Реферати українською » Химия » Переробка вторинної сировини: інструментальних сталей, осколків і пилу на основі твердих сплавів карбіду вольфраму


Реферат Переробка вторинної сировини: інструментальних сталей, осколків і пилу на основі твердих сплавів карбіду вольфраму

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Федеральне агентство за освітою Московська державна академія тонкої хімічної

технології їм. М. В. Ломоносова

Кафедра хімії і технології рідкісних і розсіяних елементів

>Курсовой проект

тема: "Переробка вторинної сировини: інструментальних сталей, осколків і пилу з урахуванням твердих сплавів карбіду вольфраму"

Москва - 2006 р.


>ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Запровадження.. 5

2. Мета роботи.. 7

3. Літературний огляд. 8

3.1. Основні проблеми по переробці вторинної рідко металевого сировини 8

3.2. Джерела освіти вторинної сировини. 9

3.3. Класифікація вторинної сировини. 11

3.3.1. Основні групи.. 11

3.3.2. Класифікація по фізичним ознаками. 12

3.3.3. Класифікація за хімічними ознаками. 12

3.3.4.Газообразние відходи.. 13

>3.4.Способи утилізації і по переробці вторинної сировини. 14

3.5. Переробка сплавів рідкісних елементів. 15

>3.5.1.Окислительние методи.. 15

3.5.2. Методи хлорування. 16

>3.5.3.Способи електрохімічного розчинення відходів. 16

3.5.4.Гидрометаллургические методи.. 17

4. Вихідні дані. 18

4.1. Схема переробки карбіду. 18

>4.1.1.Аппаратурное оформлення. 19

4.1.2.Рукавний фільтр. 19

>4.1.2.Описание схеми переробки карбіду. 19

4.3. Коротка характеристика елементів шихти.. 23

4.3.1. WC -Карбид вольфраму [12] 23

4.3.2.WO3 -Оксид вольфраму (VI) [12]. 24

>4.3.3.TiC -Карбид титану [12] 24

4.3.4.ТЮ2 -Оксид титану (IV) [12] 24

>4.3.5.Со-Кобальт [12] 25

>4.3.6.СоО -Оксид кобальту (П) [12] 25

>4.3.7.Со2О3 -Оксид кобальту (Ш) [12] 26

4.3.8.Zn -Цинк [12] 26

>4.3.9.ZnO -Оксид цинку [12] 26

4.3.10. Сі - Мідь [12] 27

4.3.11.Си2О -Оксид міді (I) [12] 27

4.3.12.СиО -Оксид міді (П) [12] 28

4.3.13.Fe-Железо [12] 28

4.3.14.ГеО -Оксид заліза (II) [12] 29

4.3.15.Fe2O3 -Оксид заліза (Ш) [12] 29

4.3.16. Бентоніт [13] 29

4.4.Термодинамические дані компонентів сировини. 30

4.4.1. Розрахунок термодинамічних величин перебігу реакцій окислення 30

4.4.1.2. Розрахунок термодинамічних величин перебігу реакцій окислення [5] 31

5. Матеріальний баланс. 33

5.1. Блок 2.Грануляция і окислювання в печі киплячого шару. 33

>5.1.1.Запишем рівняння використовуючи вихідні дані і взяті значення 34

5.1.3. Розрахунокциклонной пилу. 35

5.1.4. Кількість сполучних речовин, у вихідної шихті. 37

5.2.Окисление карбідів. 37

5.2.1.Окисление WC: 37

5.2.2.ОкислениеTiC: 38

5.2.3.Окисление З: 39

5.2.4.ОкислениеZn: 41

5.2.5.Окисление Сі: 42

5.2.6.Окисление Ге: 43

5.2.7. Теоретичне кількість повітря. 45

5.5. Блок 5.Прокалка і сушіння. 49

6. Тепловий баланс. 50

6.1 Зона киплячого шару. 50

6.1.1. Прихід тепла зони киплячого шару. 50

6.1.2. Витрата тепла. 54

6.1.3. Визначення необхідного надлишку повітря. 55

6.1.4. Визначення розмірів перерізу печі. 56

6.2.Надслоевая зона. 56

6.2.1. Прихід тепла. 56

6.2.2. Витрата тепла. 57

6.2.3. Різниця між парафією і витратою тепла при900°С.. 58

7. Піч киплячого шару. 59

8. Уточнення апаратурного оформлення. 64

8.1.Щековая дробарка [14] 64

8.2.Дисковая млин [14] 65

8.3.Гранулятор [14] 66

8.4. Піч киплячого шару. 66

8.4.1. Циклон [9] 66

7.4.2.Рукавний фільтр [8] 67

7.5. Реактор для вилуговування (зраспиляющимся з горі реагентом) 67

7.6.НУТЧ фільтр [7] 67

8.7. Колона осадження. 68

>8.9.Сушильние апарати з обертовими барабанами [7] 68

8.10.Индукционная піч [10] 69

9. Висновок. 70

9. Список літератури... 72


1. Запровадження

