Переработка вторичного сырья: инструментальных сталей, осколков и пыли на основе твердых сплавов карбида вольфрама

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ 5
2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ 7
3. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
3.1. Основные проблемы переработки вторичного редко металлического сырья 8
3.2. Источники образования вторичного сырья 9
3.3. Классификация вторичного сырья 11
3.3.1. Основные группы 11
3.3.2. Классификация по физическим признакам 12
3.3.3. Классификация по химическим признакам 12
3.3.4. Газообразные отходы 13
3.4.Способы утилизации и переработки вторичного сырья 14
3.5. Переработка сплавов редких элементов 15
3.5.1.Окислительные методы 15
3.5.2. Методы хлорирования 16
3.5.3.Способы электрохимического растворения отходов 16
3.5.4. Гидрометаллургические методы 17
4. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 18
4.1. Схема переработки карбида 18
4.1.1.Аппаратурное оформление 19
4.1.2. Рукавный фильтр 19
4.1.2.Описание схемы переработки карбида. 19
4.3. Краткая характеристика элементов шихты 23
4.3.1. WC - Карбид вольфрама [12] 23
4.3.2. WO3 - Оксид вольфрама (VI) [12]. 24
4.3.3.TiC - Карбид титана [12] 24
4.3.4. ТЮ2 - Оксид титана (IV) [12] 24
4.3.5.Со-Кобальт [12] 25
4.3.6.СоО - Оксид кобальта (П) [12] 25
4.3.7.Со2О3 - Оксид кобальта (Ш) [12] 26
4.3.8. Zn - Цинк [12] 26
4.3.9.ZnO - Оксид цинка [12] 26
4.3.10. Си - Медь [12] 27
4.3.11. Си2О - Оксид меди (I) [12] 27
4.3.12. СиО - Оксид меди (П) [12] 28
4.3.13. Fe-Железо [12] 28
4.3.14. ГеО - Оксид железа (II) [12] 29
4.3.15. Fe2O3 - Оксид железа (Ш) [12] 29
4.3.16. Бентонит [13] 29
4.4. Термодинамические данные компонентов сырья 30
4.4.1. Расчет термодинамических величин протекания реакций окисления 30
4.4.1.2. Расчет термодинамических величин протекания реакций окисления [5] 31
5. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС 33
5.1. Блок 2. Грануляция и окисление в печи кипящего слоя 33
5.1.1.Запишем уравнения используя исходные данные и принятые значения 34
5.1.3. Расчет циклонной пыли 35
5.1.4. Количество связующих веществ в исходной шихте 37
5.2. Окисление карбидов 37
5.2.1. Окисление WC: 37
5.2.2. Окисление TiC: 38
5.2.3. Окисление Со: 39
5.2.4. Окисление Zn: 41
5.2.5. Окисление Си: 42
5.2.6. Окисление Ге: 43
5.2.7. Теоретическое количество воздуха 45
5.5. Блок 5. Прокалка и сушка 49
6. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС 50
6.1 Зона кипящего слоя 50
6.1.1. Приход тепла зоны кипящего слоя 50
6.1.2. Расход тепла. 54
6.1.3. Определение требуемого избытка воздуха 55
6.1.4. Определение размеров сечения печи 56
6.2. НАДСЛОЕВАЯ ЗОНА 56
6.2.1. Приход тепла 56
6.2.2. Расход тепла 57
6.2.3. Разность между приходом и расходом тепла при 900°С 58
7. ПЕЧЬ КИПЯЩЕГО СЛОЯ 59
8. УТОЧНЕНИЕ АППАРАТУРНОГО ОФОРМЛЕНИЯ 64
8.1. Щековая дробилка [14] 64
8.2. Дисковая мельница [14] 65
8.3. Гранулятор [14] 66
8.4. Печь кипящего слоя 66
8.4.1. Циклон [9] 66
7.4.2. Рукавный фильтр [8] 67
7.5. Реактор для выщелачивания (с распыляющимся с верху реагентом) 67
7.6. НУТЧ фильтр [7] 67
8.7. Колонна осаждения 68
8.9.Сушильные аппараты с вращающимися барабанами [7] 68
8.10. Индукционная печь [10] 69
9. ВЫВОД 70
9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 72

Количество вторичных металлов в мире с каждым годом растет в связи с непрерывным увеличением общего металлофонда черных и цветных металлов, который превысил 8 млрд. т. Пропорционально увеличению металлофонда растет количество амортизационного лома, отходов производства, таких, как пиритные огарки, тонкие фракции пыли доменных печей, богатые по содержанию ценных компонентов шлаки цветной металлургии, отходы химической промышленности и т.д. На машиностроительных и обрабатывающих предприятиях образуются десятки тысяч тонн стружки и другие отходы [2]. В настоящее время для производства режущих инструментов широко используются твердые сплавы. Они состоят из карбидов вольфрама, титана, тантала, сцементированных небольшим количеством кобальта. Карбиды вольфрама, титана и тантала обладают высокой твердостью, износостойкостью. Скорости резания инструментами, оснащенными твердыми сплавами, в 3-4 раза превосходят скорости резания инструментами из быстрорежущей стали. Недостатком твердых сплавов, по сравнению с быстрорежущей сталью, является их повышенная хрупкость, которая возрастает с уменьшением содержания кобальта в сплаве. И, следовательно, возникает вопрос утилизации таких сплавов. Переработка лома и отходов позволяет вернуть металл в кругооборот [1].
В процессе производственной деятельности образуются отходы, которые нарушают экологическое равновесие, загрязняя окружающую среду, и снижают степень извлечения ценных компонентов, содержащихся в исходном сырье. Их подразделяют на отходы производства и отходы потребления (лом). Под отходами производства понимают остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при производстве продукции и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства. Под отходами потребления понимают изделия и материалы, потерявшие потребительские свойства из-за физического или морального износа. Под вторичным сырьем мы будем подразумевать лишь ту часть отходов, повторное использование которых технически возможно и экономически целесообразно. Использование вторичного сырья позволяет решить ряд важнейших проблем: сохранение невосполнимых природных ресурсов; улучшение экологической обстановки; снижение капитальных и энергетических затрат; повышение производства редких металлов; создание малоотходных технологий [2].