Твердые промышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка (стр. 2 )

3.6. ТПО отопительных систем и их переработка

При сжигании всех видов топлива, содержащего определенное количество минеральной фракции всегда образуется зола и шлак. Содержание неорганической (минеральной) части твердого топлива, образующейся при сгорании различно для разных видов топлива. Итак, минеральная часть твердого топлива, образующаяся после его сгорания составляет в %%X для следующих видов топлива следующие величины:

Бурые угли -,

Каменные угли ,

Антрацит 2- 30,

Горючие сланцы -,

Топливный торф - 2- 30,

Дрова - 0,5 - 1,5.

Для большинства топливных систем (скажем для топливных электростанций) твердое топливо перед сжиганием дробится и сжигается в пылевидном состоянии при температуре топочной камеры +°С. Легкие и мелкие частицы, содержащиеся в золе в количестве до 85% уносятся дымовыми газами из топок и образуют фракцию - золу - унос. Более крупные частицы оседают в процессе горения на под топки, сплавляются при таких высоких температурах и постепенно образуют шлаковую массу, несколько напоминающую стекло. Далее эта масса подвергается грануляции. и приводят (10) химический состав золы - уноса и состав топливных шлаков в процентах.

Таблица 3.2

Химический состав золы-уноса

Таблица 3.3

Химический состав топливных шлаков

Зола - унос это мелкие частицы, которые следует использовать без дополнительного разлива. В такой золе содержится 5-6% несгоревшего топлива. Топливные шлаки - это материал полного выгорания. Железо в них присутствует в закисной форме. Шлак имеет размеры от 0,2 до 30 мм.

Шлаки по своей химической природе подразделяются на основные, кислые и нейтральные. Шлаки, которые образуются после сгорания каменных углей являются кислыми. Шлаки, получаемые после сгорания сланцев и бурых углей как правило носят основной характер. Кусковой шлак используется в качестве наполнителя бетона, в дорожном строительстве тоже в качестве наполнителя дорожного покрытия, а также в качестве теплоизоляционной прокладки.

Золу - унос применяют в качестве добавки к цементу (до 15%); компонента цементной сырьевой смеси (основные шлаки). Золошлаковые смеси применяются в производстве как местное вяжущее средство: известково-зольное; цементно-зольное; известково-цементно-зольное. и др. (10) приводит пример Назаровской ГРЭС, где синтезированы новые материалы-золоситаллы, фазовый состав которых представлен твердым раствором. Химический состав золоситаллов (в процентах): SiO2 - 47,8; CaO - 25,96; Al2O3 - 8,12; MgO - 3,34; (Fe2O3+Fe) - 13; (Na2O+K2O) - 0,55; TiO2 - 0,33; Cr2O3 - 0,5.

Физико-химические свойства золоситалла

Плотность - 3,11 г/см3.

Микротвердость - 940 · 10-7 Па.

Предел прочности при изгибе - 10 · 10-7 Па.

Коэффициент линейного термического расширения (20-500°С· 107 град -1.

Температура начала размягчения - 1010°С.

Термостойкость - 250°С.

Таким образом, практически все ТПО отопительных систем можно и нужно использовать в качестве сырья для строительной индустрии и для дорожного строительства.

3.7. ТПО из волокнистых материалов и их переработка

ТПО в виде волокнистых материалов могут быть по физико-химическим свойствам гидрофильными (буквально водолюбивыми), т. е. легко поглощающими влагу и гидрофобными (т. е. не водолюбивыми), т. е. слабо поглощающими влагу или вообще не поглощающими ее. К первой группе следует отнести в основном волокнистые отходы на основе клетчатки или ее химических производных (т. е. природных полимерных материалов). Ко второй группе следует отнести волокнистые отходы на основе синтетических полимерных материалов (полиамидов, полиэфиров, полиолефинов, галоидированных полиолефинов, полиакрилонитрила, поликарбонатов, полиуретанов и т. п.). Ко второй группе можно отнести и волокнистые отходы при производстве стеклянного волокна, т. е. на основе неорганических материалов.

Кроме того, по однородности и чистоте волокнистые отходы можно подразделить на три группы (8)

Твердые и загрязненные отходы, получаемые в процессе формования волокна в виде прядильного раствора, фильерной рвани при заправке фильер. К ним относятся сильно загрязненные отходы от вспомогательного оборудования. Количество таких отходов сравнительно невелико, они вторично, как правило, не перерабатываются и отправляются на сжигание. Здесь следует сделать большую оговорку. Во избежание синтеза ДО и ДПВ (См. Главу 2), о которых подробно сообщалось ранее, ни в коем случае нельзя сжигать в обычных условиях волокнистые и пленочные отходы из неизвестных синтетических материалов. Их можно и нужно подвергать высокотемпературному разложению только при температуре Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.+°С в течение 4-7 часов, например в аппарате Пурвокс или в электротермическом реакторе, т. е. в таких условиях когда полностью исключается возможность образования в качестве побочных продуктов супертоксикантов галоидированных ДО и ДПВ (или просто ДО и ДПВ).

К таким же загрязненным волокнистым материалам следует отнести такие отходы, получаемые из хлопка после прядения волокна для получения нетканых материалов, используемых в качестве утепляющего вкладыша для изготовления стеганных одеял, спальных мешков. Кроме того, гидрофильный природный полимер на основе клетчатки следует использовать для получения ваты всех видов, в том числе медицинской стерильной ваты, микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), используемой в качестве дефицитного сорбента в химико-фармацевтическом производстве для удаления из человеческого организма холестерина, шлаков и других вредных веществ, вызывающих сужение и закупорку тонких кровеносных сосудов и в конечном итоге в качестве противоинсультного и противоинфарктного средства. Кроме того, препараты, выводящие радиоактивные изотопы, попавшие в человеческий организм после радиоактивного облучения, выводятся также специальными препаратами целлюлозы, содержащими большое количество карбоксильных групп (-СOOH). В данном конкретном случае карбоксильные группы и играют роль активного сорбента радионуклида, т. е. происходит процесс:

Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.

МКЦ широко используется в качестве сорбента шлаков и других вредных веществ, в пищевой, в химико-фармацевтической и других отраслях промышленности. МКЦ получается гидролизом нативной или гидратцеллюлозы 2,5 н раствором HCl при температуре +105°С до предельного значения степени полимеризации (СП) (11). Далее этот продукт подвергается механическому измельчению и в виде белого тонкого порошка используется по назначению в качестве товарного продукта. Процесс получения МКЦ из отходов клетчатки может быть упрощен и выполнен практически без вредных выбросов на доступном недорогом оборудовании. На основе волокнистых отходов клетчатки может быть получена широкая гамма очень ценных и широко применяемых в различных отраслях хозяйственной деятельности человека товарных продуктов от загустителей и клеев, обладающих прекрасными универсальными, несравнимыми ни с одним клеем из синтетических материалов адгезионными свойствами до наполнителей во многих отраслях хозяйства. Подробно доступная технология переработки волокнистых природных материалов в ценные товарные продукты излагается в последующих главах.

Непрессованные волокнистые отходы получаются на участке между устройствами для намотки волокна и укладки ленты (например при производстве сорбирующего жгута из производных целлюлозы (8). Эти отходы направляются в химический цех для приготовления прядильного раствора (в случае ацетатных и триацетатных нитей и жгута) из вторичного сырья в специальном баке растворителе. Такие отходы вискозного и медно-аммиачного волокна после ряда препараций можно использовать для получения всех выше упомянутых ценнейших малотоннажных продуктов.

Повторно используемые отходы собираются в тележках. Содержимое разделяется в случае ацетатных и триацетатных волокон на четыре части при помощи резального устройства (8). Получаемые заготовки загружаются в бак-реактор. На практике перед загрузкой собирается партия таких отходов массой от 700 до 800 кг. Режим загрузки устанавливается таким образом, что на 300 л ацетона добавляется 100 кг волокнистых отходов с тем, чтобы загрузка отходов заканчивалась почти одновременно с подачей ацетона.

В производстве ацетатных и триацетатных нитей и наиболее распространенного ацетатного (условно называемого сигаретного) жгута волокнистые отходы составляют 10-13% от выпускаемой продукции. Примерно 96% (кроме текстурированных нитей) повторно растворяются для получения прядильного раствора.

Волокнистые отходы из синтетических (гидрофобных) материалов (полиамидов, полиэфиров, полиолефинов и т. п.) получаемых способом формования из расплава направляются в качестве вторичного сырья в прядильный цех для добавки к первичному сырью. Скажем прямо вторичное сырье направляется на прядильные места (на прядильные головки) к уже загруженной капроновой крошке и т. п. для плавления и формования синтетического волокна. Волокнистые отходы из полиамида ( капрона, лавсана, нейлона) кроме того могут быть после соответствующей обработки и оформления принимать товарный вид мочалки. Такие мочалки, хотя и сравнительно с вискозными ( или с другими целлюлозными) сравнительно мало гидрофильны, тем не менее они дольше служат, практически не истираются и очень прочны. Следует отметить, что из таких мочалок ( капрон, нейлон, лавсан, полиэтилен ) никогда не выделяются вредные для человека и окружающей природной среды вещества и они безвредны.

Волокнистые отходы образуются при формовании и текстильной переработки (крутки, перемотки, шлихтования, укладки и т. п.) и в процессе заправки прядильной машины. Их подразделяют на два вида - угары, образующиеся при заправке фильер (волокнообразующих устройств) и намотки нити на галеты и галетной рвани, возникающие в период заправки нити от галеты прядильной машины до заправки на прядильные паковки (т. е. приёмники нити).

При текстильной переработке (сковке, крутке, перемотке и сортировке) волокнистые отходы образуются за счет наличия дефектов на волокне: шишек и налетов, остатков на прядильной катушке, механических повреждений нитей (8). По возможности их перематывают на другие паковки, остальные срезают, накапливают в специальной таре и возвращают на повторное растворение. Волокна в виде отходов при текстильной переработке, полученные сухим способом из расплава могут направляться на расплав для добавки к первичному сырью для последующего формования волокна. На ряде предприятий разработаны способы использования безвозвратных отходов. В частности для получения штапельного волокна ( т. е. специальным образом полученного волокна из коротких волоконец - штапелей в отличие от непрерывного филаментного волокна), для получения нетканных материалов, трикотажного полотна и т. п. Некачественные нити, образующиеся при производстве текстурированных нитей типа калон, текрен, таслон, комэлан, окэлан, компален бракуются по двум группам. Первая - нити, которые не отвечают по физико - механическим показателям (8) и формам намотки, техническим условиям; вторая - отходы (концы или "путанки"). Из первой группы получают трикотажное полотно типа интерлочное, жаккардное и набивное для изготовления верхних трикотажных изделий; из второй группы - нетканный материал, используемый как утепляющий материал, вкладыш для изготовления стеганных одеял, спальных мешков и т. п. Для получения трикотажного полотна применяются машины различных типов.

Из второй группы волокнистых отходов высокообъемных ацетатных нитей, а так же из лавсановых нитей получают нетканый материал на чесально-пробивном агрегате АПН-1800, который используется для стегания одеял и спальных мешков.

Кроме того, существуют способы получения пряжи для ручного вязания из некондиционной текстурированной нити. Резаные нити из отходов текстурированных нитей для обивочного материала применяются в смеси с шерстью при получении полушерстяной ваты для утепления одежды, набивки мебели и одеял. При этом следует отметить, что волокнистые отходы из природных полимерных материалов главным из которых является клетчатка и ее производные при длительной эксплуатации и хранении никогда не выделяют вредных для человека и для окружающей природной среды веществ (за счет длительного старения и даже при возгорании) в отличие от полиуретановых или в отличие от волокон на основе галоидированных полиолефинов.

Технология переработки резаной нити из текстурированной нити для обивочного материала (нить обычно состоит из 89% ацетатной текстурированной нити и из 11% капроновой нити) двухстадийная: разрыхление и выпрямление путанных текстурированных нитей; резка выпрямленных нитей. Разрыхление и выпрямление проводится на волчке для рыхления капроновых волокон.

Отходы стекловолокна также используются. Так Полоцкий завод стеклянного волокна применяет отходы стекловолокна для получения кирпичей. Такие отходы вводятся в основную массу для замешивания кирпича. Получаемые изделия (готовые кирпичи) обладают более высокими физико-механическими показателями и на рынке у потребителя пользуются повышенным спросом о чем уже упоминалось.

Таким образом, практически полная переработка ТПО волокнистых материалов создает условия для безотходной технологии данного вида производства.

3.8. ТПО радиоактивных препаратов и их утилизация и возможные варианты переработки

К твердым радиоактивным отходам относятся не поддающиеся отмывке загрязненные материалы, использованная спецодежда, твердые отходы радиоактивных образцов. Все эти ТПО переносятся для вечного захоронения в бетонные траншеи и заливаются цементом. В зависимости от токсичности радиоактивных элементов они подразделяются на пять групп (12).

Группа А - изотопы с особо высокой радиотоксичностью:

Например: 210Pb; 210Po; 226Ra; 228Th; 230Тh; 232Th; 232U; 237Np; 238Pu; 239Pu; 241Am; 242Cm

Группа Б - изотопы с высокой радиотоксичностью:

Например: 90Sr; 106Ru; 124Sb; 126J; 129J; 131J; 144Ce; 170Tm; 210Bi; 223Ra; 224Ra; 227Th; 234Th; 230U; 234U; 235U; 241Ru

Группа В - изотопы со средней радиотоксичностью:

Например: 22Na; 24Na; 32P; 35S; 36Cl; 54Mn; 56Mn; 59Fe; 60Co; 82Br; 89Sr; 91Y; 90Y; 95Nb; 95Zr; 105Ru; 125Sb; 132J; 133J; 134J; 134Cs; 137Cs; 141Ce; 171Tm; 203Sb; 206Bi; 231Th; 239Np

Группа Г - изотопы с малой радиотоксичностью:

Например: 14C; 38Cl; 55Fe; 64Cu; 69Zn; 71Ge; 91mY; 97Zr; 96mTc; 99mTc; 131Cs; 134mCs; 136Cs

Группа Д - изотопы с наименьшей радиотоксичностью:

Например: 3H

Все радиоактивные элементы, как известно, вызывают ионизирующее излучение. В ряде случаев твердые радиоактивные отходы вызывают двойную токсичность:

Собственно химическую токсичность вызванную химическими свойствами элементов и соединений, входящих в твердые радиоактивные отходы.

Радиоактивность иногда называемую радиотоксичностью.

Однако, применяемый у нас в бывшем Советском Союзе, а теперь в РФ способ захоронения ТПО радиоактивных материалов является далеко не оптимальным. По нашему убеждению существуют физические способы дезактивации ТПО радиоактивных материалов. Для этого ТПО радиоактивных материалов подвергаются мощному лучевому воздействию в результате которого радиоактивный материал превращается в обычный не радиоактивный изотоп. Например, по ядерной реакции:

Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.

где 1Н2 - радиоактивный изотоп водорода, так называемый дейтерий; Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.- поток Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.излучения (мощный поток электромагнитных лучей); 0n1 - нейтрон; 1Н1 - обычный нерадиоактивный изотоп водорода (13). Реальность такого предположения подтверждается следующим фактом. После Чернобыльской катастрофы одна из японских фирм предложила в 1986 году, тогда еще Советскому Союзу, полностью дезактивировать всю зараженную территорию примерно за 1-2 месяца взамен за возвращение Японии ранее принадлежащих ей островов. Разумеется такая дезактивация стоит очень дорого пока, но несомненно такой способ дезактивации радиоактивных материалов, те превращения радиоактивных материалов в обычные изотопы по действием сильного излучения в ряде стран существовали раньше и существуют сейчас. Широко применяемый у нас способ так называемый "дезактивации", заключающийся в физической смывке твердых радиоактивных частиц в т. ч. и с применением поверхностно-активных веществ является простым очковтирательством. И последствия Чернобыльской катастрофы полностью подтвердили этот факт. После такой "дезактивации" и соответствующего дозиметрического контроля за обработанными поверхностями, проведенными днем уже утром следующего дня дозиметрический контроль подтверждает наличие практически прежней радиоактивной заряженности.

Интересно отметить, что существуют даже биологические способы поглощения сравнительно небольшой радиации (Ошибка! Неизвестный аргумент ключа. - ; Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.- и Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.- излучения) некоторыми видами высших растений Planta. Так в частности существует один из представителей высших растений Neptunus, которое размножается вегетативным способом, не требует полива водой, не нуждается в сильном солнечном свете, поглощает радиацию в помещении, поглощает излучение телевизора, компьютера в значительной степени, выделяет иод. Растение Neptunus, полезно при заболевании щитовидной железы, живет 25 лет, не требует полива, и кроме того поглощает табачный дым, питается пылью и грязью из воздуха.

3.9. ТО медицинских учреждений и ветеринарных лечебных и научно-исследовательских организаций

В данную группу твердых отходов (ТО) входят все так называемые ТО больниц, поликлиник, а также все отходы ветеринарных и научно-исследовательских организаций. Эта группа включает все отработанные тампоны, использованные бинты после перевязки, хирургические твердые отходы, стоматологические отходы (в т. ч. отходы ткани организма животных и человека и т. п.). Все эти отходы очень опасны, если они будут просто выброшены на открытые не контролируемые свалки. Чем они опасны? Эти отходы являются особенно опасными при их разложении, т. к. они являются источниками опаснейших инфекционных заболеваний, которые порой в наших условиях средней полосы даже трудно вообразить. То, что зачастую делается у нас неофициально, а именно выбросы таких отходов на открытые свалки просто не допустимо. Только сравнительно большие территории, сравнительно низкие температуры в течение длительного периода времени и некоторые благоприятные факторы спасают нас от страшных эпидемий, многих инфекционных заболеваний. Однако, за последние годы такое накопление инфекций стало проявляться весьма часто. Так это проявилось отдельными вспышками холеры в засушливые жаркие годы в летний период 1972г., 1981г. Многие пляжи и водолечебницы на наших, а частично на бывших наших здравницах весьма часто закрыты по причинам вспышки венерических и инфекционных заболеваний. И к сожалению такие вспышки стали возникать все чаще и чаще. Этому конечно способствует низкая культура отдыхающих к живущим гражданам в курортных поселках и городах. Разбрасывание бытовых отходов, повышенная влажность и температура способствуют процессам гниения всех этих отходов в курортной зоне. Отсюда распространение инфекционных и венерических заболеваний трихомонадного кольпита, сифилиса всех форм, гонореи и даже СПИДа.

Поэтому для того, чтобы обезопасить себя, весь персонал, всех отдыхающих и лечащихся и с целью соблюдения всех экологических требований следует для такой гарантированной безопасности перерабатывать все такие ТО в аппарате типа Пурвокс или в электротермическом реакторе с учетом предполагаемого объема переработки таких отходов. Эти аппараты позволяют полностью и гарантированно уничтожать такие отходы за счет высокотемпературной переработки (tОшибка! Неизвестный аргумент ключа. +°С) и тем самым обезопасить себя и всех окружающих, и прилегающую природную среду от возможности распространения всех опаснейших инфекционных заболеваний.

Итак, нами рассмотрены все основные виды твердых промышленных отходов (ТПО), их свойства и предложены способы их переработки. Разумеется некоторые свойства ТПО рассмотрены кратко. Детальное рассмотрение их свойств и способы переработки подробно разбирается в последующих главах. Это касается в первую очередь ТПО на основе твердых природных полимерных материалов. Эти материалы можно отнести к промышленным, так и к бытовым отходам. Но поскольку значительная часть этих ТПО образуется на основе ТБО, поэтому детально их свойства, а главное способы переработки рассматриваются в главах, посвященных ТБО.

Литература к Главе 3

, Утилизация и очистка промышленных отходов, Л-д, Судостроение, 1980, с.12-30.

И. Винокуров, Экологическое земледелие и проблема диоксинов // Экологический бюллетень "Чистая земля", Спец. выпуск, 1997, с.27-31.

, Курс общей химии, М., ГХИ, 1962, с.513-537.

, , Общая и неорганическая химия, М., Химия, 1981, с.379-392.

Л. Штарке, Использование промышленных и бытовых отходов пластмасс, Пер. с немецкого к. т.н. , под ред. к. т.н. , Л-д, Химия, Ленинградское отделение, 1987, с.34-37,39.

, , Целлюлоза, сложные эфиры целлюлозы и пластические массы на их основе, Владимир, ЦНТИ, 1996, с.145-155, с.17-70.

Reischl A., Reissinger M., Thoma H., Hutzinger O.,// Chemosphere, 1989, v.18, N1/6, p.561-568.

, , Технология производства ацетатных нитей и жгута, М., НМЦ Института развития профобразования, 1992, с.5-7, с.77-79.

Экологическая биотехнология, Под ред. и А. А. Дж. Вейза, Л-д, Химия, Лен. отд., (1990), с.243.

, , Безотходная технология в промышленности, М., Стройиздат, 1986, с.109-158.

, Химия целлюлозы, М., Химия, 1972, с.170-172.

Большая Советская Энциклопедия, М., С. Э., 1975, т.21, с.346-349.

, Курс физической химии, ГХИ, М., 1955, с.778-780.

Глава 3

Твердые промышленные отходы (ТПО) и их использование в качестве сырья для производства различных ценных товарных продуктов и изделий

ТПО на каждом производстве должны собираться и накапливаться строго раздельно. В каждый тип ТПО нельзя подкладывать другой вид отхода, засорять грязью, пылью, бытовым мусором и т. п.. Например, в ТПО из черного металла нельзя ни в коем случае бросать отходы из нержавеющей стали, так как отходы из нержавеющей стали гораздо дороже отходов из обычной стали и нецелесообразно допускать их совместную переработку. ТПО из бронзы нельзя бросать в тару, в которой хранятся какие-либо другие отходы. Это строгое правило необоримо соблюдать для всех видов ТПО.

3.1. ТПО металлоперерабатывающих производственных подразделений и их переработка

ТПО металлоперерабатывающих производств следует подразделять как общепринято на следующие виды:

ТПО из черных металлов, т. е. металлов на основе железа, подверженных влиянию светопогоды и природных факторов.

ТПО из нержавеющей стали.

ТПО из полиметаллов.

ТПО из цветных металлов.

ТПО из черных металлов.

Металлоперерабатывающие производственные подразделения имеют даже при неполной загрузке большое количество металлической стружки и пыли. Металлическая стружка и металлическая пыль образуется при механической обработке, заготовке, при заточке, шлифовке изделий. Зачастую на одном и том же оборудовании, на одном и том же станке могут образовываться отходы разных металлов, так как обрабатываются заготовки из разных металлов. Для отделения отходов разных металлов можно использовать магнитные свойства отходов железа. Притягиваясь к магниту стальные опилки отделяются от других металлических отходов и собираются отдельно в соответствующей таре. Далее они направляются на переработку. В частности из однотипной стружки можно способом горячей штамповки при t=+°С получать монолитную деталь не требующую дальнейшей обработки. Преимущество горячей штамповки: работа при более низких температурах (огромная экономия энергетики), отсутствие потерь, 100% использование ТПО.

ТПО из нержавеющей стали собираются в отдельную тару и ни в коем случае их нельзя смешивать с другими металлическими отходами. После сбора такие ТПО направляются на переработку. Во ВНИИ твердых сплавов разработан способ утилизации металлической стружки, который заключается в том, что стружка не перерабатывается в порошковую сталь. Это исключает дорогостоящий процесс литья, который для своего проведения требует значительного количества энергетики. Этот способ может быть использован на любом металлоперерабатывающем производстве. Согласно этого способа металлическая стружка, отмытая от масел в бензине или в керосине загружается в шаровую или в вибромельницу в среду этанола и размалывается до заданной степени помола. Полученный таким способом порошок замешивается в смесителе на растворе синтетического каучука в бензине и прессуется на 500-тоном прессе. Полученный таким образом полуфабрикат, обладающий значительной пористостью (около 30%), далее спекается в защитной атмосфере или в вакууме. С целью получения заданной формы заготовку подвергают горячей ковке или прокатке. Таким способом получают порошковую сталь с мелкими зернами. Это позволяет вводить в такую сталь практически любые легирующие добавки (1). Следует отметить, что стойкость и стабильность резцов (1), полученных вышеописанным способом больше обычных в три раза. Более того предварительное введение в смесь небольших количеств титана (Ti) повышает твердость инструмента, уменьшает коэффициент трения, увеличивает срок службы резцов. Более того, добавка титана позволяет интенсифицировать ряд технологических операций: размол, прессование, спекание.

В 80-х годах разработаны технологические приемы переработки ТПО сверхтвердых сталей, которые основаны на вакуумной и электрошлаковой переплавке в специальном пульсирующем магнитном поле (1). Проведенные в то время специальные исследования показали, что электрошлаковый переплав ТПО сверхтвердых сталей в пульсирующем магнитном поле - эффективный способ восстановления изношенного инструмента для горячей штамповки.

Брак, литники, металлическая стружка после механической обработки являются хорошим материалом для приготовления шихты. В то же время применение для плавки одних отходов не рекомендуется, так как при этом может повысится газонасыщенность металла и увеличится содержание окислов. При этом количественное содержание отходов, вводимых в плавку не должно превышать 35-40% от общей массы шихты. Если требуется проведение нескольких литейных сплавов, то нужно строго следить, чтобы не производилось смешивание ТПО металла различного состава. Поэтому возврат (ТПО металла) следует хранить строго по сплавам, ни в коем случае не допуская даже ошибочного разового смешения, в четко замаркированной таре и в разных местах для разного сплава так, чтобы случайное смешение свести к минимуму.

Для литейного производства характерно одновременное движение большого количества металла, песка и вспомогательных материалов. Важным этапом литейного производства является регенерация отработанных формовочных смесей. Эта регенерация включает следующие стадии технологического процесса:

Дробление кусковой использованной формовочной массы.

Очистка от металлических включений.

Просев с одновременным продуванием воздухом и отсосом пыли.

Оттирка зерен песка от связующего.

Повторное обеспыливание.

Дробление формовочной смеси производится в два этапа:

Предварительное дробление на валковых дробилках.

Окончательное дробление на роторных дробилках.

Очистка раздробленной формовочной массы от металла производится с помощью магнитных сепараторов. Наиболее удобным способом конструктивного исполнения такого сепаратора является установка электромагнитной очистки формовочных смесей (См. рис. 1).

Рис. 1. Установка для электромагнитной очистки отработанных формовочных смесей от металлических включений: 1,3 - ленточные транспортеры; 2 - магнитный барабан; 4 - сборник (емкость) для металлических частиц.

Этот агрегат представляет собой два ленточных транспортера, работающих от одного двигателя. От потока свободно падающей отработанной формовочной смеси металлические частицы улавливаются магнитным барабаном 2 и направляются ко второму транспортеру в емкость для металла (сборник 4). Такое конструктивное исполнение позволяет полностью извлекать металлические частицы из отработанной и хорошо раздробленной формовочной смеси. При дроблении, магнитной сепарации и обеспыливании разрушаются частично глинистые корки и пленки связующих с поверхности частиц песка. Для окончательной очистки песка производится его пневморегенерация (т. е. регенерация струей воздуха). Весьма часто для очистки песка используется способ "кипящего" слоя. Для этого в движущийся слой песка вводят вращающиеся лопатки. При этом скорость воздуха рассчитывается так, чтобы частицы песка не уносились с воздухом, а находились в потоке во взвешенном состоянии, т. е. как бы кипели. Скорость движения песка регулируется так, чтобы период нахождения частицы песка был вполне достаточным для ее полной очистки. Сложнее переводится регенерация жидкостекольных самоотверждающихся смесей. Для восстановления таких смесей применяется способ химического восстановления свойств песка, который основывается на селективном растворении в кипящем растворе щелочи. Концентрация щелочи 1-15%; время обработки Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.= 1 час, температура +100°С; степень извлечения жидкого стекла не менее 70%. Эффективность процесса регенерации на основе селективного растворения позволяет его использовать не только с обычными материалами типа кварцит, но и с дефицитными продуктами, такими как например электрокорундом. Способ селективного растворения обеспечивает высокое качество регенерации. Содержание примесей в регенерированном продукте составляет: SiO2Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.0,6%; FeO3Ошибка! Неизвестный аргумент ключа.0,12%; Na2OОшибка! Неизвестный аргумент ключа.0,04%.

Переработка ТПО основных материалов литейного производства не решает всех проблем и в частности использования вспомогательных материалов. К таким материалам следует отнести золу и шлак, которые образуются при сжигании. Шлаки в зависимости от места добычи содержат различные ценные компоненты. Известно, что бурые угли, добываемые в Подмосковье дают шлаки с высоким содержанием алюминия. Поэтому, мартеновские шлаки применяются в качестве флюсов в доменных печах. Сварочные шлаки из нагревательных печей богаты железом. Поэтому, такие шлаки добавляются в шихту в доменных печах для частичной замены руды с целью ее экономии. Шлаки, содержащие фосфор, могут использоваться в качестве минеральных удобрений. Однако здесь следует обратить пристальное внимание на то, чтобы в таких продуктах не содержались канцерогенные вещества и особенно галоидированные ДО и ДПВ. Как известно I и II представитель ДО, как наиболее опасные (См. предыдущие главы) имеют высокую температуру плавления и кипения. А ДО, содержащие бром, синтезируются в качестве побочных продуктов при t=+700-900°С и это является очень опасным фактором. Поэтому при использовании шлаков всех видов необходимо знать предысторию и экогеографию добычи исходного топлива, которое служит сырьем для получения шлака. Бездумно использовать любой практически продукт, содержащий ценный компонент ни в коем случае нельзя. Особенно это касается сырьевых материалов, где могут участвовать галогены хлор, бром.

Опыт подсказывает, что в некоторых случаях шлаки с успехом могут применяться в медицинской практике. Доменные шлаки с учетом вышесказанной оговорки содержат ряд химических соединений серы, кальция, магния, железа. Растворяясь в воде и используя такую воду после проведения тщательного анализа, можно излечивать ряд болезней: невралгические заболевания, различные формы костно-суставных заболеваний. Но разумеемся перед применением для лечения такую воду следует проанализировать на содержание канцерогенов в том числе и на супертоксиканты - галоидированные ДО и ДПВ. Для проведения анализа на эти ксенобиотики ДО и ДПВ требуется применение специальных методов анализа: концентрирования и отделения от фоновых веществ, и далее проведение анализа на ДО и ДПВ с помощью газовой хроматографии и масс-спектрографии с высокой разрешающей способностью и чувствительностью. Если проведение таких анализов на месте не возможно, то необходимо их выполнять по договоренности в соответствующих организациях в г. г. Москве, Санкт-Петербурге или Уфе. Без проведения таких анализов использовать шлаки для приготовления минерализованной лечебной воды нельзя.

Кроме данного применения шлаки используются в качестве наполнителя в строительной индустрии для формования из цементной смеси шлакоблоков. Но это подробно рассматривается в соответствующем параграфе.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6