Кількість вторинних металів світу з кожним роком зростає у в зв'язку зі безперервним збільшенням загальногометаллофонда чорних і кольорових металів, який на 8 млрд. т. Пропорційно збільшенняметаллофонда збільшується кількість амортизаційного брухту, відходів виробництва, як-отпиритние недогарки, тонкі фракції пилу доменних печей, багаті за змістом цінних компонентів шлаки кольорової металургії, відходи хімічної в промисловості й т.д. На машинобудівних і обробних підприємствах утворюються десятки тисяч тонн стружки та інші відходи [2]. Нині для ріжучих інструментів широко використовуються тверді сплави. Вони складаються з карбідів вольфраму, титану, танталу, зцементованих невеликою кількістю кобальту.Карбиди вольфраму, титану, а танталу мають високої твердістю, зносостійкості. Швидкості різання інструментами, оснащеними твердими сплавами, в 3-4 разу перевершують швидкості різання інструментами з швидкорізальної сталі. Недоліком твердих сплавів, проти швидкорізальної сталлю, був частиною їхнього підвищена крихкість, яка зростає зменшенням змісту кобальту в сплаві. І, отже, виникає запитання утилізації таких сплавів. Переробка брухту і відходів дозволяє повернути метал у кругообіг [1].

У процесі виробничої діяльності утворюються відходи, що порушують екологічну рівновагу, забруднюючи довкілля, поспішають і зменшують ступінь вилучення цінних компонентів, які у вихідному сировину. Їх поділяють на відходи виробництва та відходи споживання (брухт). Під відходами виробництва розуміють залишки сировини, матеріалів, напівфабрикатів, які утворилися під час виробництва продукції і на втратили в цілому або частково вихідні споживчі властивості. Під відходами споживання розуміють вироби і матеріалів, втративши споживчі властивості через фізичного чи моральної зношеності. Під вторинним сировиною ми розуміти лише ті частини відходів, повторне використання є технічно можливо, й економічно доцільно. Використання вторинної сировини дозволяє вирішити низку найважливіших проблем: збереження невідновних природних ресурсів; поліпшення екологічної обстановки; зниження капітальних і енергетичних витрат; підвищення виробництва рідкісних металів; створеннямалоотходних технологій [2].


2. Мета роботи

Мета цієї праці полягає у розробці схеми по переробці вторинної сировини (у разі карбідів тугоплавких металів ріжучих інструментів їх осколків,кусковие відходи), при заданих продуктивності та якість недогарка, температурі випалу і способі підготовки сировини.


3. Літературний огляд

3.1. Основні проблеми по переробці вторинної рідко металевого сировини

Нині підрахунки показали, що удільні капітальні видатки збирання та переробку вторинного металу у 25 разів менша, ніж виробництво металу з руди. Продуктивність роботи в вторинної кольорової металургії приблизно вдвічі вищий, ніж у первинної. Збір переробка вторинних металів мають як економічний, а й соціальний ефект.

При переробці вторинної сировини коефіцієнт комплексного її використання має бути досить високим, оскільки завдання вторинної металургії полягає у одних випадках у поділі металів, а інших - вподшихтовке до відповіднимломам і відходів чистих металів щоб одержати зрештою якісних сплавів.

Перед металургійної переробкою вторинну сировину потрібно розсортувати,спакетировать чи (якщо це великогабаритні деталі) розрізати на шматки, зручні дляшихтовки та перспективи подальшої переробки. У сучасному практиці зовсім який завжди є ефективні засоби здійснення операцій.

При переробці відходів металургійного виробництва бажано застосування таких процесів, які поєднувалися б із основний технологією без запровадження нових типів устаткування й без витрати додаткових реагентів. В багатьох випадках вилучення металу з вторинної сировини простіше, ніж із первинного, оскільки утримання її у комунальних відходах значно вища. Отже, видатки виробництво вторинного металу може бути зменшено, що призводить при значної частці вторинної сировини до їх зниження собівартості продукції цілому і збільшення випуску рідкісних металів.

