q

дs с ю

(О

Iсо т

j s с; ю га

Claims

Фор мул а изобретения

Способ переработки отходов абразивных материалов, включающий их магнитную и электростатическую сепарацию и классификацию по зерновому составу, о т л и ч a roti; и й с я . тем, что, с целью повышения степени извлечения материалов, содержащихся в отходах абразивных материалов, и снижения затрат на переработку, отходы абразивных материалов перед магнитной сепарацией перемешивают в течение 2-10 мин, а электростатическую сепарацию осуществляют при напряженности электрического поля 0,8-5,0 кВ/см.

Таблица

I Циркониевый регенерированный электрокорунд | Массовая доля, % I магнитного материала L СО СМ О СО СО СО Ν’-О СО СО СО см' сч' СЧ см' Сч’ 04 СЧ СМ бакелитовой связки сл in ττ co ’-,xr ο σι ь- см сч см сч *- »— г— со см т— т— т— абразивного материала 1Пт-чг<оа>»-«-<этооосоосчсч ч/ cd cd cd cd г-' cd id со со' г~' г·' гσ> σ> σ> σ> σ> σ> σ> σ> σ> σ> σ> σ> σ> ο> Извлечение, % со ο σ> N ο οσ> σ; со со ’Τ со со сч ττ μ· idιο со сч «τ' 4·' ττ id tn cd COCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOOOCQCO >Св О 0) X Ф L. ф а ’X 3 со о Ct X > Q О а * ф с; Ф Массовая доля, % I магнитного материала I СО О CO <г-0>СЛООСОСОт-»^«-_ θί N О 0 Μ θί v- v* бакелитовой связки СО иг СО СЧ г- ОО to О Б моется чг со СМ СЧ сч' см' CM т' со со со сч сч абразивного материала со to со ч· го v о. to г- ет о. о. сч in со со г-' к сч «сг' «г in in со со слохлслслслслсл σ> σ> σ> σ> σ» σ> Извлечение, % о со сл ’Τ со сч сч со о Г σ> оо см сч о> сч сч’ со со ’Т о со сч сч' см cd Г'-СОООСОСОСОСОГ-СОСОСОСОСОСО Напряженность электростати- ; ческого поля, кВ/см о о о со о о о in со о о о о in со со' со сосо со со' о о сч id in Продолжительность перемешивания, мин «-C4M-COOo2^Z<OCOCO'lO<OCOCO

Таблица

ь· s ф X g> ф α s 3 α> I >» О. О * О О. * ф с σ> I Массовая доля, % 1 магнитного материала ID СО СО ю СО СО СО ОТ О 00 СО ID со со СЧ ·- «— «— ' CM ci «- ' керамической связки СМ О 00 СО ID ID СЧ CM --.ОТ СО *- т-Г со со см' см’ см см' т’ со со см' см’ см' см' абразивного мате- риала со к σ> см см от со ю от cd со СО ID ID ID ID CD co cm' CD ID ID CO CO OTOTOTOTOTOTOTOTOTOTOTOTOTOT Извлечение, % CM V co от co r- CO ОТ CM CO О *- <O b- s s' 3 3 8 S3 S3 3 3 38 S3 S3 8 Напряженность электростатического поля,кВ/см О О О О ООО Ю ЮООО О ID -г -τ’ -τ’ -τ’ o’ o' --' cm ri id’ id' • Продолжительность перемешивания. мин r-CM-tCDCO^^COCOCOCOCO co CO

