124705 (690123), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Гранулометрический состав: Куски размером до 150-200 мм неправильной формы, обломки 5-50 мм, порошки 0,1-1,5 мм, пылевидный частицы до 30 мкм.

Свойства: а) механические - исключительно твердые и хрупкие карбиды, более мягкие металлические сплавы, мягкие паечные материалы (привести данные по шкале твердости Нб);

б) химические - растворимость в различных реагентах, действие газообразного хлора на твердую фазу, действие хлора на тот же материал, находящийся в расплаве хлоридов (натрия, калия или др. элементов) окисляемость при нагревании и обжиге и т.д.

Объем переработки: 10 тонн в год.

Способ переработки: Хлорирование лома твердых сплавов с получением TiCl4, WОСl4 и последующей переработкой на товарный TiO2 и WO3

Задание:

Выбрать способ хлорирования и составить схему переработки вторичного сырья (лома твердых сплавов)

Рассчитать материальный и тепловой баланс (химический состав сырья рассчитать, исходя из тв. сплава марки Т15К6 (15% карбида титана 6% металлического кобальта, остальное – карбида вольфрама), количество твердосплавной фазы принять 90%, Остальные 10% составляют примеси:

(железо - 7%, медь - 0,3%, цинк - 0,3%, хром - 0,7%, никель - 0,7%, марганец - 0,9%, кремний - 0,1%).

Подобрать необходимое технологическое оборудование.

Оценить данный процесс с точки зрения безопасности.

3.5. Свойства компонентов вторичного сырья, которые могут быть использованы при разработке принципиальной технологической схемы процесса переработки сырья [6].

Таблица 3.5.1

Компонент	Состав компонента%	Содержание во вторичном сырье%	Плотность, кг/м3	Температура плавления, oC	Электрическое сопротивление, Ом·м	Тип магнетика	Краткие химические свойства компонента
Твёрдый сплав Т15К6	TiC ~ 15,0 Co ~ 6,0 Остальное WC	90	11100–11600	-	~ 10 · 10-8	Парамагнетик	Устойчив против воздействия кислот и щелочей, не окисляются на воздухе до температуры 600-800°С.
Сталь СТ3	C ~ 0,1 – 0,22 Si ~ 0,15 – 0,3 Mn ~ 0,4 – 0,65 Ni до 0,3 Cr до 0,3 Cu до 0,3 Остальное Fe	9,4	7700-7800	1300-1400	~ 9,0 · 10-8	Ферромагнетики	Медленно окисляется во влажном воздухе. Не реагирует с водой, гидратом аммиака; пассивируется в концентрированных серной и азотной кислотах, разбавленных щелочах. Реагирует с разбавленными кислотами, концентрированными щелочами, неметаллами, монооксидом углерода. Вытесняет благородные металлы из их солей в растворе.
Инструмен-тальная сталь	C ~ 0.8 - 1.0 Si ~ 0.25 Mn ~ 0.25 - 0.30 Cr ~ 0.15 Остальное Fe
Нержавеющая сталь	C < 0,12 Si ~ 1.0 Mn ~ 1,5 Ni ~ 5.0 Cr ~ 15 Остальное Fe						Не реагируют с водой, щелочами, гидратом аммиака; пассивируется в концентрированных серной и азотной кислотах, разбавленных щелочах. Медленно реагирует с разбавленными HCl и H2SO4 кислотами.
Паечные материалы	55% Cu, остальное Zn	0,6	8400	1343 - 1143	40 · 10-8	Диамагнетик	Не реагируют с водой, разбавленной хлороводородной кислотой. Переводится в раствор кислотами-неокислителями или гидратом аммиака в присутствии О2, цианидом калия. Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами, "царской водкой", кислородом, галогенами, халькогенами, оксидами неметаллов. Реагирует при нагревании с галогеноводородами.

3.6 Обоснование выбора стадий предварительной обработки сырья.

Первые стадии переработки лома связаны с операциями измельчения и обогащения.

Измельчение обычно проводят в молотковых дробилках с классификацией и возвратом крупной фракции на начальную стадию.

Для разделения сложного многокомпонентного вторичного сырья применяют различные методы обогащения: воздушную сепарацию, гидродинамическое обогащение, электростатическую сепарацию, магнитную сепарацию, флотацию и др.

Электромагнитная сепарация

Метод основан на различии в магнитных свойствах компонентов вторичного сырья.

При разработке схемы переработки сырья можно использовать электромагнитную сепарацию. Данный метод позволит нам легко отделить сильномагнитные частицы − ферромагнетики.

Таблица.3.6.1 Магнитная восприимчивость материалов.

Электростатическая сепарация

Метод основан на различии в электропроводности, электроёмкости и диэлектрических свойствах сырья.

При разработке схемы переработки сырья невозможно использовать электростатическую сепарацию т. к. в исходном сырье нет диэлектриков.

Гравитационное обогащение

Метод основан на различии в плотностях и скоростях падения частиц разделяемого сырья в воздухе (пневматический метод) или в жидких средах (гидродинамический метод).

Таблица 3.6.2. Плотность компонентов. [кг/м3]

При разработке схемы переработки сырья можно использовать гравитационное обогащение. Этот метод обогащения не даст хороших результатов по причине небольшой разности плотностей и небольшого количества примесей [6].

3.7. Выбор оборудования для предварительной обработки сырья.

Исходя из заданного состава компонентов, гранулометрического состава вторичного сырья и выбранного способа переработки, сырьё необходимо измельчить до размера до 1,0 мм, что обеспечит высокую скорость хлорирования. Для этого нужно провести дробление и измельчение на соответствующем оборудовании. Так же желательно провести обогащение исходного сырья. Обогащение позволит избежать ненужных отходов, сэкономит реактивы, энергию и упростит очистку продуктов.

Степень обогащения при использовании магнитной сепарации зависит от крупности частиц, для улучшения показателей обогащения, магнитную сепарацию нужно провести после измельчения исходного сырья.

Основной проблемой схемы предварительной обработки сырья является измельчение.

3.7.1. Одновальцовая дробилка CEB 16/40

Одновальцовая дробилка CEB 16/40 была разработана компанией NETZSCH-Group. Одна из областей её применения – дробление твёрдого сплава.

Принцип действия – простое разрушение. Данная модель со сверхтвердыми разрушающими элементами, служит для эффективного дробления.

Малые габариты способствуют установки в новую или существующую схему.

Таблица 3.7.1. Основные технические характеристики дробилки CEB 16/40.

Производительность по исходному твердому материалу	230 кг/ч
Диметр ротора	160 мм
Ширина входного отверстия	400 мм
Диапазон размола	4 - 12 мм
Номинальная мощность эл. привода не более	3 кВт

Принип работы одновальцовойая дробилки CEB.

Одновальцовойая дробилка CEB оборудована большим количеством зубьев, при медленном вращении которых между зубьями и широкими гребёнками создается огромное давление на продукт, что и приводит к его измельчению.

Заключительный размер частицы зависит от зазора между гребёнками и геометрией зубьев.

Измельченный продукт поднимается вертикально вверх со дна дробилки [8].

3.7.2. Молотковая мельница CHM 23/20

Молотковая мельница CHM 23/20 была разработана компанией NETZSCH-Group.

Одна из областей её применения – измельчение твёрдого сплава.

Принцип действия – ударно-отражательное измельчение. Данная модель со сверхтвердыми разрушающими элементами, служит для эффективного измельчения.

Малые габариты способствуют установки в новую или существующую схему.

Таблица 3.7.2. Основные технические характеристики молотковой мельницы CHM 23/20.

Принип работы одновальцовойая дробилки CEB.

Подача продукта осуществляется через вместительную входную воронку поверх ротора. Закрепленные на роторе подвижные ударные элементы - плоские, из стали – при вращении ротора поворачиваются во внешнюю сторону под действием центробежной силы и тем самым разбивают находящийся в вихревом потоке в размольной камере материал. Таким образом материал не только направляется на внутренние стенки корпуса и закрепленные на нем отражательные пластины но и на встроенные в нижней части машины сетку или сетчатый фильтр, зазор которых определяет в конечном итоге размер частиц продукта [8].

3.7.3. Магнитный сепаратор ПБС-63/50

Сепаратор магнитный барабанный для сухого обогащения мелкодробленых сильномагнитных руд, а также для извлечения ферромагнитных примесей из стружки и кусковых отходов цветных металлов и их сплавов.

Таблица 3.7.3 Основные технические характеристики магнитного сепаратора ПБС-63/50.

Производительность по исходному твердому материалу	2 – 6 т/ч
Магнитная индукция на поверхности барабана, не менее	0,130 Тл
Диаметр барабана	600 мм
Длина барабана, (включая реборды)	500 мм
Номинальная мощность эл. привода не более	1,1 кВт
Крупность питания	0-4 мм
Габаритные размеры	900х1300х1400 мм
Масса, кг	550 кг
Количество барабанов	1

Данный сепаратор позволит отделить большую часть ферромагнитных примесей. Так же с ферромагнитными частицами будут увлекаться и остальные компоненты сырья [10].

Таблица 3.7.3. Приблизительные значения разделения продукта исходя из заданного фазового и химического состава сырья и объема переработки в год.

Твёрдосплавный концентрат			Ферромагнитный концентрат
Компонент	Содержание в концентрате [%]	Масса [кг]	Компонент	Содержание в концентрате [%]	Масса [кг]
Твёрдый сплав Т15К6	98,51	8925	Твёрдый сплав Т15К6	8	75
Сталь	1,04	94	Сталь	90	846
Паечные материалы	0,45	41	Паечные материалы	2	19
Всего:	100	9060	Всего:	100	940

Твердосплавный концентрат будим подвергать дальнейшей переработке. Ферромагнитный концентрат будет отправлен на переработку на сталеперерабатывающее предприятие.

4. Хлорирование подготовленного сырья

При разработке схемы хлорирования мы должны выделить наиболее ценный и концентрированный элемент в сырье. В нашем случае этот элемент вольфрам (см. таблицу 4.2.1). Следовательно нужно разработать схему переработки, чтобы повести селективное выделения вольфрама в форме, удобной для дальнейшей переработки.

4.1. Хлориды и оксохлориды вольфрама.

В технологии вольфрама хлорирование практически не используется. Вольфрам относится к числу металлов, для которых можно разработать хлорную схему переработки, особенно в случае переработки нестандартного полиметаллического сырья.

Характеристики

Список файлов курсовой работы