Технические науки и экология Раздел 7 РАЗДЕЛ 7. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ И ЭКОЛОГИЯ Е. И. Назимко, М. Л. Яковенко, А. Н. Корчевский Использование отходов цветных металлов как фактор снижения техногенной нагрузки на окружающую среду Технический прогресс в электронной промышлен- ботке первичных рудных месторождений значительно ности привел к появлению новых видов лома и отходов, превышают затраты на получение цветных и благородпредставляющих собой агрегаты различных материалов ных металлов из отходов [4], о чем свидетельствуют дани металлов, проводников и диэлектриков, сплавов [2]. ные рисунка 1. Содержание неметаллических материалов в ломе радиоДля вторичной переработки отходов электронной электронной аппаратуры колеблется от 45 до 56 %, а ме- промышленности и многих других разработаны разталлическая часть представлена медью, алюминием, ни- личные технологии. Первым этапом подготовки отходов келем, серебром, золотом, палладием, оловом [1]. является их дробление, а затем сепарация по видам маИспользование лома цветных металлов во вторичной териалов. Как наиболее дешевые процессы разделения цветной металлургии, производящей сбор, подготовку и применяются гравитационные, в частности воздушная переработку вторичного сырья, способствует экономии сепарация. Здесь разделение основано на разнице в скоресурсов и охране окружающей среды [4]. Известно, что при добыче полезных ископаемых нарушается почвен- ростях перемещения частиц дробленых отходов в потоке воздуха. Скорости зависят от удельного веса частиц, их ный покров, эксплуатируются огромные карьеры, отстойники и очистные сооружения, являющиеся небезопасными объектами. При переработке руд и производстве цветных металлов применяются токсичные вещества, происходит выброс газов в атмосферу, загрязняются подземные воды. В мировом производстве металлов использование вторичного сырья, содержащего благородные и цветные металлы, постоянно растет. По оценкам экспертов США и государства Европы производят около 20 % золота и 30 % серебра из вторичного сырья [4]. Во многих случаях отходы изделий из благородных металлов содержат в себе относительно больше ценных компонентов, чем руды, из которых добываются первичное золото, серебро, платина. Поэтому отходы выгодно переРисунок 1. Содержание ценных компонентов (а) и их извлечение рабатывать, так как использование ценных в товарные продукты (б), энергетические затраты (в) и выбросы компонентов из них рентабельно вследвредных газов в атмосферу (г) при производстве цветных металлов ствие высокой стоимости этих компонениз руд и отходов тов, а энергетические затраты при разра- 2015’ № 2 (5) 97 Технические науки и экология Раздел 7 Рисунок 2. Гранулометрический состав дробленого лома алюминиевого кабеля при дроблении в ножевой дробилке СМД-149 (а) и в молотковой дробилке СМД-146 (б) Рисунок 3. Извлечение компонентов придроблении в ножевой дробилке СМД-149 (а) и в молотковой дробилке СМД-146 (б) формы и размера, а также от скорости потока воздуха и ответственно. Средний размер частиц изоляции равен 23 мм, алюминия – 17 мм. Наибольшее извлечение алюрежима его подачи. Состав лома колеблется в широких пределах, что миния при этом с частицами размером 8–15 мм, резисоздает трудности при разработке технологии его раз- ны — с частицами крупностью 15–23 мм. деления на компоненты. Комплекс наших исследований Полученное распределение частиц по крупности свипосвящен изучению влияния параметров разделяемых детельствует о том, что ножевая дробилка СМД-149 дает частиц алюминия и резины (отходы кабельной продук- более мелкий продукт по сравнению с дробилкой СМДции) на результаты сепарации [3]. В качестве исходных 146. Это будет усложнять настройку процесса воздушной данных для моделирования процесса численными мето- сепарации. дами необходимы прежде всего размеры частиц [5]. Таблица 1 — Расчетная масса шарообразных частиц Гранулометрический состав лома и извлечение комМатериал Плотность, г/см3 Диаметр, мм Масса, г понентов с частицами разной крупности зависит от типа Алюминий 2,7 5 0,18 дробилки, о чем свидетельствую результаты исследова10 1,41 ния, показанные на рисунках 2 и 3. 20 11,3 Из данных рисунков 2 и 3 следует, что в дробленом 30 38,15 40 90,43 ломе при дроблении в ножевой дробилке максимальный Резина 1,3 5 0,09 выход имеют частицы крупностью 2,5–5 мм — около 10 0,68 65 %. С этими же частицами извлекается и большая часть 20 5,44 компонентов. 30 18,37 При дроблении в молотковой дробилке преобладают 40 43,54 частицы крупностью 20–40 и 10–20 мм — 38 и 49 % со- 2015’ № 2 (5) 98 Технические науки и экология Распределение частиц в рабочем пространстве сепаратора зависит от скоростей их перемещения, что в свою очередь связано с их формой и массой. Поэтому выполнены расчеты массы частиц различной крупности и состава (табл. 1). Принято, что все частицы имеют шарообразную форму. При этом скорость частиц равной или близкой массы в восходящем потоке воздуха будет близкой, т.е. они будут попадать в один и тот же продукт, и разделение лома на компоненты будет затруднено. Таким образом, дальнейшие исследования могут быть направлены на определение скорости движения частиц с целью моделирования режима воздушной сепарации лома. Разработка технологии утилизации лома кабеля на этой основе позволит эффективно использовать вторичные цветные металлы и снизить техногенную нагрузку на окружающую среду. Список литературы: 1. Бредихин В. Н., Кожанов В. А., Кушнерова В. Ю. Технологические проблемы переработки алюминиевых отходов // Машиностроение и техносфера ХХ1 века: ХIV международная научно-техническая конференция. — Севастополь, 2007. — С. 112–116. 2. Котляр Ю. А., Меретуков М. А. Металлургия благородных металлов: учебное пособие. — М.: АСМИ, 2002. — 466 с. 3. Назимко Е.И. и др. Математическое моделирование процессов обогащения полезных ископаемых: монография. — Донецк: «ВИК», 2014. — 426 с. 4. Bredikhin V., Shevelev A., Mirovich I. Intensification of NonFerrous Turnings Preparation for Metallurgical Processing // Proceedings of XXII Int. Min. Proc. Cong. — Cape Town: South Africa, 2003. — P. 446–452. 5. Cundall P. A., Strack O. D. L. A discrete numerical Model for granular assemblies // Geotechnique. — Vol. 29. No 1. — P. 47– 65 (1974). 2015’ № 2 (5) Раздел 7 99