автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.08, диссертация на тему:Разработка технологий переработки техногенного сырья цветных и черных металлов с использованием дисковых электродинамических сепараторов

6 ил

ип

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК '

институт ирошбм кодавксного о&шшн нвдр

{¡а правах рукописи ЛУКЬЯНЧПКОВ Виктор Николаевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ ЦВЕТНЫХ И ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

дшшшх аштрОщишичЕских сепараторов

Специальность 05.15.08 - Обогащение полезных ископаемых

А В Т О Р К Ф ¿1 Р А Т диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 1993 г.

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук.

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор, член-коррес-.пондент РАЕН, Барский Л.А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Кармазин В.В.

кандидат технических наук Скродский В.Е.

Ведущее предприятие: Научно-исследовательский

институт ресурсосбережения / НШР /

Защита состоится " I " 1993 г. в И час.

на заседании специализированного совета Д 003.20.02 при Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук / ШКОН РАН / по адрэсу: 111020, Москва, Е-20, Крюковский тупик, 4. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИПКОН РАН.

Автореферат разослан пу»ЛДуа5ч 1993 г.

Ученый секретарь' специализированного совета кандидат технических наук

Э.А.Шрадер

ОБЩАЯ ХЛРАРТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших народнохозяйственных задач является-создание новых технологий переработки техногенного сырья цветных и черных металлов и очистки материалов от металлов, позволяющих повысить извлечение цветных металлов, вовлечь в процесс переработки дополнительные обьемы сырья. Эта проблема актуальна также для переработки лома электротехнической промышленности, технология утилизации которого требует предварительного разделения многокомпонентного лома на группы сплавов.

Кроме проблемы получения сортових концентратов цветных и черных металлов из вторичного сырья, существует необходимость предварительной очистки материалов от металлов перед их дальнейшим использованием. На предприятиях, перерабатывающих термопласты, ввиду сокращения поставок и удорожания первичного сырья, наметилась тенденция вовлечения в производство вторичного сырья текущей переработки, технология подготовки которого требует максимального извлечения частиц цветных и черных металлов.

В производстве металлических порошков тугоплавких металлов важной задачей является их предварительная очистка от засорения цветными и черными металлами перед ратинированием вакуумно-дуговой плавкой.

В связи с этим, разработка технологий переработки лома электротехнической промышленности, предварительной очистки вторичных термопластов и порошков вольфрама и молибдена от цветных и черных металлов является актуальной задачей.

Поиск наиболее экономичных методов переработки вторичного сырья цветных металлов позволял выделить из множества методов разделения метод электродинамической сепарации. Использование в конструкциях электродинамических сепараторов магнитных систем на постоянных магнитах, а также надежность в эксплуатации обеспечили этим сепараторам широкое распространение. Однако, в. ряде конструкций сепараторов неполное использование рабочей поверхности индуктора, низкие показатели извлечения инетннх металлов крупностью ■ 1+5 мм, не обеспечивают их применение в новых технологических схемах.

Таким образом, решение вопросов разработки новых технологических схем сдерживается отсутствием оборудования, обеспечивающе-

го высокие технические и технологические покаэатели. Анализ применяемых конструкций электродинамических сепараторов позволил определить наибольшую перспективность конструкций сепараторов с дисковой магнитной системой, позволяющих снизить крупность извлекаемых частиц цветных металлов, максимально использовать рабочую поверх-« ность диска индуктора, разделять электропроводную фракцию на составляющие цветные металлы.

Работа проведена в соответствии с Программой Ali СССР по биосферным и экологическим исследованиям /письмо АН СССР от 16.01.89г. .'(10293/013/, координационным планом 'АН СССР по проблема 3.2.2.3.1 "Создание научных основ комплексной переработки сырья техногенных ■месторождений", "Создание малоотходных технологий переработки минерального сырья с учетом требований рационального природопользовач ния и охраны окружающей среды" /)Ь roc.per.01.86.0007ü2l/.

Цель работы. Установление основных факторов и зависимостей, влияющих на процесс сепарации при использовании дискового электродинамического сепаратора. Разработка технологий переработки техногенного сырья цветных и черных металлов и очистки материалов от металлов на основе разработанной конструкции электродинамического сепаратора.

Методика исследований включала:

- анализ применяемых конструкций электродинамических сепараторов с индукторами магнитного поля на постоянных магнитах в технологиях очистки материалов и извлечения металлов из вторичного сырья;

- экспериментальное определение электрических свойств вторич-• ного сырья электротехнической промышленности, металлических включений во вторйчном полистироле измерителем электропроводности Ю-Т, химического состава металлических порошков вольфрама и молибдена

. установками спектрального анализа ИСП-30 и ДФС-13;

- проектирование и расчет дисковой магнитной системы с определением магнитных характеристик миллитесламетром Ф4354/1;

- определение электродинамических сил, действующих на электропроводные частицы и их траектории движения в рабочей зоне дискового электродинамического сепаратора;

- экспериментальные исследования извлечения металлов при очистке материалов и переработке вторичного сырья в промышленных условиях с использованием .разработанной конструкции электродинамичесп кого сепаратора.

Научная новизиа работы.

- установлены основные зависимости э.д;с. электромагнитной индукции, наведенной в электропроводной частице, и толщины скин-слоя от частоты магнитного поля и радиуса перемещения частицы на транспортирующем диско;

- определено уравнение траектории движения электропроводного материала в рабочей зоне сепаратора с дисковой магнитной системой;

- установлены зависимости параметров уравнения траектории движения электропроводного материала от его размера и формы, частоты магнитного поля сепаратора;

- обосновано селективное разделение электропроводной фракции на составляющие цветные металлы за счет различий параметров их траекторий движения в рабочей зоне сепаратора.

Практическая значимость работы. Разработаны три конструкции электродинамических сепараторов с дисковой магнитной системой душ переработки вторичного сырья, содержащего цветные металлы крупностью -20+2 мм, и отличающиеся лучшими технологическими характеристиками извлечения мелких классов цветных металлов, способом транспортировки разделяемого материала, максимальным использованием рабочей поверхности индуктора.

На основе разработанных конструкций спроектирована и внедрена промышленная установка СОМ-1, включающая магнитный сепаратор для предварительного отделения магнитного материала и электродинамический сепаратор лип последующего разделения по степени электропроводности'. /совершенствована технологическая! схема переработки лома электротехнической промышленности, включающая операции дробления, грохочения, магнитной и электродинамической сепарации масса -20+2,5 мм, электростатической сепарант класса -2,5+0,01 мм, доводки электропроводной фракции на ЙС-сепараторах. Электропроводная фракция с содержанием цветных металлов 92% после электродинамической сепарации может быть реализована как товарный продукт в соответствии о ГОСТ 1639-78,"Лом и отходы аномпния и ато-миниевых: сшшвов, класс А, группа X, сорт 2".

Разработана и внедрена технология очистки вторичного полистирола от шнтшх и черных мотапло«, вшочактдгчя оперетки дробления, магнитной, и электродинамической сепарсац:и, что иояволя-о обеспечить стабильную 3-х сменную работу 8-ми термоштставтог/.атов.

Разработана технологическая схема предварительной очистки порошков вольфрама и молибдена, вкщачащая операции магнитной, электродинамической й высокоградиентной магнитной сепарации, позволяющая понизить уровень загрязнения порошков в 1,5+3 раза.

Разработанные конструкции и технологические схемы позволили йовысить извлечение цветных металлов, расширить область применения процесса электродинамической сепарации, вовлечь в переработку дополнительные обьемы сырья.

Реализация результатов работы. Полученные в результате исследований материалы использовались в разработка технического задания, проектировании и изготовлении установки СОМ-1, создании технологической линии по очистке вторичного полистирола и переработке брака изделий. Внедрение одной установки СОМ-1 на П0"0мский электромеханический завод" позволило получить годовой экономический эффект • в сумме 25 тыс.рублей на 1991 год.

Апробация работы. Диссертационная работа и ее разделы докладывались на: 2-ой школе-семинаре молодых ученых по теории и практике комплексного освоения месторождений полезных ископаемых и обогащения минерального сырья. Алма-Ата, 1991 г.; 12-ом Всесоюзном совещании "Получение, структура,физические свойства и применение высокочистых и монокристаллических тугоплавких и редких металлов", Суздаль, 1987 г.; 8-ой Всесоюзной конференции по методам получения и анализу высокочистых веществ', Горький, 198В г.; Конкурсе Омского областного научно-технического общества машиностроителей " На лучшую творчес-' •• кую разработку, внедренную в производство в 1991 г.", Омск, 1992 г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованно 6 печатных работ, получено 3 авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 93 наименований и приложения. Работа изложена на ISO страницах машинописного текста, включая 37 рисунков и 36 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ОЧИСТКИ МАТЕРИАЛОВ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ

Практика использования вторичного сырья показала, что в последние годы возрос интерес к вовлечению в производство отходов текущей

переработки для извлечения полезных компонентов в рамках единого технологического процесса. Существует ряд технологий переработки накопленных ранее смешанных производственных и бытовых отходов с использованием оборудования криогенной, гидрометаллургической,* тяжелосредной, феррогидростатической, термической переработки вторичного сырья ведущих отечественных и зарубежных фирм. Б настоящее время дорогостоящие процессы переработки с недостаточной глубиной обогащения заменяются наиболее эффективной электродинамической сепарацией. Однако, в ряде конструкций сепараторов неполное использование рабочей поверхности индуктора, низкио показатели извлечения цветных металлов крупностью 1+5 мм, не обеспечивают их применение в новых технологических схемах.

Таким образом, решение вопросов разработки новых технологических схем сдерживается отсутствием современного оборудования с лучшими техническими и технологическими показателями.

Вопросы обогащения с применением процесса электродинамической сепарации, рассматриваемые в работах В.И.Кармазина, . . В.В.Кармазина, Л.А.Барского, А.И.Шевелева, В.Н.Лашщкого, И.М.Бондаря, Л.Я.Шубова, С.И.Хворостяного, В.Н.Бредихина и других ученых)позволили выявить современные тенденции в области переработки вторичного сырья методом электродинамической сепарации.

Анализ технологий переработки вторичного сырья цветных металлов с применением электродинамических сепараторов позволил установить ряд недостатков, которые можно отнести к дополнительным требованиям при разработке новых конструкций сепараторов.

К новым-конструкциям электродинамических сепараторов предьяв- • ляются следующие требования: ,

- снижение крупности извлекаемых частиц цветных металлов;

- максимальное использование, рабочей поверхности индуктора;

- возможность селективного разделения электропроводной фракции на составляющие цветные металлы.

Таким образом, для реализации требований предъявляемых к новым конструкциям сепараторов, необходимы дополнительные теоретические и экспериментальные исследования, изучение основных факторов, влияющих на процесс электродинамической сепарации.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО МАТЕРИМА В РАБОЧЕЙ

ЗОНЕ ДИСКОВОГО ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО СЕПАРАТОРА

Определены силы, действующие на электропроводную частицу, помещенную в рабочую зону дискового электродинамического сепаратора, при этом основной извлекающей силой является электродинамическая сила, определяемая по известной формуле

Р = , н

где г - радиус электропроводной частицы, м; - полное сопротивление частицы, Ом; Н& - напряженность магнитного поля, кА/м;

Е - э.д.с.электромагнитной индукции, наведенная в электропроводной частице, В; Ъ ~ длина рабочего зазора, м.

Установлено, что параметры токового контура и полное сопротивление частицы Zn зависят от глубины проникновения переменного магнитного паля /скин-слой/ в электропроводную частицу.

Получена зависимость толщины скин-слоя от частоты магнитного поля, позволяющая определить оптимальную частоту магнитного поля сепаратора, при которой электродинамическая сила, действующая на частицу с толщиной Ь = 8скин , является наиболее приемлемой.

Установлено, что сдвиг по фазе между э.д.с.электромагнитной индукиии, наведенными в соседних частицах, а также их амплитуды зависят от текущего радиуса перемещения частиц на транспортирующем диске, при этом э.д.с., наведенная при вращении индуктора с угловой скоростью в электропроводной частице длиной 4Г" определяется по формуле ^ ^^ ЦГ<Мм) >в

где &5- индукция магнитного поля в рабочей зоне сепаратора, Тл; т.- текущий радиус перемещения электропроводной частицы на транспортируюием диске,, м; ОИ- электрический угол, на который сдвинута по фазе э.д.с.

индукции рассматриваемого проводника, град; ^ - время действия гармоники на электропроводную частицу,сек.

На рис.1 представлена расчетная зависимость э.д.с.электромагнитной индукции от текущего радиуса перемещения электропроводной частили, на транспортирующем диске.

ВЛ.мм

140 120

100 80 60 40 20

0 10 20 30 40 ЕЮ"3,В

Установлена зависимость индукции-магнитного поля от длины рабочего зазора при различном шаге полюсов дисковой магнитной системы, позволяющая определить оптимальное число полюсов индуктора.

На основании теоретических и экспериментальных исследований определена траектория движения электропроводного материала в рабочей зоне сепаратора, при которой радиус-вектор траектории определяется по Формуле к._^с1+Р|э|егоЧ)Р м

где с! - диаметр электропроводной частицы, м;

РЬ- диаметр загрузочного устройства, м;

Чр- угол извлечения электропроводных частиц, град;

т- коэффициент траектории /зависит от крупности частиц, электропроводности, плотности, э.д.с.электромагнитной индукции, толщины скин-слоя и напряженности магнитного поля в рабочей зоне сепаратора/.

Определены параметры коэффициента траектории и угла извлечения электропроводных частиц в диапазоне частоты магнитного поля f= 100+1000 Гц для частиц алюминия и меди различной крупности, рис.2. По данной зависимости определяется оптимальная частота магнитного поля для извлечения частиц различной крупности с уютом рабочей зоны сепаратора, занимающей сектор 260 градусов при диаметре диска индуктора 0^=300 мм.

Рис.1. Зависимость э.д.с.индукции, наведенной в частице меди диаметром 5мм,от текущего радиуса перемещения на транспортирующем диско

Рис.2. Зависимость угла извлечения частиц алюминия /1,3,5,7/ и частид'меди /2,4,6,8/¿крупностью 10,7,5, 3 мм от частоты магнитного поля сепаратора с диаметром диска ивдуктора Рк = -300 мм

240 *РР ,град

Определение параметров траектории движения электропроводного • материала позволило подобрать оптимальные режимы сепарации и' углы ' установки отделительных скребков для разделения материала по степени его электропроводности и крупности, что обеспечило в экспериментах по разделению электропроводной фракции получение отдельных концентратов с содержанием алюминия 94,меди 96,6$ при извлечении 97,2$ и 98,2$ соответственно.

На основании проведенных исследований получены исходные дан-' ные для проектирования электродинамического сепаратора с дисковой магнитной системой.

Установленная зависимость индукции магнитного поля от длины рабочего зазора при шаге полюсов дисковой магнитной системы .

Тсрд=73мм, Тср^2=49мм, Тср^£=37мм позволила определить число полюсов индуктора =8, характеризующееся наименьшим коэффициентом рассеяния индукиии магнитного поля. '

Зависимость глубины проникновения магнитного поля 8скин и высоты оптимально извлекаемых частиц Ь электропроводного материала от частоты вращающегося магнитного поля позволила установить оптимальную частоту магнитного поля сепаратора |=1000 Гц для частиц высо-. той Ь=0,6+1 мм.

Зависимости угла извлечения частиц цветных металлов от их диа-' метра при частоте вращающегося магнитного поля Г=1000 Гц, позволяют установить оптимальный диаметр дискового индуктора 0к=300 мм,

для- которого угол извлечения *?Р частицы минимальной крупности меньше 260 градусов /сектор рабочей зоны сепаратора/, а также углы установки отделительных скребков для медного и алюминиевого концентратов .

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРСДИНАМИЧЕСКИХ СЕПАРАТОРОВ С ДИСКОВОЙ МАГНИТНОЙ СИСТЕМОЙ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

При проектировании дисковых индукторов электродинамических сепараторов предварительно определяются условия рационального использования площади диска индуктора для размещения в его пазах, магнитов-модулей, к которым относится число полюсовР, диаметр йк и угол скоса полюсов ¿х. индуктора.

На основании данных условий и схемы диска индуктора рис.3, ширина Лт и длина 1>т полюса определяются по формулам

Ьт =:(ОЬ51пЛп-Тт1п) зЦц-^с) , м где Лп - центральный расчетный угол, град; .

Тт1ч- минимальный межполюсной зазор /выбирается из технологических соображений при изготовлении наклонных Пазов в корпусе диска индуктора/, м;

ОЬ- диаметр загрузочного устройства, м;

Ч - угол равнобедренного треугольника с центральным утлом Ля , град. ^ X . , •

Ьт=' 2з1пАс , м

где X - хорда, проходящая через точку касания полюса с бандажной стенкой индуктора, м.

Для сборки диска индуктора использовались магниты-модули из высококоэрцитивного сплава на основе самарий- кобальт /5тС05/ марки КС37А, для которых расчет магнитной системы проводится по методу Ротерса, при этом полная приведенная проводимость магнитной системы определяется по формуле ^

Апр я ЦоА. ■§]• где Л - полная проводимость магштгой системы, см;

£ - длина магнита-модуля, см; -

SJ - площадь полюса магнита-модуля, см^.

Рабочая точка магнитной системы находится графически как точка пересечения прямой проводимо'сти, проведенной из начала координат до пересечения с кривой размагничивание материала магнита КС37А.

Рис.3. Фрагмент восьми-полюсной дисковой магнитной системы

под углом, определяющимся по формуле

* ^ . «¿«агс^Лпр , град. ;

Параметры рабочей точки-/ВЗ,Н$/, полученные расчетным и экспериментальным путём при помощи миллителламетра Ф4354/1, отличаются не более, чем на 6%.

Анализ существующих технологий сборки крупных магнитных систем позволил определить оптимальную технологию сборки дискового индуктора электродинамического сепаратора.

Технология сборки дисковой магнитной системы включает; расчет величины тока для установки импульсного намагничивания постоянных магнитов;' намагничивание и установку магнитов в пазы корпуса индуктора одноименными полюсами друг к другу с учетом чередования полярности по диаметру диска индуктора; расчет и установку бандажа на корпусе диска индуктора.

На основании результатов расчета индуктора и предъявляемых требований к новым конструкциям электродинамических сепараторов,

разработаны и испытаны три конструкции электродинамических сепараторов с дисковой магнитной системой на постоянных магнитах, получены сравнительные результаты испытаний каждой конструкции.

В соответствии с техническим заданием ИПКОН РАН специалистами ОМА ПО"Омекий электромеханический завод".спроектирована и изготовлена промышленная установка С0.\1-1 с технологической схемой, включающей процессы магнитной и электродинамической сепарации.

На Омском областном конкурсе научно-технического общества машиностроителей "На лучшую творческую разработку, внедренную в производство в 1991 г", установка СШ-1 заняла первое место.

Результаты ^спытаний установки и технологическая схема одобрены техническим советом П0"0ЭМЗ", принято решение о серийном производстве.

Установка С0М-1 используется в технологической линии переработки вторичного полистирола и брака изделий для извлечения цветных и черных металлов крупностью -20+2 мм, -20+0,01 мм соответственно.

Результаты промьте?т:пгг испытаний Таблигга 1

Фракция Выход, Содержание, Извлечение, %

% и Си. Ре Плс М Си Ре Пм:

магнитная 7,14 - - 98 2 - - 100 0, За

• эчектропров 53,26 28,8 68,7 - 2,5 96 99 - 3,15

неэлектропр 39,6 1.6 0,93 - 97,4 4 1 96,5

исходная 100 16 37 7 40

Испытания установки проводились в длительном полуавтоматическом режиме. Функции обслуживающего персонала сводились только к смене контейнеров и корректировке частоты магнитного поля.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ СХЕМ 'ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

и очистки материалов с ш'яшши элшрсаеаАшасш.

сепараторов с дисковод шниъюК сист^о:.

Технологическая схема переработки вторичного полистирола вкл^-чает пронесен дробления, кагнктной и этектродияаикчоско? сйпаршшя.

В состав технологической линии входит ножовая дроб..» и, ленточный конвейер, элеваторный загрузчик, установка для изалечет:я цветных и черных металлов С0.«-1. с

Исходный вторичный полистирол представлен отходами литьевых машин и браком изделий крупностью -350+80 мм, в состав которых-входят элементы крепежа, ярлыки, а также общезаводское засорение цветными и черными металлами.

Дробленый до крупности -20+2 мм полистирол конвейером транспортируется в бункер элеваторного загрузчика и ковшами подается в приемный бункер установки СОМ-1, где на стадии магнитной сепарации происходит отделение магнитных сталей, а на стадии электродинамической сепарации разделение на электропроводную и неэлектропроводную фракции.

Результаты сепарации Таблица 2

фракция Вы|од, Содержание, * Извлечение, *

Ц | и й 1 И« * 1 Си. Р» | Пас

магнитная ' 0,01 - . - 95,6. 4,4 - 100 0,0004

электропров 0,08 57,7 33,3 - 9 92,3 88,8 - 0,0007

неалвктропр 99,9 0,0038 0&0033 - 99,9 7,7 11,2 - 99,9

исходная 100 0,05 0,03 0,01 99,91

Потери полистирола в магнитной и электропроводной фракциях могут быть устранены повторной перечисткой или использоваться как сырье дрш производства противокоррозионных покрытий.

Технологичёскф охема переработки лома электротехнической промышленности включает процессы дробления, грохочений, .магнитной и электродинамической сепарации.

Электротехнический лом крупностью -400+10 мм /исходное содержание: Ае -4.6,1*;' Си -20*;2п-2,4*; $п -3,5$; сталь-3,2*; сростки- . 13,3*; неметаллы-11,5*/ подвергался дроблению в молотковой дробилке до крупности -20 мм и грохочению на вибронгрохоте с размером ячейки сита 2,5 мм,при этом надрешетный продукт /У.=91,3*/. крупностью -20+2,5 мм направлялся на магнитную сепарацию, а подрешетный продукт /X =8,7*/ крупностью -2,5+0,01 мм является исходным сырьем электростатической сепарации.

Предварительное отделение класса'-2,5 мм перед магнитной и главным образом перед электродинамической сепарацией основывается на технической характеристике установки СОЛИ, для которой минимальная крупность извлекаемых частиц цветных металлов составляет 2 мм.

Надрешетный продукт операции грохочения поступает в установку

С0М-1, где происходит разделение на магнитную / 2,8%/, электропроводную /I =68,7$/ и неэлектропроводную /У =19,8$/ фракции.

Извлечение цветных металлов в электропроводную фракцию посла электродинамической сепарации составило: А£.-94,1%\Си -80,5$; Zn -61,4/?; $п —12,8^; еталь-0,1$; сростки-44$; неметаллы-3,3%.

Без дополнительной доводки электропроводная фракция с содержанием № -66$, Си. -22,7$, -1,78%, бл -0,6$, сталь-0,003'?, сростки -8,4/5, неметаллы-0,54/6 может быть реализована как "Лом и отходы алюминия и алюминиевых сплавов, класс А, группа X, сорт 2".

В ряде случаев металлокерамическую проволоку марки "М4" и "НА", получаемую из порошков.молибдена и вольфрама, нельзя использовать для тел накала, так как в процессе спирализации происходит обрыв проволоки. Проведенный металлографический анализ позволил обнаружить в ее структуре включения, образованные примесными элементами цветных и черных металлов.

Рафинирование порошков тугоплавких металлов проводят вакуум-но-дуговой и электронно-лучевой плавкой,при которых примеси цветных металлов удаляются значительно труднее, чем примеси железа.

Исходя из этого, разработана технологическая схема предварительной очистки порошков вольфрама и молибдена, включающая магнитную, электродинамическую и высокох'радиентную магнитную сепарацию.

Учитывая, что примесные элементы металлов крупностью +2 мм в порошке распределены крайне неравномерно, для проведения экспериментов использовалась искусственно приготовленая смесь, содержащая частицы АС -2,5; 3,5$,Си -2,5", 2,5%, -2",' 1,5$,длн порошков вольфрама и молибдена соответственно. Извлечение металлов после магнитной и электродинамической сепарации составило для частиц А£ -100$,Си -99,8; 99,4$,Тп -99,5; 99,2$,Ре -100$ при очистке вольфрамового и молибденового порошка соответственно.

Применение в технологической схема процесса высокоградиентной магнитной сепарации позволило снизить содержание металлов в порошках в 1,5-2 раза.

. . В технологической схеме очистки вольфрамового и молибденового порошка на стадии.магнитной, электродинамической сепарации использовалась установка СОМ-1, а на стадии высокоградиентной магнитной сепарации лабораторная установка с параметрами магнитного поля, соответствующими технической характеристике электромагнитного валкового сепаратора 229-СЭ.

ВЫВОДЫ . •

1. В результате анализа применяемых технологий переработки вторичного сырья с использованием процесса электродинамической сепарации, выявлены следующие требования,предъявляемые к новым конструкциям электродинамических сепараторов:

- снижение крупности извлекаемых частиц цветных металлов;

- максимальное использование рабочей поверхности индуктора;

- разделение электропроводной фракции на составляющие цветные металлы.

2. Разработана методика расчета электродинамических сил при воздействии на электропроводный материал переменным магнитным полем; Методика включает: расчет э;д.с.электромагнитной индукции, наведенной в электропроводной частице, в зависимости от радиуса ее перемещения на транспортирующем диске; расчет глубины проникнове-> : ния магнитного поля в частицу в зависимости от частоты магнитного поля; расчет сил сопротивления, действующих на электропроводную частицу в рабочей зоне сепаратора.

3. Установлены зависимости параметров траектории движения от их размера и формы, электродинамической силы и частоты магнитного поля сепаратора. Получено уравнение траектории движения электропроводного материала в рабочей зоне сепаратора с дисковой магнитной системой.

4. Разработана методика проектирования дисковой магнитной системы. Методика включает: расчет длины и ширины полюса в зависимости от его утла скоса при различном диаметре диска индуктора; расчет коэффициента рассеяния магнитного потока полюсов; расчет участков путей проводимости и рабочей точки магнитной системы; расчет механических нагрузок и бандажа дискового индуктора.

. 5. Разработаны и испытаны три конструкции электродинамических сепараторов с дисковой магнитной системой на, постоянных магнитах, получены сравнительные результаты испытаний каждой конструкции.

Сепараторы предназначены для извлечения частиц цветных металлов крупностью -20+2-мм из вторичного сырья и отличаются способом подачи и транспортировки разделяемого материала, наличием концентраторов магнитного поля, максимальным использованием рабочей поверхности индуктора.

6. Спроектирована и изготовлена промышленная установка СОМ-1,

технологическая схема которой включает процессы магнитной и электродинамической сепарации. Установка обеспечивает извлечение магнитных сталей -100 %, частиц цветных металлов /алюминий, медь/ 96 - 99 %.

7» Разработана технологическая схема переработки лома электротехнической промышленности, включающая процессы дробления, грохочения, магнитной и электродинамической сепарации, с получением электропроводной фракции, которая без последующей доводки может быть реализована как товарный продукт в соответствии с ГОСТ 1639-78.

8. Разработана технологическая схема предварительной очлетки металлических порошков вольфрама и молибдена от примесей, включающая процессы магнитной, электродинамической и высокоградиентной магнитной сепарации о использованием установки СОМ—2, что позволило снизить содержание примеси в порошках в 1,5-2 раза.

9. Разработана и внедрена технология извлечения цветных и черных металлов из вторичного полистирола перед его дальнейшим использованием, включающая процессы дробления, магнитной и электродинамической сепарации с использованием установки С0М-1. Внедрение одной установки С0М-1 на ПО"Омский электромеханический завод" позволило получить годовой экономический эффект 25 тыс.рублей на

1991 год.

Основные положения диссертации наложены в следующих рабоачгх:

1. Лукьянчиков В.Н. 0 возможности применения электродинамических сепараторов с дисковой магнитной системой для переработки техногенного и вторичного сырья.- сб. Методы исследования и технологии комплексной переработки руд.- М.: ротапринт ИПКОН АН ССОР, 1991.- 145 с.

2. Лукьянчиков В.Н. Траектория движения электропроводного материала при обогащении техногенного сырья на электродинамических сепараторах с дисковой магнитной системой // Теория и практика комплексного освоения месторождений полезных ископаемых и обогащения минерального сырья: Тез.докл. 2-ая школа-семинар молодых ученых. 23 - 27 сентября 1991 г.-Алма-Ата, 1Э91.-С.1¿1-122.

3. Кузьмищев В.А.', Кирилова В.М., ЕЬчкова М.И., Гондаревская Г.Д., Лукьянчиков В.Н. Физические и химические методы повышения чистоты вольфрама и молибдена // Получение, структура .физические свойства и применение высокочистых и монокристаллических тугоплавких и редких металлов: Тез.докл. 12-ое Всесоюзное совещание. ' -Суздаль,1987.-С.7.

4. Ангелова С.М., Шчкова М.И., Гондаревская Г.Д., Кирилова В.М., Лукьянчиков В.Н. Очистка молибдена от примесей методом магнитной сепарации // Методы получения и анализ высокочистых веществ: Тез.докл. 8-ая Всесоюзная конференция.-Горький, 1988.-С.56.

5.'Кузьмищев В.А., Кирилова В.М., Шчкова М.И., Мироничева

A.M..Гондаревская Г.Д., Лукьянчиков В.Н..Физические и химические методы повышения чистоты вольфрама и молибдена // Высокочистые вещества.-1988.-М.-С.82-86.

6. Дурханов Г.С., Шчкова М.И., Гондаревская Г.Д., Кузьмищев

B.А., Лукьянчиков В.Н., 1'ершкович H.A. Очистка молибдена от примесей методом магнитной сепарации // Высокочистые вещества.-1989. -М.-С. 65-68.

7. A.c. 1715426 СССР, МКИ4 ВОЗС 1/24. Электродинамический . сепаратор / Л.А.Барский, В.Н.Лукьянчиков /СССР/.-5 с.:ил.

8. A.c. по заявке 4768156/03 от 111.12.89. Электродинамический сепаратор / В.Н.Лукьянчиков.

9. A.c. по заявке 4842933/03 от 28.05.90. Электродинамический сепаратор / Л.А.Барский, В.Н.Лукьянчиков, А.Н.Гончаровский,

C. В. Малышев.

Подписано в печать 10.03.1993 г. Объем I п.л., заказ 229-93, тираж 100 экз. Бесплатно.

Ротапринт Ш1К0Н АН СССР. Москея, Крюковский тупик, 4