yandex.metrica
Вторичная цветная металлургия

Вторичное сырье цветных металлов

Как только человек научился добывать металл из руды у него возникла потребность в повторном использовании отходов производства и отходов потребления.

В принципе, металл из руды и металл из отходов, в конечном счёте, не имеет отличий. Однако энергетические затраты для получения металла из руды значительно больше ( иногда на порядок), чем при получении металла из отходов.

Большинство стран мира уделяют значительное внимание вторичной металлургии, т.е. вовлечению отходов в оборот. Отходы это «консервы промышленности» и государство, вовлекая их в оборот, имеет значительные преимущества перед государствами, получающими тот же металл из руды, табл. 2.2.

Основные показатели производства цветных металлов из рудного (числитель) и вторичного (знаменатель) сырья

В принципе, зная объёмы потребления цветных металлов в стране и на какие изделия расходуется цветной металл можно прогнозировать объёмы и физические виды возврата отходов металла по годам. Это позволяет, корректировать импорт металла и обьёмы добычи руды, заменяя их возвращаемыми из эксплуатации отходами потребления (лом).

Развитая структура в государстве по сбору, подготовке, и металлургической переработке лома и отходов производства является необходимым и достаточным условием для динамического и устойчивого развития экономики любого государства.

Государство не способное перерабатывать (утилизировать) лом и отходы не имеет будущего.

Виды металлического и металлсодержащего вторичного сырья (лом и отходы) показано на рис.2.5.

Виды лома и отходов цветных металлов

Наиболее существенную его часть составляет отходы производства – лом различного происхождения. В зависимости от того, в какой форме находится металл в отходах они подразделяются на металлические и неметаллические. Между этими группами отходов имеются, однако, многообразные формы перехода. При этом следует учесть, что имеются значительные экономические и технические преимущества при использовании вторичного сырья по сравнению с рудным сырьëм. Эти преимущества заключается в следующем:

  • уменьшаются общие затраты на производство продукции, так как отпадает необходимость в одной или нескольких технологических операций;
  • снижается удельное потребление энергии на производство продукции;
  • замкнутый кругооборот металла ограничивает воздействие неблагоприятных факторов на состояние окружающей среды.

Значительная экономия энергии достигается особенно при использовании алюминиевого лома (рис.2.6.а). При переплаве медного лома энергии экономится меньше, так как он часто загрязнён, т.е. имеет относительно низкий энергетический уровень (рис.2.6.б).

Расход энергии и энергетический уровень при производстве алюминия (а) и меди (б)

В целом же использование лома экономически выгодно и это выражается в значительной доле металла, производимого из лома и отходов.

Однако исходное состояние лома таково, что в большинстве случаев его нельзя непосредственно подавать на переплав, т.е. его физические свойства и состав не соответствуют требованиям, предъявляемым к металлургической шихте. По этой причине лом должен предварительно готовиться к переплаву, что можно считать первой стадией его переработки. Для решения этой задачи применяются различные технологические процессы и оборудование. При этом часто возможно использовать опыт подготовки минерального сырья, что и наблюдается в практической деятельности.

Большое количество видов отходов и разнообразие технологий их переработки, как вторичного сырья, диктуют необходимость чёткой их классификации, ГОСТ 1639-93 (ДСТУ 3211-95).

Классификация лома и отходов цветных металлов — деление лома и отходов по видам, физическим признакам, химическому составу и засорённости. Отходы цветных металлов и сплавов делят на классы, группы и сорта.

Класс – единица классификационного деления, определяющая лом и отходы цветных металлов и сплавов по физическим признакам (лом, стружка, шлак и т.п.).

Группа – единица классификационного деления, определяющая совокупность марок цветных металлов и сплавов, объединённых по механическим и (или) по технологическим свойствам и близких по химическому составу (чистый алюминий, алюминиевые литейные сплавы, деформируемые алюминиевые сплавы и т.п.).

Сорт – единица классификационного деления, характеризующая лом и отходы цветных металлов и сплавов по видам, засорённости и размерам.

По источникам образования отходы производства делят на:

  • отходы металлургического производства (шлаки, съёмы, сплесы и др.);
  • отходы прокатного передела (обрезь концов, стружка, опилки, окалина и др.);
  • отходы литейного производства (литники, прибыли, съёмы, и др.);
  • отходы механической обработки литья, прессованных изделий, поковок и т.д. (стружка, высечка, обрезь, облой и др.);
  • отходы кабельного производства (обрезь концов кабеля и проволоки, путанка и др.);
  • отходы химического производства (отработанные катализаторы, шламы);
  • отходы процессов горячего и электролитического покрытия (изгарь, шламы).

По способу использования отходы делят на текущие, оборотные, отвальные и безвозвратные потери.

Текущие отходы образуются на предприятиях в процессе производства.

Оборотные отходы используются на предприятиях, где они образуются.

Отвальные — это отходы, переработка которых существующими в настоящее время методами экономически не целесообразна.

Безвозвратные потери — это отходы, образующиеся при коррозии, истирании, чистовой механической обработке, угаре металлов, несобранные отходы. Безвозвратные потери составляют 8÷10% от выпуска цветных металлов.

По физическим признакам, в соответствии с ГОСТ 18978-73 “Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Термины и определения”, отходы подразделяются.

Взрывоопасные – отходы, в которых имеются взрывчатые и легковоспламеняющиеся вещества, герметически закрытые и полые предметы, содержащие лёд, влагу, масла, специальные жидкости, а также любые отходы, не прошедшие пиротехнический контроль.

Обезвреженные – отходы, освобождëнные от взрывоопасных предметов, ядовитых и вредных веществ.

Габаритные – отходы, габариты которых соответствуют требованиям загрузки металлургических печей.

Негабаритные – отходы, габариты которых не соответствуют требованиям загрузки металлургических печей.

Легковесные – отходы с низкой объёмной плотностью (фольга).

Кусковые – отходы, полученные при литье, прокатке, ковке, штамповке и обрезке (сюда не относятся шлаки, пыль, окалина, опилки и т.п.).

Стружка – отходы, образующиеся при обработке полуфабрикатов и изделий на металлообрабатывающих станках. Стружка делится на вьюнообразную (с длиной витка более 100мм), сыпучую (с длиной витка до 100мм) и смешанную, низкокачественную, состоящую из смеси вьюнообразной и сыпучей стружки и содержащую посторонние включения.

Порошкообразные – отходы, образующиеся при производстве металлических порошков и изделий из них.

Отходы потребления (лом) по источникам образования укрупнено делят на три группы:

  1. Промышленные, транспортные и сельскохозяйственные (машины, оборудование, детали, изделия, инструмент).
  2. Военные (самолетные, корабельные, ракетные, боеприпасы и другое военное имущество).
  3. Бытовые (предметы домашнего обихода), образующиеся у населения.

Отходы потребления (лом) первой и второй групп образуют категорию амортизационного лома.

Аналогично отходам производства отходы потребления (лом) делят по физическим признакам.

В соответствии с ДСТУ 3211-95 (ГОСТ 1639-93) “Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия” отходы цветных металлов подразделяются на следующие классы:

Класс А — кусковые отходы, представленные в виде части объема заготовки из цветных металлов и сплавов, отделяемой при обработке металла давлением, раскрое, литье, а также лом – отходы потребления в виде изделий или их составных частей.

Класс Б — стружка цветных металлов и сплавов, представленная как отходы производства в виде узкого поверхностного слоя металла, отделяемого от заготовки при обработке резанием.

Класс В — порошкообразные и пастообразные отходы, образующиеся в процессе изготовления и обработки различных изделий.

Класс Г — прочие отходы.

Класс Ж — отходы кабеля и проводников тока.

Класс И — прочий лом сложный.

Класс Л — отходы биметаллов.

Класс Н — отходы катализаторов.

Лом и отходы цветных металлов подразделяются по видам металлов:

  • медь и медные сплавы;
  • алюминий и алюминиевые сплавы;
  • вольфрам, вольфрамсодержащие химические соединения, сплавы вольфрама;
  • кадмий; кобальт, его соединения и сплавы;
  • магний и магниевые сплавы;
  • молибден, молибденсодержащие химические соединения и сплавы;
  • никель и никелевые сплавы;
  • олово и оловянно-свинцовые сплавы;
  • ртуть и ее соединения;
  • свинец и свинцовые сплавы;
  • титан и титановые сплавы;
  • цинк и цинковые сплавы;
  • лом сложный;
  • лом бытовой.

Классы в зависимости от химического состава делятся на группы. В зависимости от вида металла количество групп различно; каждая первая группа представляет собой технически чистый металл, а каждая последняя — отходы низкокачественные. Каждую группу подразделяют на сорта, характеризующие качественные признаки лома и отходов: содержание металла, степень разделки, габариты, засорëнность.

К первому сорту относятся наиболее качественные лом и отходы, не требующие дополнительной подготовки для металлургического передела. Отходы первого сорта поставляют сортированые по маркам сплавов, а при возможности их пакетирования — в пакетах или же в пачках или стопках.

Второй сорт — отходы, состоящие из сплавов одной группы или марки, но засорëнность у которых выше, чем в первом сорте.

Третий сорт — отходы, поставляемые по группам сплавов, имеют засорëнность чëрными металлами или другими цветными металлами больше, чем во втором сорте.

Отходы цветных металлов, не отвечающие требованиям к сортам основных групп, но направляемые на переработку, относятся к низкокачественным. Максимальные размеры отдельных кусков низкокачественных отходов не должны превышать 1000•1000•2000мм (по соглашению с потребителем допускается сдача отходов, превышающих указанные размеры и массу).

Медь, алюминий, свинец, цинк и их сплавы составляют ~ 95% заготавливаемых в настоящее время отходов цветных металлов. Остальная часть заготавливаемых лома и отходов представлена титаном, никелем, магнием, оловом, вольфрамом, кадмием, кобальтом, молибденом, ртутью или их соединениями и сплавами.

Разновидностями сложного лома являются освинцованный кабель и провода с медной или алюминиевой жилами, кабель с алюминиевой оболочкой и медной жилой. Наиболее многокомпонентными из сложных видов является лом или брак радиоаппаратуры и электротехнических изделий.

Бытовой лом содержит в основном сплавы меди, алюминия, магния, никеля, олова, свинца и цинка.

Отнесение отходов к какой-либо классификационной группе требует опробования сырья, которое включает комплекс операций по отбору и подготовке пробы для определения засоренности, металлургического выхода и химического состава. Под засорëнностью понимают наличие механических примесей (включая влагу и масло) в ломе и отходах, под металлургическим выходом — выход цветного металла или сплава в процентах при плавке шихтовых материалов. Лом может иметь приделки, т.е. детали из стали, чугуна,
неметаллического материала, а также цветного металла и сплава, отличающегося по химическому составу от лома, с которым они соединены.

Эффективность использования вторичного сырья тесно связана с его подготовкой и переработкой, тем более что свыше 60% заготавливаемых лома и отходов цветных металлов сдается как низкокачественное сырье. Для получения качественных металлов и сплавов оно должно быть подвергнуто первичной обработке, под которой понимают операции пиротехнического и радиационного контроля, а также совокупность процессов сортировки, разделки и приведения лома и отходов к соответствующей массе и размерам.

0

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий