|                           | АВТОМОБИЛЕЙ | автомобилями | деталей | отходов | детали | материалов | Логотипы транспортных компаний |
  • УТИЛИЗАЦИЯ АВТОМОБИЛЕЙ И АВТОКОМПОНЕНТОВ
  • ОГЛАВЛЕНИЕ
  • УТИЛИЗАЦИЯ ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ
  • УТИЛИЗАЦИЯ ИЗНОШЕННЫХ АВТОПОКРЫШЕК И РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
  • УТИЛИЗАЦИЯ ОТРАБОТАННЫХ МОТОРНЫХ МАСЕЛ
  • ПЕРЕРАБОТКА ТЕКСТИЛЬНЫХ ОТХОДОВ
  • УТИЛИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИТА
  • СЖИГАНИЕ И ЗАХОРОНЕНИЕ ОТХОДОВ УТИЛИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ
  • ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ
  • СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
  • ВВЕДЕНИЕ
  • ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ УТИЛИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ
  • НОРМАТИВНО-ПРАВОВАЯ БАЗА ОБРАЩЕНИЯ С ВЫВЕДЕННЫМИ ИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЯМИ
  • ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ И АГРЕГАТЫ АВТОМОБИЛЯ
  • РАЗБОРКА И ОЧИСТКА АГРЕГАТОВ И ДЕТАЛЕЙ УТИЛИЗИРУЕМЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
  • ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ УТИЛИЗИРУЕМЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
  • ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛОЛОМА
  • ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ КУЗОВОВ И АВТОАГРЕГАТОВ
  • ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛОЛОМА

    После разборки автомобиля его кузов, агрегаты и детали, не подлежащие восстановлению, поступают на переработку с це­лью получения вторичных материалов. Наибольшую ценность из них представляют черные и цветные металлы, составляющие основную массу автомобиля.

    6.1.  Значение использования вторичных металлов

    Выводимые из эксплуатации автомобили являются крупным источником вторичных металлов. Их использование имеет большое значение, так как затраты на вовлечение металлических отходов в оборот значительно меньше, чем на выплавку металла из руды. Использование 1 т подготовленного лома черных ме­таллов позволяет экономить свыше 1,8 т руды, агломерата и ока­тышей, 0,5 т кокса, 45 кг флюсов, около 100 м3 газа. Значительно сокращается и расход энергии, необходимой для выплавки ме­талла (табл. 6.1).

    Таблица 6.1


    Экономия энергии при использовании металлолома


    вместо выплавки металла из руды


    Металл

    Экономия энергии, %

    Алюминий

    95

    Медь

    83

    Сталь

    74

    Свинец

    64

    Цинк

    60

    При использовании металлолома для выатавки металлов зна­чительно снижается нагрузка на окружающую среду (табл. 6.2).

    Выработка цветных металлов из отходов является важней­шим источником их производства. Однако у нас в стране доля вторичных цветных металлов в общем объеме их производства значительно ниже, чем в технически развитых странах (табл. 6.3). Объясняется это тем, что большое количество отходов цветных металлов, особенно содержащихся в бытовых отходах, теряется на местах их образования, засоряя окружающую среду.


    51



    Таблица 6.2

    Сравнительное воздействие на окружающую среду _________________  производства 1000 т стали_________________________________________________


    Факторы, влияющие на окружающую среду

    Выплавка стали из

    Экономия,

    %

    РУДЫ

    отходов

    Использование первичного сырья, т

    2278

    250

    90

    Расход воды, м3

    62750

    32600

    40

    Количество веществ, загрязняющих атмосферу, т

    121

    17

    86

    Отходы горнопромышленных разработок, т

    2828

    63

    97

    Таблица 6.3


    Доля вторичных цветных металлов в общем балансе, %


    Металл

    Россия

    Страны ЕС

    Алюминий

    20

    35

    Медь

    30

    35

    Свинец

    23

    50

    Цинк

    18

    37

    Преимущества получения цветных металлов из отходов по сравнению с их получением из рудного сырья характеризуются данными, приведенными в табл. 6.4.


    Таблица 6.4

    Сравнение основных показателей производства цветных металлов из рудного (числитель) и вторичного (знаменатель) сырья_____________


    Показатели

    Металлы

    алюминий

    медь

    свинец

    Среднее содержание в сырье, %

    39,6/80

    0,76/75

    1,39/50

    Извлечение в готовую продукцию, %

    87/92,4

    80/90

    80/95

    Расход условного топлива на 1 т готовой продукции, т

    9/0,27

    1,3/0,2

    0,7/0,5

    Количество отходящих газов на 1 т готовой продукции, тыс. м3

    30/5

    40/4

    20/5

    6.2.   Классификация металлических отходов

    Классификация отходов черных металлов в нашей стране производится согласно ГОСТ 2787-86 «Металлы черные вторич­ные». В соответствии с ней отходы черных металлов в зависи­мости от содержания углерода подразделяются на два класса: стальной лом и отходы стали, а также чугунный лом и отходы


    52



    чугуна. Стальные отходы содержат менее 2,14%, а чугунные - более 2,14 % углерода. Кроме того, существуют внеклассовые отходы с неопределенным содержанием углерода.

    Внутри этих классов отходы в зависимости от наличия леги­рующих элементов подразделяются на углеродистые и легиро­ванные.

    Далее по показателям качества отходы черных металлов подразделяются на 25 видов. Наконец, по содержанию леги­рующих элементов отходы делятся на 67 групп: 61 группа лома и отходов легированных сталей (группы Б1-Б61) и 6 групп лома и отходов легированных чугунов (группы Б62-Б67). Помимо этого есть легированные стали, которые по своему химическому составу не относятся ни к одной из упомянутых 67 групп.

    Стандартом регламентируется товарный вид отходов (бри­кеты, пакеты, шихтовые слитки, стружка, лом и т.д.), макси­мально допустимые габариты и масса кусков, брикетов и паке­тов, а также ограничивается содержание посторонних безвред­ных примесей (для разных видов — различное, но не более 5 %).

    К качеству лома предъявляются высокие требования, обу­словленные способом последующего переплава металла. При выплавке стали в мартеновских печах наиболее важна физиче­ская характеристика лома, т.к. продолжительность загрузки и плавления, от которых зависит производительность мартенов­ских печей, определяется размерами и насыпной плотностью ме­таллолома.

    При переплаве лома в кислородных конвертерах и дуговых печах эти характеристики лома не имеют существенного значе­ния, т.к. печи более удобны для загрузки. Производительность таких печей больше зависит от его химической однородности и близости по составу к выплавляемым маркам стали.

    Литейное производство предъявляет высокие требования и к габаритам, и к химическому составу лома. Низкокачественный лом используется только в доменном производстве.

    Металлолом для сталеплавильного производства должен иметь насыпную плотность не менее 1300.. .1500 кг/м3. Тяжело­весный металлолом в зависимости от интенсивности продувки печи должен иметь толщину кусков не более 250...350 мм, раз­меры пакетов не должны превышать 1050x750x2000 мм, а масса пакетов не должна быть менее 40 кг. Конвертерный способ не допускает переплава стружки из-за ее высокого угара.


    53



    В дуговых электропечах может переплавляться металлолом в виде пакетов с размерами не более 500x500x600 мм. Дробле­ный лом должен иметь насыпную плотность не менее

    800..                  .900 кг/м3.

    Независимо от способа переплава лом черных металлов не должен содержать цветных металлов. Даже небольшое количе­ство примесей может сделать металлолом непригодным для дальнейшего использования. Так, при содержании меди 0,02% цена стального лома ниже стоимости его транспортировки. Цена металлолома резко возрастает при увеличении содержания меди более 9 % и связана уже с более высокой ценой меди по сравне­нию с железом и с экономической целесообразностью ее извле­чения при таком содержании.

    Классификация отходов цветных металлов производится по физическим, химическим свойствам и качеству. Отходы цветных металлов и сплавов делят на классы, группы и сорта. В соответствии с ГОСТ 1639-78 «Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия» отходы цветных метал­лов подразделяются на 15 классов. Класс объединяет отходы по физическим признакам. В зависимости от химического состава классы делятся на группы. Для разных металлов количество групп различно; каждая первая группа представляет собой тех­нически чистый металл, а каждая последняя - низкокачествен­ные отходы. Группы подразделяют на сорта, характеризующие качественные признаки лома и отходов: содержание металла, степень разделки, габариты, засоренность.

    Масса пакетов отходов цветных металлов не должна пре­вышать: для алюминия и алюминиевых сплавов - 150 кг, для ме­таллов и сплавов других видов - 250 кг. Масса отдельных кусков для всех металлов и сплавов должна быть не более 100 кг, раз­меры - не более 600x600x1500 мм.

    Отходы цветных металлов, не отвечающие требованиям к сортам основных групп, относятся к низкокачественным. Мак­симальные размеры отдельных кусков низкокачественных отхо­дов не должны превышать 1000x1000x2000 мм.

    В настоящее время 95 % заготавливаемых отходов цветных металлов составляют алюминий, медь, свинец, цинк и их спла­вы. Остальная часть заготавливаемых лома и отходов представ­


    54



    лена титаном, никелем, магнием, оловом, вольфрамом, кадмием, кобальтом, молибденом, ртутью или их сплавами.

    Эффективность использования металлолома связана с его подготовкой к переплаву. Для получения качественных металлов и сплавов отходы должны быть подвергнуты первичной перера­ботке, под которой понимается совокупность процессов сорти­ровки, разделки, пиротехнического контроля (для лома цветных металлов) и приведения лома и отходов к соответствующим массе и размерам. К сожалению, уровень подготовки сдаваемого металлолома далек от требований, в результате чего свыше 60 % заготавливаемых лома и отходов цветных металлов сдается как низкокачественное сырье.

    В утилизируемом автомобиле содержится значительное ко­личество различных сплавов на основе цветных металлов: алю­миния, меди, цинка, магния, свинца и др. Наличие заводских клейм, нормативно-технической документации и средств кон­троля позволяет при разборке автомобилей производить сорти­ровку деталей с учетом марок сплавов, из которых они изготов­лены. При этом детали из черных сплавов сортируются по клас­сам, группам и видам, а детали из сплавов цветных металлов - по классам, группам и сортам. Не допускается поставка в метал­лолом агрегатов и узлов автомобилей без разборки и сортиров­ки, которые резко повышают эффективность утилизации и стои­мость отходов.

    6.3.   Технология и оборудование для подготовки металлолома к переплаву

    Под переработкой отходов металлов подразумевается тех­нологический процесс, в результате которого они приводятся в состояние, пригодное для использования в металлургическом и литейном производствах.

    Автомобильный металлолом при подготовке к переплаву прессуют, дробят и сортируют по видам.

    6.3.1.   Прессование автомобильного металлолома

    Перед измельчением автомобильный кузов и другой крупно­габаритный металлолом прессуются. Для уплотнения металло­лома используют пакетировочные прессы. Особенность их рабо­


    55



    ты в том, что прессование одновременно осуществляется в трех плоскостях, в результате чего получают прочные компактные пакеты. Пресс имеет камеру прессования с несколькими плун­жерами, гидравлическую аппаратуру с баком для масла, меха­низм загрузки камеры. Пакетирование облегчает дробление ме­таллического кузова и приводит к снижению потерь металла на угар в процессе последующей плавки.

    Модель пресса и его рабочие характеристики определяют допустимую толщину листа металлолома и параметры пакетов спрессованного лома. Процесс включает следующие операции: загрузку лома в пресс, прессование в различных направлениях, складирование пакетов. При этом используют краны, грузоподъ­емные электромагниты и другую механизированную технику. Отечественная промышленность выпускает гидравлические прессы с усилием прессования от 1 МН до 31,5 МН. Характери­стики некоторых из них приведены в табл. 6.5.


    Таблица 6.5

    Технические характеристики некоторых моделей _____________ пакетировочных прессов___________________________


    Характеристика

    Модель пресса

    Б 1642

    Б 1638

    Б 1334

    Максимальная толщина прессуемого металлолома (сталь с ст. = 450 МПа), мм

    12

    8

    4

    Усилие прессования, МН

    16

    6,3

    2,5

    Габариты пакета, не более, м:

     

     

     

    - длина

    2

    1

    0,5

    - ширина

    1

    0,5

    0,36

    - высота

    0,71

    0,5

    0,36

    Производительность, пакетов/ч

    20

    36

    35

    Давление рабочей жидкости, МПа

    32

    32

    20

    Мощность электродвигателя, кВт

    750

    250

    133

    Габариты пресса, мм

     

     

     

    - длина

    18700

    15100

    9000

    - ширина

    18600

    11930

    5350

    - высота

    5870

    4675

    2780

    На рис. 6.1 показана схема пресса Б 1642, применяемого для пакетирования металлолома.


    56




    6.1. Пакетировочный гидравлический пресс Б 1642


    Процесс прессования осуществляется следующим образом. Металлолом краном загружается в загрузочную камеру 6 пресса, откуда поступает в пресс-камеру 2. Крышка 3 закрывается с по­мощью механизма прижима 4, и лом прессуется. При этом фор­мируется окончательная высота пакета. Затем с помощью меха­низма поперечного прессования / формируется ширина пакета. После этого механизм продольного прессования 7 формирует длину пакета. В это время давление в гидросистеме максималь­но. По окончании прессования включается механизм разгрузоч­ного устройства 8, и пакет с помощью механизма 5 выталкивает­ся из камеры. Затем окно выдачи пакета закрывается, и пресс го­тов к очередному циклу работы.

