Содержание

• Вступ
• 1. Актуальність теми
• 2. Основні результати
• Висновки
• Перелік посилань

Вступ

Свинець є. одним з найбільш широко використовуваних в промисловості металів. В даний час світове виробництво його досягла близько 7 млн. т на рік, тобто за кількістю вироблених металу і сплавів свинець знаходиться на четвертому місці в світі після алюмінію, міді і цинку. Основу вторинної свинцевої сировини становлять відпрацьовані свинцево-кислотні акумуляторні батареї (АКБ). При переробці батарей енерговитрати на одержання свинцю і його сплавів в 3,5-4 рази менше, ніж при переробці концентратів

В Україні немає освоєних родовищ свинцю, тому проблема забезпечення акумуляторного виробництва свинцем, отриманим із вторинної сировини, дуже актуальна. В даний час в країні створені приймальні пункти по заготівлі сировини в Києві, Дніпропетровську, Житомирі та інших містах. Старі свинцеві батареї передбачається переробляти на заводах НАК "ІСТА"; їх сумарна потужність з переробки становить близько 4 млн акумуляторів на рік. За наявною інформацією, українськими фахівцями розроблена гідрометалургійна установка, яка може переробляти понад 40 тис.т акумуляторних батарей в рік. Як видно з діаграми За останні 10 років виробництво вторинного свинцю та його сплавів майже повністю витіснило виробництво первинного.

1. Актуальність теми

Виробництво свинцю в плавильних печах супроводжується різними фізичними процесами. У тому числі і дифузійними. Удосконалення технології виробництва свинцю неможливо без дослідження та оптимізації існуючих технологічних процесів, а також розробки нових. І тому переробка свинецьвмісних відходів, зокрема брухту свинцевих акумуляторів, пов'язана з великим пиловиділеннями токсичних речовин і підвищеної екологічної небезпеки виробництва, супроводжується значними втратами дорогої сировини. Одним з найбільш перспективних напрямків вирішення даних проблем є підготовка свинецьвмісної сировини до плавки.

Поліпшення екологічного оточення в даному виробництві так само дуже актуально, так як вплив свинцю на здоров'я людини та екологічну систему визнано одним з найнебезпечніших у світі, призводить до серйозних захворювань, багато з яких не піддаються лікуванню.

2. Основні результати

У магістерській роботі проведені дослідження з підготовки та брикетуванню свинцевого акумуляторного брухту для подальшого переплаву з метою поліпшення екологічної обстановки на виробництві, зниження невиробничих втрат сировини, поліпшенню технологічності процесу переробки. Розроблено склад суміші для брикетування, сприяє протіканню відновних реакцій вже при нагріванні брикету до його розплавлення, що сприяє інтенсифікації процесу і підвищенню продуктивності плавильних печей.

Вихідний шихтовий матеріал (відпрацьовані акумуляторні пластини) являє собою свинцевий лом упереміш з великою кількістю дисперсного сульфату свинцю (рис.1 а). Найбільш раціональним і технологічним рішенням підготовки даної сировини до плавки є брикетування попередньо подрібненої шихти з додаванням сполучних і флюсу. Попереднє подрібнення шихтових матеріалів проводиться за допомогою дробарок з наступним усередненням (рис.1б), в результаті чого отримуємо однорідну масу для подальшого приготування брикетуємої суміші. Застосування зв'язуючих компонентів дозволило огрудкування пилоподібні фракції свинецьвмісної сировини і використовувати отриману пастоподібну масу як заповнює компонент між свинцевими відходами при брикетуванні, знизити пилоутворення в процесі плавки. Процес брикетування підготовленої суміші при невеликій продуктивності процесу ведуть на звичайних пресах, для підвищення ефективності процесу застосовують валкові брикетувальні преса. У першому випадку розмір і маса брикетів визначається застосовуваної оснащенням (ріс.1в), у другому випадку діаметр брикетів коливається від 10 до 40 мм, форма яких визначається профілем нарізки валків. Валкові брикетування застосовується в разі необхідності підвищення продуктивності підготовки шихти для середніх і великих плавильних агрегатів.

а б в

а) вихідний акумуляторний лом; б) подрібнена шихта; в) - готовий брикет
Рисунок1. Брикетування свинецьвмісної сировини

Готові брикети піддають повільній сушці для запобігання їх розтріскування і руйнування. Проведені випробування міцності брикетів, що використовуються для сирих окатишів, показали відсутність руйнувань брикетів при 15-ти кратному скиданні з висоти 30 см. Технологія ведення плавки в роторних печах із застосуванням брикетів не відрізняється від звичайної технології ведення плавки із застосуванням акумуляторного брухту. Використання брикетів дозволяє використовувати більш потужні пальники для підвищення продуктивності плавильних агрегатів, при цьому встановлено зниження пиловиділення з йдуть газами по ходу плавки до 10-16 г/нм3, зниження пиловиділення дозволяє підвищити термін експлуатації фільтруючих елементів у 2-2,4 рази.

Також проведені дослідження розподілу свинцю в вогнетривкому матеріалі при високотемпературному впливі. Зроблено розрахунок процесу дифузії свинцю в періклазохромітовом вогнетриві методом математичного моделювання.Суть методу математичного моделювання полягає в тому, що фізичний процес протікає в установці (в даному випадку піч для виробництва свинцю) описується диференціальними рівняннями в приватних похідних. Потім отримана система диференціальних рівнянь за певним алгоритмом перетворюється у відповідну систему алгебраїчних рівнянь. Отримана система алгебраїчних рівнянь вирішується за допомогою ЕОМ. Отримані результати аналізуються і за результатами аналізу вносяться необхідні зміни в технологічний процес або ж розробляється новий. Одним з критеріїв стійкості теплоізолюючих вогнетривких матеріалів до зносу і механічного руйнування при контакті з твердими свинецьвмісних матеріалами та їх розплавом при циклічному нагріванні в область високих температур є опір вогнетриву проникненню свинцю і подальшу взаємодію матеріалу зі свинцем. На шліфах методом кількісної металографії визначали розмірне розподіл включень свинцю вздовж напрямку його поширення від зони контакту вглиб вогнетривкого матеріалу різної щільності і складу, характер розподілу свинцю у мікротріщинах вогнетриву (рис. 2).

а б

а) x100; б) x500;
Рисунок 2. Розподіл свинецьвмісних включень в структурі вогнетривкого матеріалу

Скупчення великих включень свинцю наголошується у мікротріщинах вогнетриву, найбільша кількість яких розподілено за дефектами, що з'єднуються з поверхнею вогнетриву. Отримані дані розмірного і кількісного розподілу свинцю в вогнетриви були зіставлені з даними, розрахованими за допомогою розробленої раніше математичної моделі дифузійного насичення вогнетривких матеріалів свинцем при високих температурах. Встановлено кореляцію результатів розрахованої за допомогою математичної моделі концентрації свинцю при його дифузійному проникненні з досвідченими даними, уточнено значення коефіцієнта дифузії для досліджених матеріалів, які залежать від складу вогнетриву, його фізичних характеристик і температурно-часових режимів. Результати експериментальних досліджень дозволили уточнити параметри математичної моделі, а також врахувати вплив розміру і характеру розподілу дефектів структури на концентрацію свинцю по перетину вогнетривкого матеріалу

Висновки

Висновки

Розробка та удосконалення технології виробництва вторинного свинцю дозволить:

1. Підвищити продуктивність плавильних печей;
2. Знизити втрати дорогої сировини при плавці;
3. Зменшити пиловиділення;
4. Знизити екологічну небезпеку на виробництві.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2011 року. Повний текст роботи і матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Перелік посилань

1. Лакерник М.М.// Металлургия свинца. Металлургиздат. 1953.
2. Чижиков Д.М. // Металлургия свинца, Металлургиздат, 1944 .
3. Герасимов Я.И., Крестовников А.Н. // Химическая термодинамика в цветной металлургии. Т.1, Т2, Справочник, М.: ГНТИ, 1961
4. Разработка технологии переработки аккумуляторного лома, НИР № Р-004460, ВНИИЦВЕТМЕТ, Усть-Каменогорск, 1973, 75 с.
5. Разработка технологии переработки аккумуляторного лома, НИР № Р-004460, ВНИИЦВЕТМЕТ, Усть-Каменогорск, 1973, 75 с.
6. Худяков И.Ф., Дорошкевич А.П., Карелов С.В. // Металлургия вторичных тяжелых цветных металлов.М.: Металлургия, 1987.-528 с.
7. Раскина Р.Д.// Способы пераработки аккумуляторного лома. М.: ЦНИИЦВЕТМЕТЭИ, 1078. 73.
8. Тарасов А.В., Бессер А.Д., Мальцев В.И., Сорокина В.С. // Металлургическая переработка вторичного свинцового сырья.- М.: ГИНЦВЕТМЕТ, 2003.- 224 с.
9. Лакерник М.М. // Свинец. Основы металлургии. Т1, Тяжелые металлы. Металлургиздат. 1962.
10. Лакерник М.М. // Свинец. Основы металлургии. Т2, Тяжелые металлы. Металлургиздат. 1962.
11. Лакерник М.М., Севрюков Н.Н.// Металлургия цветных металлов. Металлургиздат. 1957
12. Вольский А.Н., Сергеевская Е.М. // Теория металлургических процессов, М.: Металлургия, 1968.
13. Смирнов В.И.// Шахтная плавка в металлургии цветных металлов, Металлургиздат, Свердловск, 1955, 368 с.
14. Погорелый А.Д. //Теория металлургических процессов. – М.: Металлургия, 1973.- 503 с.