close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10315

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 10315
(13) C1
(19)
B 22F 1/00
C 02F 11/10
B 09B 3/00
СПОСОБ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ОТЖИГА ДИСПЕРСНЫХ
МЕТАЛЛООТХОДОВ
(21) Номер заявки: a 20030433
(22) 2003.05.15
(43) 2004.12.30
(71) Заявитель: Тамбовцев Юрий Иванович (BY)
(72) Автор: Тамбовцев Юрий Иванович
(BY)
(73) Патентообладатель: Тамбовцев Юрий
Иванович (BY)
(56) RU 1475281 C, 1995.
RU 2014954 C1, 1994.
SU 1791672 A1, 1993.
RU 2005574 C1, 1994.
BY 10315 C1 2008.02.28
(57)
1. Способ восстановительного отжига дисперсных металлоотходов, включающий загрузку их в капсулу послойно с неметаллическим веществом и отжиг, отличающийся
тем, что в качестве неметаллического вещества используют продукты неполного пиролиза
осадков сточных вод или хромсодержащих кожевенных отходов, а при отжиге по высоте
капсулы создают градиент температуры.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в слой из продуктов неполного пиролиза
осадков сточных вод или хромсодержащих кожевенных отходов помещают изделия,
спрессованные из металлических порошков.
Изобретение относится к способам восстановительного отжига дисперсных металлоотходов и может найти применение в металлургии.
Известен способ восстановительного отжига дисперсных металлосодержащих отходов, в частности отходов шлифования стальных изделий, включающий послойную загрузку в капсулу обрабатываемого материала с прослойками инертного сыпучего вещества и
нагрев с факелом над верхним слоем инертного материала, согласно патенту RU 1475281
С, 1995 г.
Этот способ позволяет удалять из отходов масло и использовать остатки его частичного разложения в виде углерода для восстановления металла. В результате сначала, при
температуре ниже 850-900 °С, выделяется двуокись углерода, а выше этой температуры оксид углерода, который сгорает синим пламенем на выходе из капсулы. Наличие прослоек инертного материала упрощает выгрузку восстановленных металлоотходов из капсулы.
Недостаток этого способа - в науглероживании металлических порошков в процессе
отжига. Количество свободного углерода в металлических порошках достигает 3-4 %.
Свободный углерод интенсивно восстанавливает лишь на первой стадий отжига, когда
содержание кислорода в исходных дисперсных металлоотходах максимально и углерод
непосредственно контактирует с окисленной поверхностью. На второй стадии отжига интенсивность восстановления уменьшается, так как оно идет внутри металлических частиц,
при этом оксид углерода на этой стадии является более эффективным восстановителем по
BY 10315 C1 2008.02.28
сравнению с углеродом. Наличие избытка свободного углерода и связанного в металле
требует дополнительного отжига дисперсных металлоотходов в водороде при температуре
800 °С, чтобы удалить этот углерод, что удорожает процесс восстановления по сравнению
с восстановлением в водороде. При этом восстановление водородом идет уже при температуре 400 °С, тогда как для начала восстановления твердым углеродом требуется температура около 900 °С, что ведет к увеличению энергозатрат к спеканию порошков. Весь
вопрос в том, где найти источник дешевого водорода.
При обработке по способу и в устройстве по патенту RU 1475281 С, 1995 г. других отходов, содержащих органические вещества, как это осуществляли в способе по патенту
SU 1791672 А1, 1993 г., развивающем способ по патенту RU 1475281 С, оказалось, что в
ходе пиролиза отходов резины, хромсодержащих кожевенных отходов, осадков сточных
вод, начиная с определенной температуры, в отходящих газах содержится значительное
количество водорода. Например, в случае пиролиза резины при температуре 700 °С количество водорода в газе в 29 раз выше, чем при температуре 300 °С, достигая 29 % по объему, соответственно окись углерода - 13,4 %, метан - 15,4 %. В случае пиролиза некомпостируемых твердых бытовых отходов (ТБО) при температуре 700 °С количество водорода
уже достигает 23 %, метана - 23,7 %, оксида углерода - 20 %. Еще большие показатели по
водороду были достигнуты на стадии пиролиза высушенных кожевенных отходов и осадков сточных вод. Если в способе по RU 1475281 прослойки неметаллического материала
формировать из продуктов неполного пиролиза указанных отходов, то при нагреве эти
прослойки будут являться источником водорода, при этом в твердом остатке пиролиза будет содержаться концентрат тяжелых металлов, годный для дальнейшей промышленной
переработки.