При виборі способу по переробці вторинної сировини треба враховувати, що його склад здебільшого істотно відрізняється від первинного. Наявність у ньому синтетичних матеріалів, відсутніх у природі, забруднення токсичними і вибухонебезпечними речовинами у процесі експлуатації значно змінюють склад вторинної сировини кількісним і якісно це. Попри істотну принципову відмінність між первинної і вторинної металургією рідкісних металів, є і пояснюються деякі спільні риси. Основна їх - складний склад сировини, що надходить переробку: поліметалічнісульфидние руди 10-15 компонентів, мають народногосподарське значення, вторинну сировину полягає, зазвичай, з трьох-чотирьох компонентів І.

3.2. Джерела освіти вторинної сировини

Джерелами вторинних сировинних ресурсів, містять рідкісні й шляхетні метали, є металургійна, хімічна, електротехнічна, радіотехнічна, електронна промисловість, машинобудування різні підприємства військово-промислового комплексу.

Стрімкий прогрес в усіх галузях матеріального споживання вимагає збільшення виробництва металу. Розвиток техніки призвело до у себе застосування нові рідкісні металів, їх сплавів і сполук.Обойтись без них можуть атомна енергетика, реактивна і космічна авіація, напівпровідникова техніка, сучасна оптика інші галузі промисловості. Для застосування у техніці найчастіше необхідні метали високого рівня чистоти. Вимоги до чистоти металів безупинно підвищуються, отже, вдосконалюються і розробляють нові методи очищення. Використання бідного сировини й високі вимоги, які пред'являються якості кінцевий продукт - металу, викликають ускладнення технології, яка поєднувала різніпиро- ігидрометаллургические способи концентрування, виділення, тож глибокої очищення рідкісного металу. В кожній щаблімногостадийной технологічної схеми виходять побічні продукти, містять ту чи іншу кількість цінного компонента. У результаті прямий вихід металу з первинного сировини малий (іноді трохи більше 40-50%). Відходи, одержувані в різних стадіях виробництва (розчини, шлами,кеки, шлюб металу тощо), є матеріали, у яких вміст металу в багаторазово перевищує його вміст у первинному сировину.

Обсяг відходів, містять рідкісні й кольорові метали та його сплави, рік у рік зростає й обчислюється величинами від десятків кілограмів до сотень тисяч т дизпалива на рік. Тож питання раціонального і комплексного використання вторинних сировинних ресурсів мають дедалі великої ваги загалом балансі виробництва металів.

Таблиця 1. Основні види вторинної сировини рідкісних металів.

Джерела освіти вторинної сировини

Металургійна та хімічна промисловості

>Электротехническа я, електронна і радіотехнічна промисловість

Машинобудування суднобудування авіаційна і космічна промисловість

Види утор.

відходи виробництва Шлаки, шлами, пилу,кеки, мули,съеми, золи.Маточние ітравильние розчини, відпрацьовані електроліти.Некондиционние метали, сплави, солі

>Опилки, відколи,обрезь,висечка,шлифпорошки.Некондиционние сплави, сполуки, вироби. Браковані мікросхеми, модулі, прилади

>Стружки, тирса, шлаки, пилу,висечка, ріжучий інструмент.Раствори. Браковані вузли виробів

>ганого сировини відходи споживання Металургійне обладнання та прилади, що виробили термін експлуатації: печі, насоси, реактори, контрольно-вимірювальні і регулюючі прилади

Технологічне обладнання та прилади, що з ладу у процесі експлуатації і підлягають ремонту

Літаки, машини, що виробили термін експлуатації. Вузли і агрегати, замінні ремонту

На поховання або використовуються як будівельного матеріалу; відходи 1 - пилу, шлами,кеки ісъеми, розчини, які утворюються у процесі виробництва, браковані метали, сплави і солі - переважно містять метал і компоненти, що є в вихідному сировину чи запроважено з реагентами у його збагачення і переробки. Вони може бути перероблені для підприємства, виробляє даний метал. Більше складними за складом є відходи 2 - стружки, тирса,висечка,обрезь, дріт,шлифпорошки,травильние розчини і особливо відходи 3 - стружка, тирсу, браковані вузли машин, приладів та механізмів, що у до їхнього складу можуть входити штучні матеріали - пластмаса, гума, папір, відсутні у природі. Вони перебувають у велику кількість Fe,Ni,Cr (конструкційні матеріали),Pb,Sn,Zn (>припои), Сі іAl (дроти). Тому переробка відходів 3 викликає найбільші труднощі й потребує створення нових, спеціальних технології їх збагачення й виведення цінних компонентів. Ще більший клопіт виникає при переробці вторинної сировини - приладів, машин і апаратів, колишніх в експлуатації. Бо у процесі експлуатації може істотно змінюватися речовинний і фазовий склад вторинної сировини (випаровування, взаємна дифузія металів та інших.), можливо накопичення токсичних і вибухонебезпечних сполук, забруднення продуктами мастила і окислення. Це додаткових операцій, особливо у стадії збагачення.

