ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Сепарация лома и отходов цветных металлов

При переработке лома и отходов цветных металлов особое зна­чение для их рационального использования имеет процесс сепара­ции, который может осуществляться в воздушной среде (сухие способы) или в различных жидкостях (мокрые способы).

К сухим способам сепарации относятся: магнитные, электроди­намические, электрические и пневматические. К мокрым способам
сепарации относятся: тяжелосредные, магнитогидростатические и гидравлические. Эти способы рассмотрены в гл. 4.

Такие способы сепарации относятся к силовым. Они имеют су­щественные недостатки: низкую эффективность процессов, боль­шой расход энергии и высокие капитальные затраты. В последнее время разрабатываются и внедряются более эффективные, так на­зываемые информационные способы сепарации. Одним из перспек­тивных информационных способов сепарации является радиомет­рический.

Радиометрическая сепарация лома и отходов цветных металлов основана на эффектах взаимодействия излучений с кусками отхо­дов. Сущность процесса заключается в следующем. Если на кусок или порцию исходного сортируемого материала направить поток излучения, то вещество, из которого состоит анализируемый кусок или порция материала, взаимодействуя с излучением, будет ме­нять интенсивность или состав излучения. Регистрируя параметры этого излучения с помощью приемника, получают иинформацию о свойствах анализируемого сырья. Для согласования приемника из­лучений с устройством, которое осуществляет вывод куска или порции материала из потока сепарируемого отхода, в установку включают узел переработки информации (блок-анализатор). Меж­ду всеми основными блоками сепарационной установки для сорти­ровки лома и отходов цветных металлов могут устанавливаться фильтрующие элементы, уменьшающие погрешности измерения.

При автоматической сортировке электронная схема осуществ­ляет прием информации, обработку ее по заранее заданному алго­ритму и выработку управляющего сигнала на удаление кусков или порции сортируемого материала с заданными свойствами (элемент­ным составом).

Для обогащения и сортировки лома и отходов цветных метал­лов наиболее перспективны рентгенорадиометрический, радиорезо­нансный, фотометрический и нейтронно-активационный методы.

К основным конструктивным узлам радиометрических сепара­торов относятся: механизм, подающий куски цветного металла или порции исходного сырья в зону анализа, блок-анализатор и испол­нительные механизмы. В сепараторах, рассчитанных на сортировку лома и отходов цветных металлов по нескольким классам крупно­сти, имеются приспособления, обеспечивающие учет массы.

Питающее устройство предназначено для подачи исходного сырья на сепарацию. В качестве питающего устройства используют электровибрационные, конусные и тарельчатые питатели. Транс­портирующие устройства сепараторов предназначены для создания покускового режима питания и подачи кусков отходов в зону облу­чения и последующего разделения их на фракции. По типу транс­портирующего устройства сепараторы могут подразделяться на ленточные, вибрационные, ковшовые и карусельные. Устройства
вибрационного типа обеспечивают скорость перемещения материа­ла до 0,8 - 1,2 м/с, ленточного типа - 2 - 4 м/с и более. Транс­портирующее устройство может быть одно - или многоканальным. Оно позволяет увеличить скорость движения материала по сравне­нию с питателем, поэтому при сходе с питателя кусок отрывается от идущего за ним следом, что позволяет получить необходимый интервал.

В качестве источников первичного излучения в радиометриче­ском сепараторе применяются ампульные радиоизотопные источ­ники: Fe, Со, Cd109, Am241 и рентгеновские трубки. Узел излу­чения или вся зона обмера снабжаются защитными экранами, обеспечивающими безопасность обслуживающего персонала.

Детекторные системы сепараторов состоят из измерителя спек­трального состава и интенсивности вторичного излучения кусков исходного сырья и блока оценки их геометрических размеров или массы. Для регистрации вторичного характеристического излуче­ния применяют сцинтилляционные, пропорциональные счетчики и полупроводниковые детекторы.

Исполнительные механизмы по команде блока-анализатора выводят из потока разделяемой смеси те или иные куски цветных металлов в соответствующие приемные бункеры. В радиометриче­ских сепараторах чаще применяют электропневматические и ши­берные исполнительные механизмы с приводом от тяговых элект­ромагнитов.

На рис. 9.18 приведена схема работы радиометрического сепа­ратора с электродинамическими сбрасывателями. Последние созда­ют бегущее электромагнитное поле, обеспечивающее силовое воз­действие на немагнитные электропроводящие тела (куски цветных металлов и их сплавов).

Для реализации процесса радиометрической сепарации в тех­нологических схемах переработки лома и отходов цветных метал­лов создан ряд конструкций сепараторов, различающихся применя­емыми источниками первичного излучения, детекторными систе­мами, исполнительными механизмами, количеством сепарацион - ных каналов и получаемых фракций.

На рис. 9.19 показана линия переработки низкокачественных отходов цветных металлов с использованием комплекса радиомет­рической сортировки.

Исходное сырье грейфером 1 подают на фрагментатор 2, отку­да фрагментированный лом поступает в молотковую дробилку 3. Из дробленого продукта воздушным потоком от вентилятора 7 уда­ляется пылевидная фракция (пыль, бумага, текстиль, мелкие час­тицы металла и др.), которая накапливается в циклоне 5 и рукав­ном фильтре 6. Куски металла пластинчатым питателем 4 подают­ся на сепаратор-пучковыделитель 8, с помощью которого из дроб­леного лома выделяются пучки проволоки, текстиля и т. п. Далее сырье поступает на ленточный конвейер 9, над которым установле­ны два подвесных саморазгружающихся магнитных сепаратора 10 И 11. Первый сепаратор со слабым магнитным полем предназначен для выделения из смеси только кусков свободного железа, второй сепаратор с сильным магнитным полем - для выделения механиче­ских сростков ферромагнитных материалов и цветных металлов. Для выделения этих сростков используется также электромагнит­ный шкив 12 с сильным магнитным полем. Оставшийся на ленточ­ном конвейере немагнитный продукт подается в барабанный гро­хот 13. Здесь дробленый продукт разделяется по классам круп­ности - 10, +10 - 40 и +40 - 150 мм. Фракции крупностью +10 - 40 и +40 - 150 мм подаются соответственно на вибрационный 14 И ленточный 15 электродинамические сепараторы. С помощью этих сепараторов получают два продукта: первый - концентрат цветных металлов, который преимущественно содержит куски алюминиевых сплавов, второй - неметаллические материалы, нержавеющую сталь, титан.

Концентраты цветных металлов после дробления, магнитной и электродинамической сепарации поступают на комплекс автомати­зированной сортировки 16 отходов цветных металлов по группам и маркам сплавов.

Комплекс состоит из бункера-накопителя, устройства формиро­вания покусковой подачи исходного сырья, транспортирующих уст­ройств, узла облучения кускового сырья, блока детекторов Д, бло­ка-анализатора БА, блока управления исполнительными механиз­мами БУИМ, системы исполнительных механизмов ИМ, приемни­ков продуктов сепарации.

Комплекс работает следующим образом. Исходное сырье посту­пает через бункер-накопитель на вибропитатель и далее на уст­ройства покусковой подачи дробленого материала, где обеспечива­ется заданная скорость транспортировки и необходимый интервал между кусками дробленого лома, которые подаются в зону облуче­ния, создаваемую рентгеновскими трубками. Регистрация вторич­ного характеристического излучения каждого сепарируемого куска осуществляется с помощью спектрометрического детектора. Сигнал с детектора поступает в блок-анализатор, который определяет эле­ментный состав кусков. Выделение кусков в соответствующий ко­роб осуществляется исполнительными механизмами блока управ­ления. Технические характеристики комплекса представлены ни­же:

Производительность при сортировке, т/ч:

TOC o "1-3" h z низкокачественного алюминиевого лома....................... 5-7

Сплавов медной группы.................................................... 2-3

Крупность исходного сырья при сортировке, мм:

Низкокачественного дробленого алюминиевого лома. +10 - 150 сплавов медной группы +40 - 300

Установленная мощность электрооборудования, кВт 15