Разработка экологически чистых технологий комплексного извлечения благородных и цветных металлов из электронного лома (30.11.2009)

Автор: Лолейт Сергей Ибрагимович

Наименование вещества Содержание от общего количества вредных выбросов, мг/м3 ПДК рабочей зоны, мг/м3 Класс опасности

1,4 Диоксан 0,080 0,100 1

Ацетонитрил 7,000 10,000 2

Этилбензол 0,400 1,000 ?

Стирол 0,500 5,000 ?

Хлор 0,030 0,100 2

Фосген 0,008 <0,010 1

Пыль неорганическая, содержащая SiO2 0,450 0,500 3

Оксид углерода 4,700 5,000 4

Свинец 0,002 0,003 1

Олово 0,100 0,050( 5

( – Временно допустимая концентрация

4.2. Разработка обжиговой печи и оптимизация условий обжига

На основе результатов выполненных исследований была спроектирована промышленная вращающаяся электропечь непрерывного действия для обжига электронного лома. Технические характеристики печи представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Основные технические характеристики печи для обжига электронного лома

Наименование

характеристики Значение

Скорость вращения барабана, об/мин. 0,09-2,15

Угол наклона барабана печи к горизонту, ° 1-3

Установленная мощность, кВт 328

Потребляемая мощность, кВт 269

Напряжение питания, В 380

Число тепловых зон 2

Температура по зонам печи, °С 0-900

Длина барабана, мм 5400

Диаметр, мм 890

Масса печи, т 17,92

Габаритные размеры, мм 9400x2310x3040

Данная печь была изготовлена и были проведены промышленные испытания печи с целью определения оптимальных условий ведения процесса обжига с учетом состава перерабатываемого на заводе сырья. Было изучено влияние температуры и продолжительности обжига на убыль массы электронного лома. На рис.3 приведены данные по убыли массы электронного лома в зависимости от вида сырья и температуры процесса обжига. Было установлено, что резкая убыль массы обжигаемого материала наблюдается в интервале температур 460-5000С и обусловлена тем, при этих температурах происходит воспламенение полимеров, входящих в состав органической фазы электронного лома и затем – активное горение всего органического материала. Наиболее полное сгорание органических материалов происходит уже при температуре 7000С в течение двух часов, что хорошо согласуется с результатами лабораторных исследований. Дальнейшее повышение температуры процесса обжига или увеличение его продолжительности процесса нецелесообразно, так как практически не влияет на степень удаления органических материалов, но приводит к существенному увеличению расхода электроэнергии.

Был проведён расчет теплового баланса обжиговой печи, который показал, что для нагрева 1 кг перерабатываемого материала до температуры 700°С требуется (с учётом потерь) 87358,68 кДж, а при обжиге 1 кг смешанного электронного лома с учетом тепла окислительных реакций выделяется 129382,53 кДж тепла. Благодаря этому обстоятельству вывод печи на полую мощность необходим только в начальный период обжига.

Таким образом, были определены условия обжига электронного лома различных видов, разработана технология этого процесса, спроектирована и изготовлена вращающаяся электрическая печь мощностью ~330 кВт для обжига электронного лома. Печь для обжига электронного лома прошла программу необходимых испытаний и введена в эксплуатацию в ОАО «Щелковский завод ВДМ».

Рис. 3. Зависимость убыли массы различных видов электронного лома от температуры процесса обжига; продолжительности обжига – 2 часа.

Виды электронного лома:

( - ЭВМ (состав №4); (- смешанный лом электронных приборов (состав №3); ( - лом приборов самолётов (состав №1); ( - платы электронные (состав №2); ( - стеклянные изоляторы (состав №6); ( - элементы с функциями переключения (состав №5)

4.3. Плавка электронного лома с использованием медного коллектора

4.3.1. Состав и свойства шлаков

Плавка с медным коллектором электронного лома после его обжига позволяет консолидировать в сплав все металлы, и, прежде всего, драгоценные и цветные. Технологичность и эффективность плавки с медным коллектором в значительной степени зависит от состава и физико-химических свойств шлаков, в частности, от вязкости шлаков.

На основании предварительных экспериментов и оценки состава основных фазовых составляющих шлаков, образующихся в реальных условиях при плавке электронного лома, было установлено, что состав шлаков в значительной степени предопределен составом применяемых для плавки флюсов и содержит преимущественно оксидные соединения, входящие в состав последних - SiO2, CaO, Na2O, B2O3, FeO. Для получения корректных данных о вязкости шлаков и влияния на вязкость состава шлаков и температуры были выполнены исследования, в которых объектом изучения являлась система на основе SiO2-FeO-Na2O-CaO- B2O3, составленная из индивидуальных (100%-ных) материалов и моделирующая состав и свойства шлаков, образующихся в условиях реальной плавки электронного лома. Такие шлаки, полученные при переплавке практически чистых флюсов, т.е. в отсутствии сырья, в так называемых «холостых» плавках, в тексте указаны как Х-шлаки. Измерение вязкости Х-шлаков проводили на ротационном вязкозиметре при максимальной температуре 1350°С и через каждые 25 градусов, снижая температуру до тех пор, пока из расплава не выпадали кристаллы тугоплавких компонентов, о чем свидетельствовало резкое повышение вязкости. В рассматриваемых экспериментах кристаллизация фаз на основе тугоплавких компонентов происходила в интервале 1100-1150°С.

Таблица 5 - Состав Х-шлаков

№ %, масс.


загрузка...