Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Подготовка отходов к переработке - измельчение и выщелачивание

Классификация материала по крупности. Для разделения кусков твердых отходов в зависимости от их крупности используют разные методы.

Для кусков крупных и средних фракций — грохоты (операция называется грохочение), в которых материал проходит через решетки или сита. Решетки (сита) грохота совершают обычно колебательные движения, и в результате через отверстия в грохоте проваливается часть кусков материала, образуя подрешетный продукт, а более крупные куски скатываются по ситу и образуют надрешетный продукт. Для сортировки отходов, содержащих частицы мельче 1-3 мм, применяется обычно гидравлическая классификация (в воде более крупные частицы оседают быстрее, чем мелкие) или воздушная сепарация.

Измельчение. В технике измельчение отходов до крупности ~ 5 мм обычно называют дроблением, а до крупности меньше 5 мм — тонким измельчением. Способами измельчения являются: раздавливание, удар, истирание. Аппараты, в которых осуществляют дробление, называют дробилками, а для измельчения служат мельницы. Металлургические предприятия широко используют дробилки различных конструкций для предварительной подготовки руд.

При очень тонком измельчении мельчайшие частицы могут под действием сил молекулярного сцепления образовывать хлопья и сростки (происходит как бы агрегатирование частиц). Для предотвращения агрегатирования добавляют поверхностно-активные вещества, покрывающие частицы тончайшей пленкой, препятствующей слипанию.

Помимо чисто механических способов измельчения получают развитие новые принципы измельчения, основанные на использовании: электрогидравлического эффекта (электрический разряд в воде); токов высокой частоты; соударения встречных потоков воздуха, несущих твердые частицы (так называемые струйные мельницы) и др.

Выщелачивание — это такой вид подготовки отходов к переработке, при котором происходит перевод в раствор (обычно водный) каких-либо компонентов твердого вещества. Перед выщелачиванием твердые вещества обычно подвергают вначале дроблению или измельчению, затем химической обработке (окислению, восстановлению, обжигу, спеканию, сульфатизации и т. п.). Такую предварительную обработку называют вскрытием. Назначение вскрытия — перевод труднорастворимых соединении в легкорастворимые (сульфидов в сульфаты, высших оксидов в низшие). В качестве растворителей используют воду, водные растворы кислот (серной, соляной) и щелочей (аммиака, едкого натра), солей (углекислого натра, цианидов). Процессы выщелачивания ускоряются организацией перемешивания мелкого твердого материала продувкой газом (обычно воздухом). Такую операцию металлурги называют агитацией.

Выщелачивание — один из вариантов процессов, носящих общее название экстракция или экстрагирование (от лат. extractio — извлечение). Используемые при этом растворители называются экстрагенты, а выделяемый продукт — экстракт. Так как экстракция полезного компонента из отходов часто осуществляется в несколько приемов, операцию экстрагирования обычно повторяют несколько раз. Промежуточный продукт, который остается после первоначальной экстракции и содержит еще какое-то количество полезного компонента, так называемый рафинат, обычно смешивают со свежей порцией экстрагента и добиваются максимального извлечения ценного компонента. Интенсивность извлечения ценного компонента определяется общим уравнением массообмена:

  • М = kΔСF,

где М — количество экстрагированного вещества; k — коэффициент массопередачи; ΔС — разность концентраций компонента в удаляемой из зоны реакции и остающейся в фазах; F — площадь контакта твердой фазы и экстрагента; — время.

Из уравнения следует, что процесс извлечения ускоряется при хорошем измельчении (увеличивается F), интенсивном перемешивании (возрастает k) и непрерывном удалении экстракта (увеличивается величина ΔС).

1 Цианиды — соли синильной кислоты, очень токсичны; работа с ними требует особой осторожности и принятия специальных мер по охране труда и окружающей среды.

Читать далее >>

Источник [6] → список литературы.

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Охрана природы и ресурсосбережение в металлургии
Вернуться на главную: Черная металлургия