Метод за обезвреждане на медсъдържащи отпадъци
Собственици на патент RU 2559076:
Изобретението се отнася до областта на цветната металургия, а именно до извличането на мед от медсъдържащи отпадъци от свръхпроводящи материали. Методът за оползотворяване на медсъдържащи отпадъци включва разтваряне на мед чрез потапяне на кош със скрап в медно-калциева сплав в процеса на калциева електролиза при температура 650-715 ° C. Разтварянето на мед се извършва от брикети, получени от медни стърготини чрез пресоване, последвано от вакуумно отгряване при температура 720-750 ° C. Осигурява висока степен на извличане на мед от медсъдържащи отпадъци от свръхпроводящи материали, както и намаляване на времето за разтваряне на мед от медсъдържащи отпадъци и повишаване на производителността и безопасността на процеса на калциева електролиза. 1 пр.
Изобретението се отнася до цветната металургия, по-специално до извличането на мед от медсъдържащи отпадъци от свръхпроводящи материали.
Известни хидрометалургични методи за разтваряне на мед в гореща концентрирана сярна киселина [Remy G. Курс по неорганична химия. М.: Мир, 1974, т. 2] или азотна киселина [патент на България № 2243163, IPC C01G 3/08]. Недостатъците на тези методи са използването на агресивни реагенти и образуването на токсични газове.
Известен метод за обработка на скрап, съдържащ ниобиево-титаниева тел в медна основа [Авторско свидетелство № 1669194, IPC S22V 7/00], включващ разтваряне на мед чрез потапяне на коша със скрап в съдържаща калций стопилка. Недостатъкът на този метод е образуването на медни сплави с телени компоненти, което намалява добива на мед от скрап.
Медният скрап, за предпочитане под формата на стърготини, обикновено съдържа остатъчна течност за рязане и/или течност за пресоване. Добре известен метод за обработка на металчипове, включително обезмасляване на чипове, измиване във вода, сушене (циркониева металургия. Под редакцията на G. A. Meyerson. M .: Издателство на чуждестранна литература, 1959 г., стр. 157), намалява, но не изключва риска от взаимодействие на тези течности със сол и метални стопилки.
Най-близкият аналог на заявеното изобретение е метод за преработка на медсъдържащи отпадъци [патент на България № 2393247, IPC S22V 15/00, S22V 7/00], включващ обезмасляване на стружки, промиване във вода, сушене, разтваряне на мед чрез потапяне на кош със скрап в медно-калциева сплав в процеса на калциева електролиза при температура 650-715 ° С.
При условията на производство на калций по електролитен метод [Doronin N.A. металургия на калций. М .: Gosatomizdat, 1959] асимилацията на мед от "бедна" медно-калциева сплав става, като правило, за 0,5-1,0 часа.При прилагането на метода процесът на разтваряне на медта продължава до 1,5 часа.
Следователно, недостатъците на този метод включват продължителността на цикъла на електролиза между дренажите на "богатата" сплав, както и недостатъчно високата производителност на електролизера.
Техническият резултат от предложения метод е да се намали времето за разтваряне на медта, като по този начин се намали времето на цикъла на електролиза и се увеличи неговата производителност, както и елиминира риска от взаимодействие между солта и металната стопилка на електролитната клетка с останалите течности, присъстващи в съдържащите мед отпадъци.
Техническият резултат се постига чрез факта, че при метода за обработка на съдържащи мед отпадъци под формата на чипове, включително обезмасляване на чипове, измиване във вода, сушене, разтваряне на мед чрез потапяне на отпадъци в медно-калциева сплав и разтваряне на мед в процеса на калциева електролиза при температура 650-715 ° C, съдържащите мед отпадъци са предварителноналягане от 70-100 MPa се пресова в брикети, които след това се подлагат на вакуумно отгряване при температура 720-750°C.
Съдържащите мед отпадъци под формата на скрап и стружки се генерират в големи количества по време на производството на свръхпроводящи проводници. Медните стърготини могат да бъдат получени от скрап чрез известни методи на рязане.
Долната граница на силата за пресоване на стърготини в брикети е избрана така, че да е достатъчна за получаване на брикети, които не са склонни към разпадане. Горната граница - от условието за разпръскване на брикети в отделни елементи от чипове при потапяне в стопилка от медно-калциева сплав. Граничните стойности на интервала се избират експериментално, като се вземе предвид заявеният температурен диапазон на последващото вакуумно отгряване.
По време на вакуумно отгряване силата на брикетите се увеличава поради частично синтероване. Температурата на вакуумно отгряване е избрана по такъв начин, че, от една страна, нейната долна граница е по-висока от температурата на електролиза за отстраняване на летливи течности, например флуид за рязане, а от друга страна, целият заявен интервал като цяло, избран експериментално, допринася за образуването на връзки между чиповите елементи в брикета, които лесно се разрушават при потапяне в стопилка от медно-калциева сплав.
При потапяне на съдържащи мед отпадъци, приготвени в заявената последователност при заявените условия, в електролитната клетка, те се нагряват и разпръскват в чипове с развита повърхност. Поради това времето за разтваряне на медта се намалява до 15 минути.
По този начин, предложеният метод, за разлика от най-близкия аналог, намалява времето за разтваряне на медта и елиминира риска от активно взаимодействие на флуида за рязане или течността за пресоване със сол и метални стопилки по време на електролиза.
Съвкупността от съществени характеристики на предложения метод при анализа на научно-техническата и патентната литература не е идентифицирана, което потвърждава изобретателското ниво на предлаганото техническо решение.
Оригиналните медни стърготини под формата на плетеница, получени чрез рязане при производството на свръхпроводящи материали, с остатъците от режеща течност и механични примеси от ниобий-титанова сплав (NT47), предварително се обезмасляват във воден разтвор на детергент с концентрация 0,05–0,07 kg/l при 70–80 ° C за 10–15 минути и се измиват. в гореща вода при 40–60°C за 3-5 минути. Изплакнете със студена вода за поне 3 минути. След това се извършва сушене. След това чиповете се пресоват при налягане от около 85 MPa, за да се получат цилиндрични брикети с диаметър 190 mm и височина 100-150 mm. След това брикетите се отгряват във вакуум при остатъчно налягане от 13,3 Pa (0,1 mm Hg) и температура от 720-750°C. Получените брикети имат достатъчна здравина за транспортирането и зареждането им в електролитната клетка.
При зареждане в медно-калциева сплав на работещ електролизер брикетите с тегло 4,8-6,2 kg се разтварят за 1-2 минути. Процесът на разтваряне на брикетите протича спокойно, с леко отделяне на газ поради освобождаването на въздух от порите. Неразтворените остатъци от ниобиево-титановата сплав се отстраняват от клетката заедно с утайката.
Метод за рециклиране на съдържащи мед отпадъци, включващ обезмасляване на чипове, измиване във вода, сушене, разтваряне на мед чрез потапяне на кошница със скрап в медно-калциева сплав в процеса на калциева електролиза при температура 650-715°C, характеризиращ се с това, че разтварянето на мед се извършва от брикети, получени от медни стърготини чрез пресоване и последващо вакуумиране изпичане при температура 720-750°C.