Таблица

I Карбидкремниевый регенерат I I / Массовая доля. % I магнитного материала СО ΙΟ Ϊ0 Ч· ХГ ЧТ Ч СО 10 CM CM СМ СМ г-’ о о о о о о о о о о о о о связки V О 1О СО СО СО СО О СО О СО Г; со со СО 10 Ч* СО СМ* сч см со ч⁷ ч·* см* см сч см абразивного материала о in о о со о о ч· ь- со осм еч о з ьо со со г-* σί кг id г4 г~* с0>0>О>О>0>О>О>ОС> 05 05 05 О) 0> Извлечение, % О СМ Г-. СО Г- О СМ 00 1П О ’-.Г 00 СО С> г·’ СЧ 6 Ч θ’ Ю »-’ N СО СО С5 θ' Г~СОСОООСОСОСОГ~ООСОООСО со со !лектрокорундовый регенерат I Массовая доля, % магнитного материала О о СО СО т- Т- »- О О со СМ о О о СО СМ »— ·“ »- COCM «— в— W— «— т- ' связки оосчосососоосисососоюю id ч· со со сч сч см id со со сч см сч см абразивного материала О О О Ь СО М О «- <О о м Ю Ю сч ч·* id in cd cd <d сч ч·' ч·’ cd <d cd cd О> О> 05 05'05 О О> О> О) О) CI о> о о η Извлечение, % ·- со.·— ч·«- О» О О СО Г- СО С|1П со ¢88 3 8 8 § ?г 8' 8 38 8 3 Напряженность электростатич- V еского поля. кВ/см . О О о О О О <Э и> СО о о о о ю сч’ сч сч см см см см' о о со ч- tdcd j Продолжите- льность перемешивания, мин т-ечч-<осо®^сососососососО

Таблица 4

Карбидкремниевый регенерат I Массовая доля, % I магнитного материала «- от от от со о о о о от со со от со о о о о о от со со со со о о о о о' от от со со со о о о о о от от со со со о о о о о связки от in o r-. in со со со сч сч сч сч сч сч сч СО 10 СЧ ОТ СО со со со сч сч' сч вч сч сч сч СО СЧ ОТ 1П со со сч сч' сч сч сч сч сч сч СЧ. К ’Т сч со сч сч сч' сч' сч сч сч сч сч СО 10 СО СОтсч сч сч’ сч' сч’ СЧ сч сч сч сч абразивного материала О со Γιο in со со «5 г— г- г- г— г- ю г-. о сч со id in со со со' fx. г- г- Г- г- СО О СОГ'-г- 10 со со со' Γг- г- г- г- ь- ОТ ’Т со о id со со г-' гt-· г— г- г- г- со со от от ·СО СО со' со Г·’ г- г- г- ь- г— Извлечение, % со in от сч со от от о о со со со г- г- СО О СЧ 10 от от о о о со со г— г- г- Т Г- О/Г ю σϊ от о о о' СО СО Г— Ϊ- г- со in 00 о от от от о о СО СО СО Г Ь- сч со от сч от от от о о. СО СО СО Ь- Г- I Электоокооундовый регенерат I Массовая доля. % ' I магнитного материала со г-. ’Т ’Г со СЧ *- »— Т- О <£> СО СЧ СЧ τ— г— Т— V^е со сч со сч О 1П СО со СМ г-’ г·' г·’ г·' г-, со со со сч связки г- т- от со со О О ОТ ОТ 00 СЧ СЧ со о со СЧ. «СТ о о от от со СЧ СЧ »“ ♦- — оч· г- о о о от со со' СЧ СЧ »- »- Т- Ч- СО СО со о о о от от от СЧ СЧ Т- о о г- со о о от от СЧ СЧ СЧ абразивного материала О СЧ Γ-ζ СО ’гГ-* СО со от о Г~ Г- Г- г- со » LO Ч· ОТ СО чг К со со от о Ь- г- г- г- со со от о со со' 00 от о о г- г- г- со со СО СЧ 00 т-. Г-. >-* со со' от от г> г- г- г- г- соот ’Т о in г-' г- со от от п- Г- Г- г- г- Ф~ S X ф У ф с ω г~ сч со со со СО Ь- Ь-' СО СО со со со со со со ь~ со от Г-’ г-' оо со со со со со со со со сч со от сч г- со со со от со со со со со «- 1О от г— г-' со со со' со со со сО со о от со со сч ш СО Г~' 00 со со со со со со Напряженность электрического поля, кВ/см СО 10 СО Г СО со in со г- со СО Ю со г- со со ю со' Г~ со со in со г— со Температура нагрева, °C 50 08 о V^е 140 о со