Файл: Классификация вторичных металлов и их характеристика.docx

В отличие, например, от вторичной металлургии алюминия или меди в Советском Союзе в настоящее время нет предприятий, специализирующихся на переработке только вторичного никелевого сырья. Причиной этого

является значительно меньшее его количество по сравнению с отходами и ломами других цветных металлов. Кроме того, большое количество вторичного никелевого сырья направляется в черную металлургию для производства легированных сталей.
Переработку вторичных никелевых материалов осуществляют предприятия первичной никелевой металлургии Урала, Украины и Кольского полуострова. В зависимости от химического состава, наличия оборудования

на предприятиях его перерабатывают совместно с первичным сырьем либо самостоятельно.

Стандарт предусматривает разделение вторичного никельсодержащего сырья на четыре группы. В I группу включены чистый и полуфабрикатный никель, во II груп- п у никелевые сплавы, в III группу — медноникелевые гплавы, в IV группу — низкокачественные лом и кусковые отходы никеля и никелевых сплавов, а также низкокачественная стружка.
Лом и отходы могут быть представлены деталями реактивных двигателей; частями аппаратуры, работающей в агрессивных средах; остатками никелевых анодов; обрезью и высечкой; обрезками труб, прутков, проволо-

ки- нагревательными элементами электропечей и приборов; с т р у ж к о й ; пришедшими в негодность железо-никелевым'и аккумуляторами; печными выломками; металло абразивными отходами; шламами и солями; бытовым

ломом и др.

В зависимости от характера лома и отходов никеля, никелевых и медноникелевых сплавов содержание в них основного металла (сплава) изменяется от 25 до 98%, а засоренность может достигать 75 %.

Большое количество никеля и других цветных металлов переходит в абразивные отходы при зачистке и шлифовке проката и заготовок легированных сталей и сплавов. Содержание никеля и кобальта в сырье данного типа должно составлять 3%. Благодаря внедрению силовых

и скоростных режимов шлифования высокостойкими абразивными кругами получают отходы, содержащие 80—95% металлической составляющей.

В образующихся при электролитическом никелировании шламах содержание никеля доходит до 50%, а в отработанных электролитах и сточных водах гальванических цехов — от единиц до десятков граммов в 1 л никеля и других цветных металлов.

Бытовой никельсодержащий лом включает всевозможные никелированные предметы, а также изделия из мельхиора.

Особая роль во вторичной металлургии никеля принадлежит отработанным щелочным аккумуляторам, производство которых в стране значительно. Кратковременный срок их службы оказывает существенное влияние на

---

количество вторичного никельсодержащего сырья. На предприятия поступают отработанные аккумуляторы в собранном виде. Их разновидности: ТЖН (тяговые же-лезо-никелевые)-500, ТЖН-350, тжн-зоо, тжн-зоов, ТЖН-250. Они состоят из железного корпуса, положи-

тельных и отрицательных пластин (ламелей), эбонитовых крышек, болтов, шайб и стержней.
Интерес представляют положительные пластины. Активная их часть содержит, %: 40—44 закиси никеля; 10—12 графита; 5—7 щелочей (Na0H + Na2C03); 0,7—1,0 кальция, магния, бария; 0,03—0,05 алюминия; 0,03—0,05

серы. По внешнему виду ламели представляют собой плоские пластины с перфорированными стенками, в которые запрессована активная масса. Ширина их 120—150 мм, толщина 4,0—4,2 мм, длина 220—375 мм. В ак-

тивную массу щелочных аккумуляторов закладывается от 3,85 до 5,1 кг никеля на 1 А-ч номинальной емкости. Основной частью отрицательной пластины является гидрат закиси железа. Она содержит некоторое коли-

чество сульфата никеля (0,2%), сернистого железа (0,3%) и графита (2%). Как никельсодержащее сырье отрицательные пластины интереса не представляют.

В лучшем случае они могут быть использованы в качестве железистого флюса при шахтной плавке окисленных никелевых руд или как твердый окислитель при электроплавке. Характеристика некоторых железо-никелевых

Лом и отходы свинца и его сплавов

Лом и отходы свинца поступают в переработку на специализированные заводы в виде следующих основных разновидностей: лом свинцовых аккумуляторов; лом и отходы прокатного свинца; лом кабельного свинца; лом кальциевого и свинцовооловянного баббита.

В соответствии со стандартом лом и кусковые отходы свинца и свинцовых сплавов делятся на следующие группы: I — чистый свинец, II — сурьмянистый свинец, III — кальциевые баббиты, IV — низкокачественный лом и кусковые отходы.

Лом и отходы свинцовых аккумуляторов выделены в отдельный класс АЛ, объединяющий две группы — свинец аккумуляторный (не менее 90% металла) и свинец аккумуляторный низкокачественный (не менее 40% ме-

талла).

Ниже рассмотрена характеристика отдельных видов свинецсодержащего вторичного сырья.

В заготовке вторичного сырья аккумуляторный лом имеет наибольший удельный вес. Если амортизационный лом составляет 80% всех товарных ресурсов свинца, то зи с увеличением темпов автомобилестроения возраста-

ет количество свинца, расходуемого на производство аккумуляторов. Поэтому очень важное значение для народного хозяйства имеет рациональная переработка аккумуляторного лома.

---

В настоящее время выпускают аккумуляторы различных типов: автомобильные, мотоциклетные, морские, электровозные, стационарные и др. Средний срок их службы 3 года. Аккумуляторная батарея представляет собой корпус, изготовленный из кислотостойких и механически прочных полимеров (эбонит, полиэтилен и др.). В корпусе помещены положительные и отрицательные электроды и залит раствор серной кислоты. Для предотвращения коротких замыканий электроды разделяют микропори-стыми прокладками-сепараторами, изготовленными из мипласта, мипора, пластипора, поровинила и др. Пластины одинаковой полярности соединены перемычками, называемыми баретками.

По технологии изготовления положительные электроды могут быть поверхностными, панцирными и планированными. Поверхностные пластины отливают из чистого свинца и подвергают специальной электрохимической

обработке, в результате которой поверхностный слой свинца превращается на некоторую глубину в окись свинца. Панцирные пластины отливают в виде штыревой рамы из сплава свинца с 2—10% сурьмы, которая придает отливке механическую прочность и точную форму.
Между штырями набивают активную массу из окислов свинца.Для увеличения механической прочности пластины помещают в эбонитовые футляры — панцири. Планированные пластины представляют собой решетку, отлитую из свинцовосурьмянистого сплава. В ячейки решетки

вмазывают активную массу, приготовленную из окислов свинца и серной кислоты.

Отрицательные пластины могут быть планированными и коробчатыми. Коробчатые пластины отличаются от планированных по толщине. Пластина представляет собой решетку, собранную из двух половинок и ограничен-

ную с двух сторон тонкими листами перфорированного свинца. Внутри решеток помещена указанная выше активная масса.

Для производства аккумуляторов используют свинец и сурьму высших марок или свинцовосурьмянистый сплав. Присутствие посторонних металлов в пластинах аккумуляторов даже в небольших количествах приводит

к саморазряду батареи. Крышки аккумуляторов изготавливают из бакелита или эбонита, герметичность обеспечивают путем заливки крышки по периметру специальной мастикой. Аккумуляторные батареи содержат в

среднем 62% свинца и сурьмы, 38% составляет материалкорпусов, крышек, сепараторов, а также сера и

кислород.

Активная масса на положительных пластинах содержит 90% РЮ2 , 7% РЬО, 3% PbS04> а на отрицательных пластинах 95% РЬ, 3% РЬО, 2% PbS04 . В процессе эксплуатации аккумуляторов и особенно при их разделке

---

активная масса осыпается и образует шлам.
Компоненты аккумуляторного лома резко отличаются по плотности. Так, плотность свинцовых решеток состав- ляет 9,4 г/см3, аккумуляторного шлама 3,3 г/см3, неметаллического материала 1,44 г/см3. Соответственно объем металлической части лома равен 10%, сульфатно-окисной

40% и неметаллического материала 50% от общего объема лома.

На заводы вторичной цветной металлургии аккумуляторный лом может поступать в разделанном или не разделанном виде. Морские аккумуляторы поступают, как правило, в виде отдельных секций, автомобильные —

иногда в виде целых батарей. Значительное количество лома поступает в виде отдельных пластин и полублоков с осыпавшейся активной массой. Пластины и мелочь чаще всего пропитаны серной кислотой.

Промышленность выпускает большое количество кабелей различного типа. Многие виды кабеля покрывают свинцовой оболочкой. Наибольшее количество свинца расходуется для защиты силового, контрольного, слабо-

точного, морского, высоковольтного, сигнализационного и блокированного кабелей.
Для изготовления оболочек применяют свинец марки не ниже СЗ (99,9% РЬ). Иногда с целью увеличения механической прочности и предохранения оболочки от растрескивания при вибрациях к свинцу добавляют 0 4

0,6% Sb или 0,05—0,08% Си.

Среднее содержание свинца в ломе неразделенного освинцованного слаботочного кабеля составляет 50—53%, силового голого кабеля 45%, силового бронированного 30—35%.

Поверхность оболочки обычно загрязнена маслом,пылью, окислами. Засоренность составляет 2—6%.

Баббиты — антифрикционные сплавы, применяемые для изготовления подшипников. Имеют мягкую, пластическую основу (свинцовую, оловянную), которая обеспечивает приработку подшипника к вращающемуся валу.

В мягкой основе равномерно распределены твердые кристаллы, сообщающие баббиту достаточную механическую прочность для восприятия нагрузки вала и сил трения.

Промышленность выпускает следующие сплавы на свинцовой основе: свинцовооловянные, в состав которых входит олово, и безоловянные — кальциевые.

Для производства баббитов ис-

пользуют главным образом вторичное сырье — лом и отходы свинца и свинцовых сплавов с добавками небольших количеств первичных металлов. Лом и отходы баббитов поступают на заводы вторичных цветных металлов

в виде вкладышей подшипников, слитков и стружки. Засоренность лома и отходов достигает 10%.
Оловосодержащее сырье

Основное количество олова используют для производства белой жести и луженой тары. Поэтому важное значение имеет извлечение олова из лома и отходов, представляющих собой жестяной скрап, отходы белой жести

---

и оловосодержащие продукты, образующиеся при горячем лужении.

Стандартом выделены в отдельный класс — АК—лом и кусковые отходы белой жести и луженой тары. Класс АК включает две группы: I группа — олово в покрытиях, II группа — лом и низкокачественные кусковые отходы

олова в покрытиях. Минимальное содержание олова в I группе составляет 0,4%, во II группе 0,3%.

К отходам белой жести относятся следующие виды сырья: обрезки белой жести; бракованные банки жестянобаночного производства; жестяные банки и крышки, являющиеся браком готовой продукции; бывшие в упо-

треблении консервные банки и крышки от стеклянной тары.

Кроме того, следует выделить оловосодержащие от-ходы, образующиеся при производстве белой жести горячим лужением. К ним относятся: флюсовый скраф, масляный скраф, тяжелый металл.

Жестяной скрап

На производство консервной тары в настоящее время поступает около 70% всей производимой белой жести. В процессе изготовления консервных банок, крышек и других изделий из белой жести образуется до 20% отходов. Эти отходы значительно отличаются друг от друга по внешнему виду. Часть их представляет собой отдельные кусочки или полоски с насыпной массой 0,4 т/м3, другая часть — высечку, образующуюся при штамповке деталей из листов белой жести с насыпной массой 0,2 т/м3. Отходы белой жести, как правило, незначительно загрязнены машинным маслом. Основная масса об-

резков скапливается на предприятиях, изготавливающих жестяную тару.
Расход олова на производство белой жести зависит от способа лужения. При горячем лужении он составляет 21 кг/т жести, при электролитическом 7,6 кг/т. Удельный вес жести электролитического лужения в общем ее вы-

пуске постоянно растет. Если в 1967 г. в Советском Союзе производство белой жести составляло 26%, в 1970 г. 66%, то в 1980 г. составило около 80%. Средняя норма расхода олова на 1 т белой жести снизилась с 16,65 кг/т

в 1965 г. и 12,2 кг/т в 1970 г. до 10,8 кг/т в 1980 г. С учетом постоянно возрастающего производства белой жести приведенные цифры свидетельствуют о значительных ресурсах олова в отходах жести, несмотря на то что среднее его содержание в отходах снизилось с 1,25% в

1970 г. до 0,98% в 1980 г. Если 20% белой жести составляют отходы жестяно-баночного производства, то 80% идет на изготовление

собственно консервной тары, которая скапливается у населения и частично в организациях общественного питания.

---