Использование отходов цветных металлов как фактор снижения

Технические науки и экология
Раздел 7
РАЗДЕЛ 7. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
И ЭКОЛОГИЯ
Е. И. Назимко, М. Л. Яковенко, А. Н. Корчевский
Использование отходов цветных металлов как фактор
снижения техногенной нагрузки на окружающую среду
Технический прогресс в электронной промышлен- ботке первичных рудных месторождений значительно
ности привел к появлению новых видов лома и отходов, превышают затраты на получение цветных и благородпредставляющих собой агрегаты различных материалов ных металлов из отходов [4], о чем свидетельствуют дани металлов, проводников и диэлектриков, сплавов [2]. ные рисунка 1.
Содержание неметаллических материалов в ломе радиоДля вторичной переработки отходов электронной
электронной аппаратуры колеблется от 45 до 56 %, а ме- промышленности и многих других разработаны разталлическая часть представлена медью, алюминием, ни- личные технологии. Первым этапом подготовки отходов
келем, серебром, золотом, палладием, оловом [1].
является их дробление, а затем сепарация по видам маИспользование лома цветных металлов во вторичной
териалов. Как наиболее дешевые процессы разделения
цветной металлургии, производящей сбор, подготовку и
применяются гравитационные, в частности воздушная
переработку вторичного сырья, способствует экономии
сепарация. Здесь разделение основано на разнице в скоресурсов и охране окружающей среды [4]. Известно, что
при добыче полезных ископаемых нарушается почвен- ростях перемещения частиц дробленых отходов в потоке
воздуха. Скорости зависят от удельного веса частиц, их
ный покров, эксплуатируются огромные
карьеры, отстойники и очистные сооружения, являющиеся небезопасными объектами. При переработке руд и производстве
цветных металлов применяются токсичные вещества, происходит выброс газов в
атмосферу, загрязняются подземные воды.
В мировом производстве металлов использование вторичного сырья, содержащего благородные и цветные металлы,
постоянно растет. По оценкам экспертов
США и государства Европы производят
около 20 % золота и 30 % серебра из вторичного сырья [4]. Во многих случаях отходы изделий из благородных металлов
содержат в себе относительно больше ценных компонентов, чем руды, из которых
добываются первичное золото, серебро,
платина. Поэтому отходы выгодно переРисунок 1. Содержание ценных компонентов (а) и их извлечение
рабатывать, так как использование ценных
в
товарные продукты (б), энергетические затраты (в) и выбросы
компонентов из них рентабельно вследвредных
газов в атмосферу (г) при производстве цветных металлов
ствие высокой стоимости этих компонениз руд и отходов
тов, а энергетические затраты при разра-
2015’ № 2 (5)
97
Технические науки и экология
Раздел 7
Рисунок 2. Гранулометрический состав дробленого лома алюминиевого кабеля при дроблении в ножевой дробилке
СМД-149 (а) и в молотковой дробилке СМД-146 (б)
Рисунок 3. Извлечение компонентов придроблении в ножевой дробилке СМД-149 (а)
и в молотковой дробилке СМД-146 (б)
формы и размера, а также от скорости потока воздуха и ответственно. Средний размер частиц изоляции равен
23 мм, алюминия – 17 мм. Наибольшее извлечение алюрежима его подачи.
Состав лома колеблется в широких пределах, что миния при этом с частицами размером 8–15 мм, резисоздает трудности при разработке технологии его раз- ны — с частицами крупностью 15–23 мм.
деления на компоненты. Комплекс наших исследований
Полученное распределение частиц по крупности свипосвящен изучению влияния параметров разделяемых детельствует о том, что ножевая дробилка СМД-149 дает
частиц алюминия и резины (отходы кабельной продук- более мелкий продукт по сравнению с дробилкой СМДции) на результаты сепарации [3]. В качестве исходных 146. Это будет усложнять настройку процесса воздушной
данных для моделирования процесса численными мето- сепарации.
дами необходимы прежде всего размеры частиц [5].
Таблица 1 — Расчетная масса шарообразных частиц
Гранулометрический состав лома и извлечение комМатериал
Плотность, г/см3
Диаметр, мм
Масса, г
понентов с частицами разной крупности зависит от типа
Алюминий
2,7
5
0,18
дробилки, о чем свидетельствую результаты исследова10
1,41
ния, показанные на рисунках 2 и 3.
20
11,3
Из данных рисунков 2 и 3 следует, что в дробленом
30
38,15
40
90,43
ломе при дроблении в ножевой дробилке максимальный
Резина
1,3
5
0,09
выход имеют частицы крупностью 2,5–5 мм — около
10
0,68
65 %. С этими же частицами извлекается и большая часть
20
5,44
компонентов.
30
18,37
При дроблении в молотковой дробилке преобладают
40
43,54
частицы крупностью 20–40 и 10–20 мм — 38 и 49 % со-
2015’ № 2 (5)
98
Технические науки и экология
Распределение частиц в рабочем пространстве сепаратора зависит от скоростей их перемещения, что в свою
очередь связано с их формой и массой. Поэтому выполнены расчеты массы частиц различной крупности и состава (табл. 1). Принято, что все частицы имеют шарообразную форму. При этом скорость частиц равной или
близкой массы в восходящем потоке воздуха будет близкой, т.е. они будут попадать в один и тот же продукт, и
разделение лома на компоненты будет затруднено.
Таким образом, дальнейшие исследования могут быть
направлены на определение скорости движения частиц
с целью моделирования режима воздушной сепарации
лома. Разработка технологии утилизации лома кабеля на
этой основе позволит эффективно использовать вторичные цветные металлы и снизить техногенную нагрузку
на окружающую среду.
Список литературы:
1. Бредихин  В. Н., Кожанов  В. А., Кушнерова  В. Ю. Технологические проблемы переработки алюминиевых отходов
// Машиностроение и техносфера ХХ1 века: ХIV международная научно-техническая конференция. — Севастополь,
2007. — С. 112–116.
2. Котляр Ю. А., Меретуков М. А. Металлургия благородных
металлов: учебное пособие. — М.: АСМИ, 2002. — 466 с.
3. Назимко Е.И. и др. Математическое моделирование процессов обогащения полезных ископаемых: монография. —
Донецк: «ВИК», 2014. — 426 с.
4. Bredikhin V., Shevelev A., Mirovich I. Intensification of NonFerrous Turnings Preparation for Metallurgical Processing
// Proceedings of XXII Int. Min. Proc. Cong. — Cape Town:
South Africa, 2003. — P. 446–452.
5. Cundall P. A., Strack O. D. L. A discrete numerical Model for
granular assemblies // Geotechnique. — Vol. 29. No 1. — P. 47–
65 (1974).
2015’ № 2 (5)
Раздел 7
99