Цель настоящего изобретения - совмещение переработки промышленных металлоотходов и отходов, содержащих органические вещества, в единый металлургический процесс, с утилизацией попутного водорода для восстановления металлов, с последующим
использованием твердого остатка пиролиза, например хромсодержащего концентрата, в
случае пиролиза кожевенных отходов, для получения феррохрома.
Поставленная цель достигается в способе восстановительного отжига дисперсных металлоотходов, включающем загрузку их послойно с неметаллическим веществом и отжиг,
отличающемся тем, что в качестве неметаллического вещества используют продукты неполного пиролиза осадков сточных вод или хромсодержащих кожевенных отходов, а при
отжиге по высоте капсулы создают градиент температуры.
Кроме того, в слой из продуктов неполного пиролиза осадков сточных вод или хромсодержащих кожевенных отходов помещают изделия, спрессованные из металлических
порошков.
Поскольку оптимальные температуры восстановления (спекания) и выделения водорода различаются, то создание градиента температуры по высоте капсулы обеспечивает
непрерывное поступление водорода в зону восстановления (спекания) дисперсных металлоотходов. Например, в нижней части капсулы она может быть 700-800 °С, при которой
обеспечивается оптимальное выделение водорода, тогда как в центре капсулы эта температура может достигать 1000-1100 °С, которая оптимальна для спекания металлоотходов.
После восстановления металла водородом спеки легко выгружаются из капсулы, не смешиваясь с инертным материалом.
В тоже время, если оптимальная температура восстановительного отжига ниже температуры спекания, то благодаря брикетированию указанных продуктов неполного пиролиза
при выгрузке из капсулы также не происходит перемешивания дисперсных металлоотходов с брикетами неметаллического вещества.
Пример
Осадки сточных вод, взятые на Минской станции "Аэрация", подвергались сушке под
навесом на сетчатых поддонах, после чего высушенный материал загружался в капсулы,
2
BY 10315 C1 2008.02.28
которые в верхней части перекрывались дисперсными клапанами и подвергались нагреву.
При температуре в печи 500 °С на выходе из дисперсного клапана вспыхивало желтое
пламя с образованием дымовых газов. При температуре 600 °С дымовые газы исчезали, а
пламя приобретало сиреневый оттенок. На холодной пластинке, помещенной над факелом, конденсировалась вода. Факел исчезал лишь при температуре 1000-1050 °С. Для получения водородсодержащего материала процесс пиролиза прекращали, как только исчезали дымовые газы, при температуре порядка 600 °С. При этом объем отходов
уменьшался многократно. После охлаждения капсулы ее содержимое засыпали послойно
с железной окалиной в эту же капсулу, и процесс восстановления вели при температуре
печи 600-900 °С в течение 3 часов, тогда как для восстановления твердым углеродом требовалось 10 часов при 1000 °С. После прекращения горения факела капсулы охлаждались,
а восстановленный металл прессовался в брикеты, которые переплавлялись в электродуговой печи с выходом в слитки до 85 %.
Из восстановленного таким образом железного порошка, полученного на основе дробленной железной окалины, прессовались втулки, которые затем помещались в прослойки
водородсодержащего материала. Одновременно с восстановлением окалины втулки спекались уже при температуре 1100 °С.
Аналогичные результаты получены при использовании в качестве неметаллического
вещества продукта неполного пиролиза хромсодержащих кожевенных отходов Бобруйского кожевенного завода с одновременным получением зеленого хромового концентрата,
содержащего около 70 % Cr2O3 полным восстановлением окалины Минского рессорного
завода.
Эффективным оказался способ и при восстановлении окисленной пыли свинцовооловянной изгари при температуре порядка 400-500 °С вместо 950 °С при восстановлении
твердым углеродом.
Использование в качестве неметаллического вещества осадков сточных вод или хромсодержащих кожевенных отходов в процессе восстановительного отжига дисперсных металлоотходов, загруженных в капсулы послойно с неметаллическим веществом, а также
создание при отжиге градиента температуры по высоте капсулы, обеспечивают непрерывное поступление водорода в зону восстановительного отжига с оптимальной для восстановления температурой, а также получение твердого остатка пиролиза с концентратом
тяжелых металлов, например окиси хрома Cr2O3, для последующей их промышленной переработки.
При использовании осадков сточных вод кроме водорода получают твердый остаток
пиролиза, содержащий углерод и до 20-30 % тяжелых металлов (следствие того, что гальванические отходы попадают в сточные воды).
Помещение в слой из продуктов неполного пиролиза осадков сточных вод или хромсодержащих кожевенных отходов изделий, спрессованных из металлических порошков,
обеспечивает их спекание в восстановительной атмосфере.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
77 Кб
Теги
by10315, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа