Процессы и аппараты цветной металлургии
Набойченко С.С., Агеев Н.Г., Дорошкевич А.П. и др.
Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005 г.
ВТОРИЧНОЕ СЫРЬЕ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Производство цветных металлов из вторичного сырья имеет целый ряд преимуществ в сравнении с переработкой руд и концентратов. Основные из них: 1) низкие удельные капитальные вложения, 2) высокая технологичность переработки, 3) значительно меньший расход энергии. Так, энергетические затраты при производстве из руд алюминия, никеля, меди, цинка и свинца соответственно в 19,5; 9,3; 6,2; 3,6 и 2,3 раза больше, чем при производстве этих металлов из лома и отходов, 4) снижение потребления невозобновляющихся ресурсов минерального сырья, 5) уменьшение загрязнения окружающей среды.
В общем объеме производства и потребления цветных металлов доля металлов и сплавов, получаемых из вторичного сырья, составляет около 30 %. В высокоразвитых странах этот показатель доходит до 50—60 %. Сырьем для производства вторичных цветных металлов служат амортизационный лом и различные отходы.
Лом цветных металлов представляет собой изделия и детали из цветных металлов и сплавов, пришедшие в негодность или утерявшие эксплуатационную ценность. Лом может быть промышленным, транспортным, сельскохозяйственным, бытовым, военным.
Отходы — это промышленные отходы на всех стадиях производства, содержащие цветные металлы или состоящие из них; образуются при механической обработке, в металлургических процессах. Отходами также являются бракованные детали и изделия.
К вторичному сырью цветных металлов относят ту часть лома и отходов, повторное использование которых в данный период технически возможно и экономически обосновано.
С целью более рационального использования вторичного сырья на лом и отходы цветных металлов установлен межгосударственный стандарт (ГОСТ 1639—93), введенный в действие с 1 января 2000 г. В соответствии со стандартом определяют качество каждого вида сырья и осуществляют поставку его потребителям.
Вторичное сырье подразделяют по физическим признакам на классы, по химическому составу — на группы и марки, по показателям качества — на сорта.
Отличительная особенность отдельных классов следующая:
класс А — лом и кусковые отходы;
класс Б — стружка,
класс В — порошкообразные отходы вольфрама, кобальта, молибдена, их сплавов и химических соединений;
класс Г — прочие отходы;
класс АК — отходы белой жести и лом луженой тары;
класс АЛ — лом и отходы кислотных свинцовых аккумуляторов;
класс 3 — листовая обрезь титана и его сплавов;
класс Μ — отходы алюминия, покрытые селеном;
класс Д — ртуть отработанная;
класс Ж — кабели, которые подразделяют на освинцованный кабель и провода с алюминиевой жилой (группа I), освинцованный кабель с медной жилой (группа II) и кабель с алюминиевой оболочкой и медной жилой (группа III);
класс И — прочий лом сложный. Например, пули свинцовые с мельхиоровой или биметаллической оболочкой (группа I), гальванические элементы марганцево-цинковые в стальных никелированных корпусах (группа IV);
класс Л — биметаллы на основе стали с плакирующим слоем алюминия, меди, никеля и их сплавов (группа I); биметаллы на основе алюминия и его сплавов с покрытием из титана, меди, стали, силумина(группа II) и др.
Каждый металл делят на различное число групп. Так, медь и сплавы на медной основе разделены на 14 групп, а цинк и цинковые сплавы — на 3. Число групп является характеристикой степени разнообразия сплавов, получаемых на основе данного металла. Каждая первая группа представляет собой технически чистый металл, а последняя — отходы низкокачественные.
Лом и отходы разделяют по сортам с учетом содержания в них металла, степени разделки, габаритов, массы, засоренности. К первому сорту относят лом и отходы, которые могут быть подвергнуты металлургической переработке без специальной подготовки (первичной обработки). Вторичное сырье первого сорта имеет высокое содержание металла, определенную массу и габариты, не загрязнено другими металлами и сплавами. Для медного сырья первого сорта засоренность неметаллическими материалами (влага, масло, краска, землистый засор и т. п.) не должна превышать 3 %, масса отдельных кусков — не более 100 кг.
Для лома и отходов второго сорта допустима более высокая засоренность. Лом и отходы меди и медных сплавов второго сорта могут иметь засоренность неметаллическими материалами, черными и цветными металлами до 10 %.
Вторичное сырье цветных металлов третьего сорта характеризуется наличием приделок из черных металлов, высокой засоренностью. Оно требует первичной обработки. Отходы и лом цветных металлов, не отвечающих требованиям к сортам основных групп, но направляемые на переработку, относятся к низкокачественным. Это сырье смешанное, требующее сортировки и разделки.
В соответствии со стандартом масса пакетов, связок и бухт для лома и отходов всех групп и сортов не должна превышать 150 кг для алюминия и его сплавов и 250 кг для других цветных металлов и сплавов. Масса отдельных кусков для всех металлов и сплавов — не более 100 кг, а их размеры не более 600x600x1500 мм. Размеры отдельных кусков низкокачественного лома и прочих отходов не должны превышать 1000x1000x1500 мм. По соглашению с потребителем допускается сдача лома и отходов, превышающих указанные размеры и массу.
Вторичное сырье цветных металлов часто содержит взрывоопасные предметы, баллоны, резервуары, сосуды, трубы, ранее взорванные металлсодержащие массивы, военный лом. Для исключения несчастных случаев и аварий лом и отходы в обязательном порядке неоднократно подвергают проверке на взрыво- и радиационную безопасность.
Проверка лома и отходов для обнаружения и удаления из них взрывоопасных предметов и легковоспламеняющихся веществ называется пиротехническим контролем. Контроль вторичного сырья на взрывобезопасность должен осуществляться на всех стадиях: при заготовке, транспортировке, первичной обработке, металлургической переработке. Непроверенный лом и отходы считаются взрывоопасными, их недопустимо смешивать с металлоломом, обезвреженным и прошедшим контрольную проверку. На проверенный и обезвреженный лом оформляют удостоверение о взрывобезопасности. Каждая партия лома и отходов сопровождается паспортом, в котором указывают наименование вторсырья, его класс, группу, марку сплава, сорт и засоренность; для нестандартных марок сплавов приводят химический состав.
Алюминий, медь, свинец, никель и их сплавы составляют около 95 % заготавливаемых в настоящее время лома и отходов цветных металлов. Остальная часть вторсырья представлена цинком, титаном, оловом, магнием, вольфрамом, кадмием, кобальтом, молибденом, ртутью или их сплавами и соединениями.