Для переробкимногокомпонентного вторинної сировини, розробляється, зазвичай, кілька альтернативних схем. Вони піддаються дослідно-промислової перевірці, та був вибирається схема, оптимальна по техніко-економічним, екологічним та інших показниками [2].

3.3. Класифікація вторинної сировини

3.3.1. Основні групи

Для правильної організації збору, зберігання, знешкодження, збагачення і по переробці вторинної сировини треба зазначити його склад, кількість й поліпшуючи властивості, тому різні види сировини необхідно класифікувати. Усі вторинну сировину ділиться втричі основні групи: 1 - тверде; 2 - рідке; 3 - газоподібне [2]. .

3.3.2. Класифікація по фізичним ознаками

По фізичним ознаками відходи кольорових металів діляться чотирма класу: А - брухт ікусковие відходи; Б - стружка, дріт; У -порошкообразние іпастообразние; Р - інші відходи

Крім корінних чотирьох класів існують спеціальні класи для найпоширеніших видів вторинної сировини: АЛ - брухт і відходи свинцевих акумуляторів; АК - брухт, відходи, покриті оловом (луджені); 3 - відходи, містять титан,висечка,обрезь; Ж - відходи кабельної промисловості; М - відходи каталізаторів; Є -ртутьсодержащие відходи; До - відходи лужних акумуляторів [2].

3.3.3. Класифікація за хімічними ознаками

По хімічним складом вторинну сировину ділиться на групи і марки. Групи характеризують склад вторинної сировини. Чим більший номер групи, тим нижче зміст основного компонента і складніше хімічний склад. Так, до першої групи належить чорнової вольфрам, у якому 96-98% W, до другої групи - сплав вольфраму з ренієм (10%Re), а до третьої групи - відходи твердих сплавів, містять до 40% W.

Марки свідчить про склад цього виду сировини. Наприклад,Су-00 - металева сурма;ВР-10 - сплав вольфраму з десятьма% ренію;ВНЖ - сплав вольфрам (90%), нікель (6%), залізо (4%);АГО-1 - арсенід галію.

Крім класів, груп, і марок відходи ділять втричі сорти:

1-ї сорт може зазнати обробці безпосередньо без спеціальної підготовки й збагачення;

2-ї сорт має як високу засміченістьнеметаллическими матеріалами і чорним металом (до 10%);

3-й сорт характеризується наявністю включень чорних металів і має високий засміченість. Таке сировину потребує обов'язкового первинної обробки.

Про багато які види вторинної сировини, що містить рідкісні метали, державного стандарту не розроблений, ними є галузеві стандарти (>ОСТ) чи технічні умови (ТУ), які є критерієм у взаєморозрахунках підприємств і за виборі технологічної схеми збагачення і переробки.

Рідкі види вторинної сировини також класифікують, поділяючи на токсичні і нетоксичні; містять і містять органічні сполуки; кислі, лужні чи нейтральні. З іншого боку, рідкі відходи можна класифікувати за змістом цінних компонентів: А - багатітравильние розчини; Б - розчини відпрацьованих електролітів; У - промивні і стічні води; Д - маткові розчини. Залежно від виду рідкого сировини вибирається відповідна технологічна схема знешкодження, збагачення і переробки [2].

3.3.4.Газообразние відходи

Промислові газоподібні відходи (>ПГО) поділяють на токсичні і нетоксичні. Причому токсичні газоподібні відходи поділяють наПГОх - містять токсичні речовини як твердих частинок, пилу йПГОг - містять токсичні речовини як парів і газів.ПГОТ, відповідно, діляться на відходи, містять тверді речовини неорганічної походження -ПГОТМ (азбест, солі мінеральних кислот) іПГОТО, містятьпилевидние речовини органічного походження. АналогічноПГОГ можуть утримувати газоподібні токсичні речовини неорганічної (>ПГОГМ) і органічного (>ПГОГО) походження. З іншого боку,ПГОГОМ можуть утримувати органічні з'єднання перетворені на склад яких входять фосфор,

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація