Извлечение металлов из отходов - процесс, при котором металлы получают из скрапа. Восстановленные металлы не отличаются от произведенных при первичной переработке руды, однако технологический процесс иной и иным может быть и его воздействие. Повторное использование металлов очень важно для мировой экономики из-за истощения запасов сырья и загрязнения окружающей среды отходами производства.
На алюминий, медь, свинец и цинк приходится 95% вторичного производства цветных металлов. Магний, ртуть, никель, драгоценные металлы, кадмий, селен, кобальт, олово и титан также утилизируются. (Вопросы утилизации железа и стали рассмотрены в главе Сталь и Железо. См. также статью "Плавка и рафинирование меди, цинка и свинца" в настоящей главе.)
Стратегии контроля
Принципы контроля за токсичными выбросами и воздействиями Утилизация металлов связана с воздействием пыли, газов, шума, высокой температуры, растворителей, кислотных туманов и других потенциально опасных факторов риска. Можно изменить некоторые процессы, чтобы исключить или уменьшить выбросы: снизить интенсивность погрузочно-разгрузочных и транспортных работ, рациональнее спланировав завод, уменьшить нагрев в печах, сократить объем образующихся шлаков и поверхностной пыли и т.п.
Опасное воздействие можно снизить в некоторых случаях, доверив машинам работы с высокотоксичными материалами, удалив персонал из опасных зон.
Чтобы предотвратить вторичное загрязнение, желательно изолировать производственные процессы, создающие значительные выбросы. Таким образом, меньшее число людей подвергнется вредному воздействию, а число источников выброса будет сокращено. Упростится оценка степени опасности, облегчится выявление основных источников выбросов и контроль за ними. Операции по утилизации часто изолируются от других технологий.
Иногда удается оградить или изолировать определенный источник выбросов. Поскольку ограждения редко бывают герметичными, используется вытяжная система с отрицательной тягой воздуха. Местная вытяжная вентиляция - один из способов контроля за выбросами. Улавливание вредных отходов в самом их источнике уменьшает вероятность загрязнения атмосферы, предотвращает повторное воздействие загрязнителей на людей.
Скорость захвата частиц в вытяжном колпаке должна быть достаточно большой, чтобы не дать газам и пыли вырваться из потока, поступающего в колпак. Ток воздуха должен увлечь с собой выбросы, преодолевая противодействие перекрестной тяги. Скорость, необходимая для этого, будет разной в каждом конкретном случае. Использование рециркуляционных нагревателей или персональных охлаждающих вентиляторов, способных препятствовать местной вытяжной вентиляции, должно быть ограничено.
Всем вытяжным или подпиточным вентиляционным системам требуется также замещающий воздух (это известно как кондиционирование). Если система его подачи хорошо разработана и включена в систему естественной и комфортной вентиляции, можно добиться более эффективного контроля над вредными выбросами. Например, выпускные отверстия замещающего воздуха должны размещаться так, чтобы чистый воздух попадал на работников, шел к источнику выброса и далее к вытяжному устройству. Такая схема часто используется на островках с приточным воздухом, при этом работник оказывается между источником поступающего чистого воздуха и источником выброса.
Уровень безопасности для здоровья на отдельных участках контролируется путем непосредственного регулирования объемов выбросов и соблюдения чистоты. На таких участках отмечается низкий фоновый уровень загрязнения. Защитой в зонах, подверженных загрязнению, для работников могут служить кабины с кондиционерами, островки, резервные пульты управления и диспетчерские с интенсивной вентиляцией, а кроме того индивидуальные средства защиты органов дыхания.
Среднее дневное воздействие загрязнений может быть сокращено, если работники имеют возможность пользоваться чистыми участками, например комнатами отдыха, столовыми, и островками в рабочей зоне, куда тоже подается свежий кондиционированный воздух.
Значительным источники вторичных выбросов оказываются колесные транспортные средства. Там, где они применяются, следует улучшать дорожное покрытие (оно должно легко мыться), прокладывать оптимальные маршруты, контролировать скорость, продумать расположение охлаждающих вентиляторов с таким расчетом, чтобы машины меньше загрязняли воздух пылью и выхлопными газами.
Чтобы вытяжные и приточные вентиляционные устройства, системы кондиционирования эффективно снижали уровень загрязняющих веществ в воздухе, они должны постоянно содержаться в порядке. Помимо этого необходимо обеспечить надлежащий уход за технологическим оборудованием, исключить просыпание и разливы материалов, случайные выбросы вредных веществ и загрязнителей.
Программы организации безопасной работы Стандарты делают упор на технический контроль как на средство достижения согласованности в работе. Однако эффект от контроля может быть сведен на нет неумением правильно работать, элементарным несоблюдением общего порядка, правил чистоты или личной гигиены. Работающие в разные смены на одном и том же оборудовании подчас подвергаются вредному воздействию загрязнений в разной степени - из-за различного подхода к делу, в частности к проблемам собственной безопасности и здоровья.
Программы организации безопасной работы представляют собой хорошую практику управления. Они экономически эффективны, но требуют ответственного и согласованного подхода со стороны рабочих и руководителей среднего звена. Отношение вышестоящего начальства к вопросам безопасности и здоровья сказывается на подходе к ним руководителей среднего звена. Если соответствующие профилактические меры не осуществляются, пренебрегают ими и рабочие. Поощрение правильного отношения к здоровью и безопасности может осуществляться посредством следующих шагов:
- создание атмосферы сотрудничества, коллективного участия в выполнении намеченных программ - разработка официальных программ профессионального обучения - постоянное внимания к реализации программы предприятия по обеспечению безопасности труда.
Программы организации безопасной работы нельзя просто "внедрить”. Они нуждаются в постоянном внимании, поддержке и проверке, как, например, та же система вентиляции, которая без надлежащего ухода и досмотра не будет функционировать должным образом. За эти программы ответственны и руководители, и рядовые работники. Программы должны быть созданы с целью обучить "хорошим", то есть снижающим уровень воздействия вредных факторов, методам работы, поощрять и контролировать их.
Средства индивидуальной защиты Очки с боковыми щитками, комбинезоны, специальная обувь, перчатки... - соответствующий набор средств индивидуальной защиты должен быть на каждом рабочем месте. Имеющие дело с расплавленным металлом обязаны трудиться в переднике, перчатках из кожи или другого подходящего материала, не боящегося раскаленных брызг.
Если для нейтрализации вредного воздействия пыли и газов технических мер недостаточно, необходимо применять средства защиты органов дыхания. Если уровень производственного шума чрезмерно высок, и его источники невозможно изолировать, надо пользоваться противошумными средствами. Должна быть разработана программа защиты органов слуха, подкрепляемая регулярными аудиометрическими испытаниями и обучением методам безопасного труда.
Технологические процессы
Алюминий В производстве используется скрап, содержащий алюминий, из которого получаются вторичный металлический алюминий и его сплавы. Процессы, применяемые в этом производстве, включают в себя предварительную обработку отходов, переплав, легирование и литье. В сырье, используемое при вторичном производстве, входит новый и амортизационный лом, ликвационный чугун и в небольшом количестве первичный алюминий. Новый скрап состоит из обрезков, поковок и других твердых материалов, закупленных на предприятиях авиационной промышленности, у изготовителей сборных конструкций и на других заводах. Стружка и токарная стружка - побочные продукты механической обработки отливок, стержней и поковок предприятий авиационной и автомобильной промышленности. Окалину, выгарки и шлаки получают с установок первичного восстановления, с металлоплавильных и литейных предприятий. Амортизационный лом состоит из автомобильных, самолетных деталей, предметов домашнего обихода. Переработка скрапа включает в себя следующие этапы:
- Осмотр и сортировка. Купленный алюминиевый скрап осматривают. Чистый, не требующий никакой предварительной обработки, отвозят на склад или загружают в плавильную печь. Алюминий, который нуждается в предварительной обработке, сортируют вручную. Чугун, нержавеющая сталь, цинк, латунь и негабаритные материалы удаляются. - Дробление и грохочение. Такой обработке подвергаются амортизационный лом, отливки и тонколистовой материал. Отсортированный скрап поступает на дробилку или молотковую мельницу, где измельчается. Чугун отделяется от алюминия. Раздробленный материал проходит вибрационные грохоты, с помощью которых устраняются мелкие фракции и мусор. - Пакетировка. Специальное оборудование используется для прессовки крупногабаритного алюминиевого лома - некондиционного листа, отливок, обрезков. - Измельчение /сортировка. Кабель из чистого алюминия с бандажной защитой из стали или изоляцией разрезается специальными ножницами, затем измельчается на молотковых дробилках, чтобы затем проще было отделить стальное и пластиковое покрытие от алюминия. - Прокаливание/сушка. Стружка (включая токарную) проходит предварительную обработку - с нее устраняются смазочно-охлаждающие жидкости, масла, влага и железо. Сырье измельчается в молотковой или кольцевой дробилках, вода и органические вещества испаряются во вращающейся сушилке, работающей на газе или жидком топливе. Высушенный материал просеивается, обрабатывается магнитом для удаления железа, сортируется и укладывается в короба. - Обработка горячей окалины. Алюминий можно извлечь из горячей окалины, выгружаемой из печи для рафинирования, флюсованием со смесью соль - криолит. Этот процесс происходит во вращающемся барабане, облицованном огнеупорным материалом. Металл периодически выпускается через отверстие в основании барабана. - Сухое размельчение. Холодный алюминиевый дросс и другие остатки проходят дробление, грохочение и концентрирование. В итоге получается продукт, содержащий от 60 до 70% алюминия. Шаровые, стержневые мельницы или молотковые дробилки измельчают окислы и неметаллические включения в порошок. Неиспользуемые материалы отделяются от металла просеиванием, воздушной и магнитной сепарацией. - Обжиг. Ему подвергается алюминиевая фольга с подложкой из бумаги, гуттаперчи или изоляции. В процессе обжига углеродсодержащие материалы отделяются от металла. - Ликвация алюминия. Ликвация - пирометаллургический процесс, позволяющий извлечь алюминий из отходов с высоким содержанием железа. Сырьем в этом процессе служат алюминиевый лом, содержащий железо, отливки и дросс. Обычно применяются пламенные отражательные печи с наклонным подом. Разделение происходит за счет более быстрого плавления алюминия. Он и другие легкоплавкие компоненты стекают в изложницы, сборные емкости или колодцы. Получаемый продукт называется "выпотевшие чушки ". Более тугоплавкие железо, латунь, продукты окисления, получаемые в ходе ликвации, периодически выпускаются из печи. - Плавка-рафинирование газообразным хлором в отражательной печи. Отражательная печь используется для превращения чистых отсортированных отходов, выпотевших чушек, иногда скрапа в кондиционные сплавы. После загрузки сырья вносится флюс, предотвращающий контакт расплава с воздухом (покровный флюс), затем добавляются растворяющие флюсы ( которые реагируют с неметаллическими включениями и образуют с ними нерастворимые примеси, всплывающие на поверхность в виде шлака) и нужные легирующие добавки. Демагнизация (demagging) - операция по снижению содержания магния в расплаве. Газообразный хлор вдувается через форсунки и реагирует с магнием и барботирующим алюминием. На этапе удаления шлака загрязненные полутвердые флюсы снимаются с поверхности расплава. - Плавка-рафинирование фторидом в отражательной печи. Этот процесс сходен с описанным выше за исключением того, что в нем применяется фтористый алюминий, а не хлор.
В таблице 82.8 указаны воздействия вредных факторов и средства контроля за операциями по утилизации алюминия.
Таблица 82.8 Меры защиты от вредных факторов при некоторых технологических операциях обработки алюминия
Технологическое оборудование, процессы
Вредные факторы
Меры защиты
Сортировка
Дымы при распайке с помощью горелки, содержащие свинец, кадмий
Местная вытяжная вентиляция; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания
Дробление/грохочение
Неспецифические пыль и аэрозоль, масляный туман, твердые металлические частицы, шум
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны, изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов слуха
Пакетирование
Нет данных о вредных факторах
Обжиг/сушка
Неспецифические твердые частицы (металлы, сажа, конденсированные тяжелые органические вещества и т.п.). Газы и пары с содержанием фторидов, диоксида серы, хлоридов, моно оксида углерода, углеводородов и альдегидов
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты слуха
Снятие дросса горячим способом
Некоторые пары
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны
Сухое измельчение
Пыль
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны
Обжиг
Пыль
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты слуха
Ликвация
Литейные пары и твердые частицы, неспецифические газы и пары, термическое воздействие и шум
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты слуха и дыхания
Плавление - рафинирование в отражательной печи (хлор)
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов слуха и дыхания
Плавление - рафинирование в отражательной печи (фтор)
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов слуха и дыхания
Утилизация меди При вторичном производстве меди используются отходы, содержащие этот металл и сплавы на его основе. Сырьем служат как новые отходы (металл, оставшийся после изготовления изделий), амортизационный лом (отслужившие свой срок изделия, проволока, старая водопроводная арматура и т.п.), так и богатые медью шлаки, окалина, литейная зола. Процесс состоит из следующих этапов:
- Удаление покрытия и сортировка. Отходы сортируются по проценту содержания меди и степени чистоты. Чистые могут отделяться вручную для загрузки непосредственно в плавильную печь. Компоненты черных металлов извлекаются с помощью магнитов. Изоляция и свинцовые оболочки кабелей снимаются вручную или на специальном оборудовании. - Брикетирование и дробление. Чистая проволока, тонколистовой металл, проволочные сита, стружка прессуются для более легкой обработки. Используются брикетировочные гидропрессы, молотковые дробилки и шаровые мельницы. - Измельчение. Отделение меди от изоляционных покрытий и других материалов достигается за счет измельчения сырья, в частности проводов. Измельченный материал сортируется с помощью воздушной или гидравлической сепарации с магнитным извлечением частиц черных металлов. - Мелкое дробление и гравитационное разделение. Цель этой технологической операции та же, что и у измельчения, но используются водная разделительная среда и другие исходные материалы: шлаки, окалина, съемы, литейная зола и т.п. - Сушка. В результате этой операции из сырья удаляются летучие органические примеси, например смазочно-охлаждающие жидкости и масла. - Сжигание изоляции. Проволочный скрап загружается партиями в камеры первичного сжигания и дожигания. Летучие выбросы пропускаются через пылеуловители с тканевыми фильтрами. Образуются неспецифические твердые макрочастицы, содержащие глину и окислы металлов, газы и пары (окислы азота, двуокись серы, хлориды, окись углерода, углеводороды и альдегиды). -Выпотевание. Удаление из скрапа легкоплавких компонентов происходит за счет нагревания до температуры, которая ненамного превышает точку плавления выпотеваемых металлов. -Выщелачивание с карбонатом аммония. Медь можно извлечь из сравнительно чистых отходов выщелачиванием, растворением в щелочном растворе карбоната аммония. Ионы двухвалентной меди в аммиачном растворе реагирует с металлической медью с образованием ионов одновалентной меди, которые повторно окисляются до двухвалентного состояния кислородом воздуха. После отделения неочищенного раствора от щелочного остатка, окись меди извлекается перегонкой с водяным паром. -Паровая дистилляция. При кипении выщелоченного материала, полученного в процессе выщелачивания карбоната, медная окись выпадает в осадок. Затем ее высушивают. -Гидротермическое водородное восстановление. Раствор карбоната аммония, содержащий ионы меди, нагревается под давлением в водороде, медь при этом выпадает в осадок в виде порошка. Медь отфильтровывается, промывается, высушивается и спекается в атмосфере водорода. Порошок размалывается и просеивается. -Выщелачивание серной кислотой. Отходы меди растворяются в горячей серной кислоте. Образуется раствор сульфата меди, который подается на электролиз. После вываривания, не растворившийся осадок отфильтровывается. -Плавка в конвертере. Расплавленная черная медь загружается в конвертер, представляющий собой грушеобразную или цилиндрическую стальную оболочку, облицованную изнутри огнеупорным кирпичом. Воздух задувается в жидкую завалку через сопла, называемые фурмами. Он окисляет сульфид меди и другие металлы. Добавляется флюс, содержащий кремнезем, который реагирует с окислами железа, образуя силикатный шлак. Этот шлак удаляется из печи (обычно печь для этого наклоняют). Затем продувка и скатывание шлака повторяются. Полученная медь называется черновой. Она обычно очищается потом в печи огневого рафинирования. -Огневое рафинирование. Этот процесс проходит в цилиндрической наклонной печи, похожей на отражательную. Рафинирования начинается в окислительной атмосфере. Затем примеси удаляются и за счет добавления свежего лесоматериала или природного газа создается восстановительная атмосфера. Полученный расплавленный металл отливается как анод, если предстоит рафинирование электролизом. -Электролитическое рафинирование. Аноды, полученные при огневом рафинировании, помещают в резервуар с серной кислотой. Под действием постоянного тока ионы меди осаждаются на основном катодном листе из чистой меди. По мере того как аноды растворяются в электролите, примеси оседают на дно электролизера в виде шлама. Шлам подвергают дополнительной обработке для извлечения других ценных металлов. Полученная катодная медь плавится и отливается в различные фасонные изделия.
В таблице 82.9 указаны вредные воздействия и средства контроля за операциями по утилизации меди.
Таблица 82.9 Меры защиты от вредных факторов при некоторых технологических операциях обработки меди
Технологическое оборудование, процессы
Вредные факторы
Меры защиты
Удаление покрытия и сортировка
Вещества, загрязняющие воздух при работе с материалом, а также при распайке или резке лома
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны
Брикетирование и дробление
Неспецифические пыль и аэрозоль, масляный туман, твердые металлические частицы, шум
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны, изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов слуха и дыхания
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны, изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов слуха и дыхания
Размалывание и гравитационное разделение
Неспецифическая пыль, твердые металлические частицы флюса, шлака и изгари; шум
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны, изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов слуха и дыхания
Сушка
Неспецифические твердые частицы (металлы, сажа, конденсированные тяжелые органические вещества и т.п.); газы и пары с содержанием фторидов, диоксида серы, хлоридов, моно оксида углерода, углеводородов и альдегидов
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов слуха и дыхания
Сжигание изоляции
Неспецифические твердые частицы (глина, оксиды металлов); газы и пары с содержанием фторидов, диоксида серы, хлоридов, моно оксида углерода, углеводородов и альдегидов
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания
Ликвация
Литейные пары и твердые частицы, неспецифические газы, пары и твердые частицы
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов слуха и дыхания
Выщелачивание смеси карбоната аммония и карбамата аммония
Аммоний
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания
Паровая дистилляция
Аммоний
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; очки с боковыми защитными щитками
Гидротермическое измельчение в присутствии водорода
Аммоний
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания
Сернокислое выщелачивание
Сернокислые туманы
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны
Конвертерная плавка
Летучие металлы, шум
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания и слуха
Утилизация свинца Сырье для получения вторичного свинца зачастую требует переработки перед загрузкой в плавильную печь. Следует отметить, что опасность контакта со свинцовой пылью, ее вдыхания на территории предприятий по утилизации этого металла подстерегает человека повсюду. В этом разделе рассматриваются меры контроля и методы работы, помогающие ограничить опасное воздействие свинца.
Автомобильные аккумуляторные батареи Заметную долю сырья предприятий по переплавке вторичного свинца составляют отработавшие свое аккумуляторы. Примерно половина их массы утилизируется в процессе плавки и рафинирования. В конструкции почти 90% автомобильных аккумуляторов используются корпуса и внутренние емкости из полипропилена. Этот материал, обладающий высокой хозяйственной ценностью, тоже возвращается в хозяйственный оборот почти на всех заводах по переработке вторичного свинца. Большинство технологических процессов на них сопровождается выделением металлических паров, в частности свинца и сурьмы.
При разрушении и дроблении аккумуляторных батарей из-за наличия мышьяка или сурьмы, используемых как отвердители в металле сетки, образуется арсин или стибин, выделяется также незначительное количество водорода.
Чаще всего аккумуляторы разрушаются с помощью:
1. скоростной пилы 2. тихоходной пилы 3. резки ножницами 4. раздробления (дробилка типа Сатурн или шредер, молотковая дробилка).
Первые три способа связаны со срезанием верхней части аккумулятора. Затем отделяется комплекта пластин - свинцовосодержащего материала. Четвертый способ, при котором аккумулятор не разбирается, завершается гравитационным разделением компонентов.
Разделка аккумулятора происходит после того, как батареи разрушены, чтобы материал, содержащий свинец, можно было отделить от материала корпуса. При удалении корпуса возникает кислотный туман. Наиболее широко используются следующие методы:
- Ручной способ. Он применяется большинством переработчиков вторичного свинца на небольших и средних плавильных заводах. После того как аккумулятор пройдет через пилу или ножницы, комплекты пластин, верхние части, корпуса вручную раскладывают по кучам, а затем грузят на транспортер. - Вращающийся барабан. Батареи без верхних частей помещаются в барабан, при медленном вращении которого комплекты пластин сбрасывают вниз и проваливаются через щели, а корпуса собираются на выходе барабана. Пластмассовые и резиновые части аккумуляторов подвергаются дальнейшей обработке после отделения от материалов, содержащих свинец. - Процесс погружения - всплытия. Его обычно используют совместно с дроблением аккумуляторов в молотковой мельнице. Массу полученного материала (осколки пластин и корпусов) помещают в резервуары, заполненные водой. Свинцовосодержащая составляющая опускается на дно и удаляется шнеком или цепью шлеппера, остальное плавает и собирается с поверхности. Многие промышленные аккумуляторы, закупаемые в качестве сырья, имеют стальные корпуса. Для их разделки применяют газовые резаки или ручные газовые пилы.
Другие закупаемые свинцовосодержащие отходы К их числу относятся: скрап с заводов - изготовителей аккумуляторов, окалина, образующаяся при рафинирования свинца, скраповый металлический свинец - например, линотипный шрифт, оболочки кабелей и остатки тетраэтилсвинца. Эти отходы непосредственно загружают в плавильные печи или смешивают с другими шихтовыми материалами.
Обработка сырья и его транспортировка Погрузо-разгрузочные работы, транспортировка и хранение сырья - существенные составляющие технологического процесса. Материалы перемещаются вильчатыми и фронтальными погрузчиками, механическими конвейерами (винтовыми, ковшовыми, ленточными). Основным при транспортировке материалов на предприятиях по переработке вторичного свинца является передвижное оборудование.
Перечислим некоторые распространенные способы транспортировки: системы ленточных конвейеров для подачи в печь материала (со склада до загрузочной площадки); винтовые конвейеры для перемещения колошниковой пыли (от фильтров до агломерационной печи или склада), ковшовые элеваторы и цепи шлепперов.
Плавка По ходу плавильных операций в шахтной или отражательной печи из шихты получают металлический свинец.
Шахтные печи загружаются свинцовосодержащим материалом, известняковым коксом (топливо) и чугуном (флюс). Они подаются по верхней части шахты печи или через завалочное окно вблизи колошника. С работой шахтной печи связаны такие вредные факторы: пары металлов и макрочастицы (свинец и сурьма), высокая температура, шум, окись углерода. Используются разнообразные механизмы: скиповые подъемники (самые распространенные устройства для транспортировки шихты), вибрационные воронки, ленточные конвейеры, ковшовые элеваторы и т.д.
Операция выпуска из шахтной печи представляет собой удаление расплавленного свинца и шлака в изложницы или ковши. Иногда металл выпускают в котел-сборник, в котором он остается в расплаве для рафинирования.
Для поддержания процесса горения в шахтную печь через фурмы вдувается воздух. Фурмы иногда начинают заполняться настылем, и их необходимо пробивать стальным стержнем, чтобы не засорились.
Отражательные печи заполняются свинцовосодержащим сырьем с помощью загрузочного устройства. В индустрии вторичного свинца такие печи имеют, как правило, подвесной арочный или упругий свод, выложенный из огнеупорного кирпича. Многие загрязнения и физические опасности, связанные с отражательными печами, сходны с теми, что у шахтных печей.
Выпуск металла из отражательных печей тоже в значительной степени аналогичен этой операции на домне.
Рафинирование Рафинирование вторичного свинца ведется в котлах или тиглях с косвенным нагревом. Металл из плавильных печей обычно плавится в котле, затем содержание рассеянных элементов регулируется для получения требуемого сплава. Получаемые продукты - мягкий (чистый) свинец и различные сплавы твердого (сурьмянистого) свинца.
Практически на всех операциях по рафинированию вторичного свинца применяются ручные способы внесения легирующих материалов и удаления шлака. Шлак отводится к краю котла и удаляется ковшом или большим черпаком в контейнер.
В таблице 82.10 указаны вредные воздействия и средства контроля за операциями по утилизации свинца.
Таблица 82.10 Меры защиты от вредных факторов при некоторых технологических операциях обработки свинца
Технологическое оборудование, процессы
Вредные факторы
Меры защиты
Транспортные средства
Свинцовая пыль на дорогах, разбрызгивание воды с содержанием свинца
Обеспечить защитное ограждение вокруг транспорта, его воздушную очистку, промывку водой и постоянное поддержание во влажном состоянии. Важно соответствующим образом настроить операторов на предельную осторожность в работе
Конвейеры
Свинцовая пыль
Желательно оборудовать ленточные конвейерные системы с ременными шторками, удалять пыль через пылепроводы
Утилизация корпусов аккумуляторных батарей
Свинцовая пыль, кислотный туман
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны
Подготовка загрузки
Свинцовая пыль
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны
Шахтная печь
Литейные газы и твердые частицы (свинец, сурьма), термическое воздействие и шум, моно оксид углерода
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов слуха и дыхания
Отражательная печь
Литейные газы и твердые частицы (свинец, сурьма), термическое воздействие и шум
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; изоляция источника шума; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания и слуха
Рафинирование
Частицы свинца и, возможно, сплавы металлов и флюса, шум
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; использование индивидуальных средств защиты органов слуха
Разливка
Частицы свинца и, возможно, сплавы металлов
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны
Утилизация цинка Предприятия по утилизации вторичного цинка используют новую обреки, шлак и огарки, изгарину после литья под давлением, шлаки из цинковальных ванн, колошниковую пыль и химические остатки. Большая часть новых обрабатываемых отходов - сплавы на основе цинка и меди из ванн для горячего цинкования и тиглей для литья под давлением. В категорию амортизационного скрапа входят старые гравировальные клише, отливки, полученные литьем под давлением, прутковый скрап и брак литейного производства. Используются следующие процессы:
- Отпотевание в отражательных печах. Отпотевательные печи применяются для отделения цинка от других металлов путем контроля температуры. Сырьем служат отходы продуктов литья под давлением, например автомобильные решетки и пластинки для номерных знаков, цинковая окалина или остатки. Отходы загружаются в печь, добавляется флюс и содержимое плавится. Тугоплавкие компоненты удаляются и расплавленный цинк направляется на последующую обработку, например рафинирование или легирование, либо к сборным чанам. Вредные загрязнения таковы: металлические - цинк, алюминий, медь, железо, свинец, кадмий, марганец и хром, а также окислы серы, хлориды и фтористые соединения. - Отпотевание во вращающейся печи. В этом процессе отходы цинка, продукты литья под давлением, остатки и шлак загружаются в пламенную печь прямого нагрева и расплавляются. Неплавкий материал удаляется. Металлический цинк собирается в котлах. Затем он направляется на возгонку или легирование. Загрязнения такие же, как и при отпотевании в отражательных печах. - Отпотевание в муфельных печах и котлах (тигле). В этих процессах исходные материалы загружаются в муфельную печь и там отпотевают. Отпотевший цинк направляется на рафинирование или легирование. Остаток удаляется качающимся ситом, отделяющим дросс от шлака. Загрязнения сходны с теми, что получаются при отпотевании в отражательных печах - Дробление / грохочение. Остатки цинка размельчаются в порошок или дробятся, чтобы разрушить физические связи между металлическим цинком и загрязненными флюсами. Измельченный материал разделяется на стадии грохочения или пневмосортировки. В результате получается окись цинка и небольшое количество тяжелых металлов и хлоридов. - Выщелачивание с карбонатом натрия. Скрап дробят и промывают, затем подвергают химической обработке для выщелачивания цинка и превращения его в окись цинка. Водная часть обрабатывается углекислым натрием, при этом цинк выпадает в осадок. После высушивания и прокаливания из него получают черновую окись цинка. Потом она восстанавливается до металлического цинка. Сопутствующие загрязнители - соли цинка. - Плавка в котле, тигле, отражательной печи, индукционная плавка. Скрап загружается в печь, вносятся флюсы. Расплав перемешивается, чтобы образовался шлак, который удаляют с поверхности. Металлический цинк разливается в ковши или изложницы. При этом образуются пары окислов цинка, аммиак и хлористый аммоний, хлористый водород и хлорид цинка. - Легирование. Цель - получение сплавов цинка из предварительно обработанного скрапа путем подачи в котел для рафинирования флюсов и легирующих добавок в твердом или расплавленном виде. Расплав перемешивается, шлак удаляется, и из металла отливаются изделия различного профиля. Вредные факторы: макрочастицы, содержащие цинк, легирующие металлы, хлориды, неспецифические газы и пары, а также высокая температура. - Дистилляция в муфельной печи. Этот процесс используется для извлечения цинка из сплавов и производства чистых цинковых слитков. Он ведется в полунепрерывном режиме и включает в себя загрузку расплавленного цинка из плавильного тигля или выпотной печи в муфельную секцию, выпаривание цинка, его сгущение и выпуск из конденсатора в изложницы. - Дистилляция и окисление в реторте,дистилляция и окисление в муфеле. Получаемый продукт - окись цинка. При этом методе обходятся без конденсатора и добавляют воздух для горения. Пары выбрасываются в воздушный поток, происходит самовозгорание внутри наполненной парами камеры, выложенной огнеупором. Продукт уносится дымовыми газами и избыточным воздухом в камеру мешковой газоочистки, где и собирается. Избыточный воздух обеспечивает полное окисление и охлаждение. Вредные факторы, возникающие при дистилляции: пары окиси цинка, твердые частицы металлов и окиси серы.
В таблице 82.11 указаны вредные воздействия и средства контроля за операциями по утилизации цинка.
Таблица 82.11 Меры защиты от вредных факторов при некоторых технологических операциях обработки цинка
Технологическое оборудование, процессы
Вредные факторы
Меры защиты
Ликвация (отражательная печь)
Твердые частицы с содержанием цинка, алюминия, меди, железа, свинца, кадмия, марганца и хрома; загрязнение флюсом, оксидом серы, хлоридами и фторидами
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости
Ликвация (карусельная печь)
Твердые частицы с содержанием цинка, алюминия, меди, железа, свинца, кадмия, марганца и хрома; загрязнение флюсом, оксидом серы, хлоридами и фторидами
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости
Ликвация (муфельная печь, горшковая печь)
Твердые частицы с содержанием цинка, алюминия, меди, железа, свинца, кадмия, марганца и хрома; загрязнение флюсом, оксидом серы, хлоридами и фторидами
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны
Дробление/грохочение
Оксид цинка, незначительное количество тяжелых металлов, хлориды
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны
Пары оксида цинка, аммиак, хлорид аммиака, хлорид водорода, хлорид цинка
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости
Легирование
Твердые частицы с содержанием цинка, сплавляемых металлов, хлоридов; неспецифические газы и пары; термическое воздействие
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости
Пары оксида цинка, частицы других металлов, оксид серы
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости
Дистилляция (сопротивление графитового стержня)
Пары оксида цинка, частицы других металлов, оксид серы
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости
Утилизация магния Амортизационный лом представляет собой пришедшие в негодность части автомобилей и самолетов, офсетные формные пластины, а также некоторые шламы от первичной плавки магния. Новые отходы - обрезки, стружка, изгарина, шлаки, бракованная продукция, в частности листопрокатных цехов. Самая большая опасность при обработке магния - возникновение пожара: небольшие частицы металла легко воспламеняются от любой искры.
- Ручная сортировка применяется для отделения магния и его сплавов от других металлов. Скрап разбирают и сортируют по весу. - Плавка в открытом тигле. Этот процесс используется для отделения магния от загрязнений. Скрап нагревают и вносят флюс, состоящий из смеси кальция, натрия и хлоридов калия. Расплавленный магний затем превращают в слитки.
В таблице 82.12 указаны вредные воздействия и средства контроля за операциями по утилизации магния.
Таблица 82.12 Меры защиты от вредных факторов при некоторых технологических операциях обработки магния
Технологическое оборудование, процессы
Вредные факторы
Меры защиты
Сортировка лома
Пыль
Промывка водой
Процесс плавки в горшковой печи
Пары и пыль, высокая потенциальная пожароопасность
Местная вытяжная вентиляция, общая вентиляция технологической зоны, повышенная осторожность в работе
Разливка
Пыль и пары, термическое воздействие, высокая потенциальная пожароопасность
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости
Утилизация ртути Основные источники вторичной ртути - амальгамы для зубных пломб, отработавшие ртутные аккумуляторы и приборы, шламы от электролитических процессов, в которых этот металл используется как катализатор, материалы с демонтированных заводов по производству хлора и щелочи. Весь исходный материал может загрязнять воздух опасными парами.
- Дробление. Эта операция позволяет отделить остаточную ртуть от металлических, пластмассовых и стеклянных емкостей. Загрязненная жидкая ртуть направляется на фильтрацию. - Фильтрация. Нерастворимые примеси удаляются, осаживаясь на фильтрующей среде. Очищенная ртуть поступает на окисление, а твердые отходы, которые не проходят через фильтры, направляются на перегонку в ретортную печь. - Перегонка в вакууме. Вакуумная перегонка применяется для очистки загрязненной ртути, если давление паров загрязнений значительно ниже давления паров ртути. Ртуть испаряется в нагревательном тигле, пары поступают на конденсатор с водяным охлаждением. Конденсированная чистая ртуть собирается и разливается во флаконы. Осадки из нагревательного тигля отправляются в реторту для извлечения незначительного количества металла, который не был добыт во время вакуумной перегонки. - Очистка в растворе. Путем промывания необработанной жидкой ртути, разбавленной кислотой, устраняют металлические и органические загрязнения. Этапы операции таковы: выщелачивание сырой жидкой ртути разбавленной азотной кислотой, чтобы отделить металлические примеси; перемешивание кислоты с ртутью сжатым воздухом; фильтрование, позволяющее отделить ртуть от кислоты; промывка водой - для устранения остаточной кислоты; фильтрование ртути в среде, например, активированного угля или селикагеля - для удаления последних следов влажности. Вредные факторы: ртутные пары, растворители и органические химикалии, кислотный туман. - Окисление. С его помощью очищают отфильтрованную ртуть от металлических примесей. Процесс состоит из двух этапов - барботирования и фильтрования. Загрязненная ртуть перемешивается с воздухом в закрытом резервуаре, где происходит окисление примесей. После барботажа ртуть пропускается сквозь слой древесного угля, задерживающего твердые окиси металлов. - Перегонка в реторте. Цель - получение чистой ртути путем выпаривания ее из твердых отходов. Сначала скрап в закрытом дистилляторе или ряде тарелок нагревается внешним источником тепла. Полученные пары ртути подаются на конденсатор, охлаждаемый водой. Конденсированный жидкий металл поступает в сборный чан.
В таблице 82.13 указаны вредные воздействия и средства контроля за операциями по утилизации ртути.
Утилизация никеля Основное сырье для утилизации никеля - сплавы на его основе. Амортизационный лом - негодные части машин и самолетов, новый лом - тонколистовой скрап, токарная стружка и твердые материалы, являющиеся побочными продуктами при производстве изделий из сплавов.
- Сортировка. Содержащие никель отходы отделяются от прочего материала вручную. При сортировке возможно вредное воздействие пыли. - Обезжиривание. Скрап обезжиривается с помощью трихлорэтилена. Фильтрованием или центрифугированием отделяют отходы никеля. Отработанный раствор трихлорэтилена и смазки проходит через систему регенерации. Основная опасность - контакт с растворителем. - Плавильная печь (вращающаяся отражательная или дуговая электропечь). В расплавленный скрап вносится восстановитель - обычно известь. Полученный металл отливается в формы или направляется в реактор для дополнительной очистки. Вредные факторы: пары, пыль, шум и высокая температура. - Рафинирование. Расплавленный металл подается в реактор, куда добавляют твердый скрап и чушковый никель, а затем известь, кремнезем и следом легирующие материалы - марганец, ниобий или титан. Так получают сплав заданного состава. Вредно воздействие паров, пыли, шума и высокой температуры. - Получение слитков. Расплавленный металл из плавильной печи или реактора для рафинирования разливают в изложницы. После остывания извлекают слитки. Вредные факторы: высокая температура и пары металлов.
Опасные воздействия и средства контроля за операциями по утилизации никеля приведены в таблице 82.14.
Таблица 82.14 Меры защиты от вредных факторов при некоторых технологических операциях обработки никеля
Технологическое оборудование, процессы
Вредные факторы
Меры защиты
Сортировка
Пыль
Местная вытяжная вентиляция и замена растворителей
Обезжиривание
Растворители
Местная вытяжная вентиляция и замена растворителей, и/или регенерация; общая вентиляция технологической зоны
Плавка
Пары, пыль, шум, термическое воздействие
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания и слуха
Рафинирование
Пары, пыль, термическое воздействие, шум
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания и слуха
Разливка
Термическое воздействие, литейные газы
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости
Утилизация благородных металлов Сырьем для производства благородных металлов служит как амортизационный так и новый лом. Амортизационный представляет собой электронные блоки устаревшего военного и гражданского оборудования, стоматологические отходы. Новый скрап - отходы производства изделий из золота, серебра, платины и палладия.
- Ручная сортировка и размельчение. Скрап благородных металлов сортируют вручную, размельчают в молотковых дробилках. Основной вредный фактор - шум. - Сжигание загрязнителей. Отсортированный скрап обрабатывают огнем, чтобы удалить бумагу, пластик и жидкие органические загрязнители. Вредные факторы: органические химикалии, дым, газы и пыль. - Шахтная плавка. Обработанный скрап загружается в печь вместе с коксом, флюсом и окислами металлов утилизированного шлака. Расплав ошлаковывается, получается черная медь, которая содержит благородные металлы. Опасны пыль и шум. - Плавка в конвертере. Этот процесс предназначен для дальнейшей очистки черной меди - продуванием воздуха через расплав. Шлак с металлическими примесями утилизируются в шахтной печи. Медный сплав, содержащий благородные металлы, отливается в изложницы. - Электролитический аффинаж. Медный слиток служит анодом при электролизе. Чистая медь оседает на катоде, благородные металлы опускаются на дно электролизера и собираются как шлам. В качестве электролита используется сульфат меди. Вредно воздействие кислотных паров. - Химическая очистка. С ее помощью из шлама извлекают отдельные благородные металлы. Для получения серебра и золота используются цианиды. Эти металлы можно также извлечь из сырья, растворив его в царской водке (aqua regia) или азотной кислоте, а затем осадив сульфатом железа или хлоридом натрия. Металлы платиновой группы получают из осадков, полученных после растворения исходного материала в расплавленном свинце, который обрабатывают азотной кислотой. Осадки благородных металлов плавят или прокаливают, чтобы собрать золото и серебро в виде зерен, а платину в виде губки. Вредно воздействие кислоты.
Вредные факторы и средства контроля приведены по отдельным операциям в таблице 82.15 ( см. также Плавка и рафинирование золота).
Таблица 82.15 Меры защиты от вредных факторов при некоторых технологических операциях обработки благородных металлов
Технологическое оборудование, процессы
Вредные факторы
Меры защиты
Сортировка и измельчение
Повышенный шум при работе молотковой дробилки
Шумопоглощающий материал; использование индивидуальных средств защиты органов слуха
Сжигание отходов
Органические вещества, газообразные продукты сгорания и пыль
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны
Плавка в шахтной печи
Пыль, шум
Местная вытяжная вентиляция и использование индивидуальных средств защиты органов слуха и дыхания
Электролитическое рафинирование
Кислотный туман
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны
Химическое рафинирование
Кислота
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; использование индивидуальных средств защиты - кислотостойкой одежды, предохранительные очки (от химреагентов), защитный щиток
Утилизация кадмия Амортизационный скрап - плакированные кадмием детали выброшенных автотранспортных средств, судов, домашних электроприборов, металлических изделий и крепежа, кадмиевых аккумуляторов, контактов переключателей и реле и кадмий содержащие сплавы. Новый скрап - отходы металлообрабатывающего производства.
- Предварительная обработка. Предварительная обработка отходов включает в себя обезжиривание паров легированного сплава. Пары, образовавшиеся в результате нагрева утилизирующих растворителей, проходят через резервуар со скрапом. Жир конденсируется и отделяется, а растворитель используется повторно. Вредные факторы: кадмиевая пыль и растворители. - Плавка / очистка. Предварительно обработанные отходы сплава или кадмиевый скрап обрабатываются, чтобы устранить любые примеси и получить сплав кадмия или элементарный кадмий. Опасно воздействие масляных и газообразных продуктов горения, цинковой и кадмиевой пыли. - Перегонка в реторте. Обезжиренный сплав отходов загружают в реторту и нагревают, пока не образуются пары кадмия, которые собираются с помощью конденсатора. Конденсированный металл готов к литью. Возможно вредное воздействие кадмиевой пыли. - Плавление/обесцинкование. Металлический кадмий расплавляют в тигле. Для удаления цинка добавляют флюсы и хлорирующие вещества. Потенциально опасны пары и пыль кадмия и цинка, хлорид цинка, хлор, хлористый водород и высокая температура. - Литье. При отливке получается требуемый ассортимент изделий из очищенного сплава кадмия или металлического кадмия. Вредные факторы: пары кадмия, пыль, высокая температура.
Опасные воздействия во время процессов утилизации кадмия и необходимые средства контроля приведены в таблице 82.16.
Таблица 82.16 Меры защиты от вредных факторов при некоторых технологических операциях обработки кадмия
Технологическое оборудование, процессы
Вредные факторы
Меры защиты
Обезжиривание лома
Растворители и кадмиевая пыль
Местная вытяжная вентиляция и замена растворителей
Плавка/ рафинирование сплавов
Продукты сгорания мазута и газа; цинковые пары; кадмиевые пары и пыль
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания
Ретортная дистилляция
Кадмиевые пары
Местная вытяжная вентиляция; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания
Плавка/ обесцинкование
Кадмиевые пары и пыль; цинковые пары и пыль; хлорид цинка; хлор; хлористый водород; температурное напряжение
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания
Разливка
Кадмиевые пары и пыль; термическое воздействие
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания
Утилизация селена Сырьем служат цилиндры ксерокопировальных машин и отходы производства селеновых выпрямителей. Селеновая пыль может присутствовать повсюду. Дистилляция и плавка в ретортных печах сопровождаются выделением дымов, газов и пыли, сопровождается шумом. При рафинировании вреден кислотный туман и сернистый газ. При литье возможно появление металлической пыли (см. таблицу 82.17). Процессы утилизации следующие:
- Предварительная обработка скрапа. Селен отделяется механическим способом, например, с помощью молотковой дробилки или дробеструйной очисткой. - Плавка в реторте. Обработанные отходы очищаются и концентрируются, селен отделяется от примесей путем дистилляции расплавленного скрапа в ретортной печи. - Очистка. Селеновый скрап очищается при выщелачивании подходящим растворителем (например, водным сульфитом натрия). Нерастворимые примеси удаляются фильтрацией, а фильтрат обрабатывается, чтобы селен выпал в осадок. - Дистилляция. Селен расплавляется, дистиллируется, его пары конденсируются. Расплав поступают на операцию по получению окончательного продукта. - Закалка. Эта операция позволяет получить очищенный гранулированный и порошковый селен. Расплав используется для производства селена в гранулах, которые затем высушиваются. Порошковый селен получают аналогично, за исключением лишь того, что закалке подвергаются пары селена, а не его расплав. - Литье. Разливая расплавленный селен в изложницы, получают слитки и другие фасонные изделия.
Утилизация кобальта Кобальт содержат отходы шлифования абразивами из сверхтвердых сплавов, стружка и изношенные детали двигателей, лопатки турбин.
- Ручная сортировка. Отходы сортируются вручную - компоненты с кобальтовой и никелевой основой отделяются от материалов, не подлежащих обработке. Операция связана с образованием пыли. - Обезжиривание. Отсортированные грязные отходы загружают в установку для обезжиривания, где циркулируют пары перхлорэтилена. Этот растворитель удаляет смазку и масло. Смесь паров затем конденсируется для извлечения растворителя. Вредно воздействие перхлорэтилена. - Обдувка. Для удаления грязи, окислов и ржавчины, обезжиренные отходы обдуваются дробью или металлическим порошком. Может быть опасна пыль (в зависимости от того, какой материал используется для обдувки). - Травление и химическая обработка. Отходы от обдувки обрабатываются кислотами, чтобы устранить остаточную коррозию и окисные загрязнители. Вредный фактор - кислотные туманы. - Вакуумная плавка. Очищенный скрап загружают в вакуумную печь и подвергают электродуговой или индукционной плавке. Опасен контакт с тяжелыми металлами. - Литье. Жидкий сплав разливается в формы. Возможен тепловой стресс.
См. таблицу 82.18, где указаны вредные воздействия и средства контроля за утилизацией кобальта.
Таблица 82.18 Меры защиты от вредных факторов при некоторых технологических операциях обработки кобальта
Технологическое оборудование, процессы
Вредные факторы
Меры защиты
Ручная сортировка
Пыль
Промывка водой
Обезжиривание
Растворители
Регенерация растворителя; местная вытяжная вентиляция и замещение растворителей
Обдувка дробью
Пыль, токсичность в зависимости от используемой дроби
Местная вытяжная вентиляция; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания и предотвращения травм
Травление и химическая обработка
Кислотный туман
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; использование индивидуальных средств защиты органов дыхания
Вакуумная плавка
Тяжелые металлы
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны
Разливка
Тепловое воздействие
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости
Утилизация олова Главное сырье - луженые стальные обрезки, отходы от производства металлической тары, отбракованные на сталелитейных заводах змеевики, шлаки и шлам, изгарь и шлам от припоев, использованная бронза и бронзовые отходы. Основные вредные факторы: оловянная пыль и кислотные туманы.
- Обезалюминирование. Для выщелачивания алюминия из лома жестяной консервной тары используется горячий гидроксид натрия. При контакте с ним происходит отделение раствора алюмината натрия от остатка скрапа. Алюминат натрия подается на очистку - для извлечения растворимого олова. - Приготовление шихты. Это механическая операция, состоящая в смешивании материалов, шлаков и шламов со значительным содержанием олова. - Химическоеудаление олова. Олово извлекают из деалюминированного или неочищенного скрапа путем добавления горячего раствора гидроксида натрия или нитрита натрия. Когда удаление оловянного покрытия завершится, раствор подается на рафинирование /отливку. Скрап, с которого снято оловянное покрытие, промывается. - Плавка дросса. Эта операция применяется для частичной очистки шлаков и получения нерафинированного печного металла путем расплавления шихты, выпуска чернового металла, штейна и шлаков. - Выщелачивание пыли и фильтрация. Выщелачиванием серной кислотой колошниковая пыль освобождается от содержащегося в ней цинка и хлора. Образовавшаяся смесь фильтруется, чтобы кислота, цинк и хлор отделились от выщелоченной пыли. Пыль просушивается, а насыщенный оловом и свинцом материал вновь вовлекается в процесс приготовления смеси. - Осаждение и фильтрация через пластинчатый фильтр. Это - очистка раствора станната натрия, получаемого при химическом удалении олова. Примеси - ртуть, медь, кадмий, железо, кобальт и никель осаждаются в виде сульфидов. Испарение, центрифугирование. Станнат натрия, находящийся в очищенном растворе, концентрируется в результате испарения, кристаллизация станната натрия и его извлечение осуществляются центрифугированием. - Электролитическое рафинирование. Процесс заключается в пропускании раствора станната натрия через электролизеры, удалении катодов после осаждения олова и снятии его с катодов. - Подкисление и фильтрация. Из очищенного раствора станната натрия получают гидроксид олова, который может быть либо обработан для получения безводной окиси, либо расплавлен с выходом элементарного олова. Гидроксид нейтрализуется серной кислотой и фильтруется. - Огневое рафинирование. Из катодного олова получают очищенное. Исходный материал расплавляют, примеси в виде шлака и окалины удаляют. Из чистого метала делают слитки. - Плавка. Ее используют, когда электролитическая очистка невозможна. Олово получают из гидроксида олова восстановлением. Шлаки снимаются, расплавленный металл разливается в формы. - Обжиг. По ходу этого процесса гидроокись олова превращается в безводную окись олова. Гидрат прокаливается, окись олова отделяется и упаковывается. - Рафинирование в котле. Это - горячая очистки чернового металла. Операция включает в себя: загрузку материала в предварительно подогретый котел; осушку окалины - для удаления примеси в виде шлака и штейна; флюсование серой, чтобы удалить медь как штейн; флюсование алюминием - для устранения сурьмы и литье расплавленного металла в формы.
См. таблицу 82.19, где обобщаются данные о вредных воздействиях и средствах контроля за утилизацией олова.
Таблица 82.19 Меры защиты от вредных факторов при некоторых технологических операциях обработки олова
Технологическое оборудование, процессы
Вредные факторы
Меры защиты
Обезалюминирование
Гидроксид натрия
Местная вытяжная вентиляция; использование индивидуальных средств защиты (предохранительные очки от химреагентов, щиток)
Порционное смешивание
Пыль
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны
Химическое удаление олова
Каустик
Местная вытяжная вентиляция; использование индивидуальных средств защиты (предохранительные очки, защитная маска)
Переплав дросса
Пыль и термическое воздействие
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха, употребление необходимого количества жидкости
Выщелачивание и фильтрация пыли
Пыль
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны
Осаждение и фильтрация (формовочная лопатка)
Не определены
Не определены
Испарение центрифугированием
Не определены
Не определены
Электролитическое рафинирование
Кислотный туман
Местная вытяжная вентиляция; использование индивидуальных средств защиты (предохранительные очки, щиток)
Подкисление и фильтрация
Кислотный туман
Местная вытяжная вентиляция; использование индивидуальных средств защиты (предохранительные очки, защитная маска)
Огневое рафинирование
Термическое воздействие
Рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха; использование индивидуальных средств защиты
Плавка
Газообразные продукты сгорания, пары и пыль, термическое воздействие
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха; использование индивидуальных средств защиты
Кальцинирование
Пыль, пары, термическое воздействие
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха; использование индивидуальных средств защиты
Котловое рафинирование
Пыль, пары, термическое воздействие
Местная вытяжная вентиляция и общая вентиляция технологической зоны; рациональное чередование работы при повышенной температурной нагрузке и отдыха; использование индивидуальных средств защиты
Утилизация титана Оборотный лом образуется при производстве титановых изделий (кромочные листовые обрезки, опилки, стружка) и в результате механического измельчения негодных изделий из этого металла. Этапы утилизации следующие :
- Обезжиривание. Габаритный лом обрабатывается испаряющимся органическим растворителем (например, трихлорэтиленом) для удаления смазки и масел. Растворитель используется, пока не потеряет способность обезжиривать (отработанный может быть регенерирован). Лом обезжиривают также паром и моющими средствами. - Травление. Окалина образовавшаяся в процессе обезжиривания удаляется посредством выщелачивания раствором соляной и фтористоводородной кислот. Отходы кислотной обработки промываются водой и высушиваются. - Электрорафинирование. Это - процесс предварительной обработки отходов титана, их электролитической очистки в расплавленной соли. - Плавка. Обработанные титановые отходы и легирующие добавки (алюминий, ванадий, молибден, олово, цирконий, палладий, ниобий и хром) расплавляются в вакуумной электропечи. В результате получают сплав заданного состава. - Литье. Расплавленный титан разливают в изложницы для получения слитков.
Средства контроля за вредными воздействиями в процессе утилизации титана названы в таблице 82.20.
; кислотный туман