    Для уплотнения автомобильного кузова и другого крупнога­баритного металлолома применяются также гидравлические пресс-ножницы (рис. 6.2), которые могут работать как в режиме прессования, так и в режиме резки.


    57



    Рис. 6.2. Пресс-ножницы гидравлические:

    1 - загрузочная камера; 2 - узел подачи материалов;

    3 - маслостанция; 4 - нож; 5 - гидроцилиндры

    При пакетировании кузов автомобиля с помощью механизма подачи 2 подается в загрузочную камеру 1, где пакет формиру­ется по ширине. Затем кузов прессуется по вертикали. После формирования пакет с помощью механизма окончательного прессования выталкивается из камеры штемпелем.

    При работе пресс-ножниц в режиме резки поперечная стенка камеры, являющаяся ножевой балкой, поднимается, и металло­лом с помощью механизма подачи перемещается под нож 4. Рез­ка осуществляется механизмом реза, работающим от гидропри­вода. В табл. 6.6 приведены характеристики некоторых типов пресс-ножниц.

    Таблица 6.6


    Характеристики пресс-ножниц для переработки металлолома


    Характеристика

    Модель

    Н 0838

    К10.3.36.01

    Усилие. МН:

     

     

    - окончательного прессования

    6,3

    4,0

    - резания

    6,3

    4,0

    Размеры загрузочной камеры, мм:

     

     

    - длина

    6000

    4600

    - ширина

    3650

    2500

    - высота

    1800

    1300

    Толщина пакетируемого лома, не более, мм

    8

    6



    Окончание табл. 6.6


    Характеристика

    Модель

    Н 0838

    К10.3.36.01

    размеры пакета, не более, мм: _ длина

    1000

    760

    _ ширина

    500

    500

    _ высота

    500

    500

    Масса пакета, не более, кг

    625

    600

    ■Максимальное сечение лома, разрезаемого за 1 ход ножа

    (при сг,= 450 МПа), мм:

    - диаметр круга

    150

    110

    - лист

    70x1300

    55x750

    Установленная мощность электродвигателей, кВт

    405

    189

    Масса пресс-ножниц, т

    345

    136

    Габаритные размеры пресс-ножниц, мм: - длина

    17800

    12600

    - ширина

    13000

    3200

    - высота

    7800

    4700

    6.3.2.  Дробление автомобильного металлолома

    Дробление позволяет провести видовую сортировку мате­риалов, из которых изготовлен кузов утилизируемого автомоби­ля. Взрывоопасные смеси распыленных масел и топлива, ос­тающихся в автомобиле даже после подготовки кузова к утили­зации, представляют определенную опасность. Чтобы умень­шить ее, применяют следующие защитные меры: смятие и уп­лотнение кузова автомобиля перед дроблением; подачу инерт­ных газов в дробилку; предварительное охлаждение лома; впры­скивание воды в рабочее пространство дробилки; создание в ней предохранительных клапанов и отсасывающих устройств.

    Для дробления отходов используют дробилки различного типа: щековые, конусные, роторные, валковые и др. При утили­зации автомобилей применяют роторные дробилки.

    В роторных дробилках измельчение происходит за счет уда­ра, производимого с помощью молотков, жестко закрепленных на быстровращающемся роторе. Масса молотков достигает 120 кг. При ударе на дробимый предмет действует как масса мо­лотков, так и масса самого ротора.

    Роторные дробилки позволяют получить большую степень из­мельчения, имеют высокую производительность, удобны в эксплуа­тации и потребляют меньше энергии, чем другие виды дробилок.


    59



    Роторные дробилки могут иметь один или два ротора. Более просты и удобны в эксплуатации однороторные дробилки, кото­рые и получили широкое распространение. Дробилки для из­мельчения автомобильных кузовов могут различаться располо­жением ротора и колосниковой решетки для удаления измель­ченного продукта. По этому признаку различают дробилки с вертикальным и горизонтальным расположением ротора. По­следние бывают с верхним и нижним расположением колосни­ковой решетки. Преимущества дробилок с верхним расположе­нием решетки - в сравнительно небольшом расходе электро­энергии и более высокой устойчивости при попадании неиз- мельчаемых предметов.

    Производительность дробилки зависит от мощности при­водного двигателя, размеров ротора, способа загрузки кузова, его состояния, конфигурации колосниковой решетки (размера отверстий) и достигает 300 тыс. автомобилей в год.

    На рис. 6.3 показано устройство однороторной дробилки.



    60



    Дробилка состоит из станины 1, на которой смонтирован корпус 2 с колосниковыми решетками 8 и 9. Металлолом посту­пает в приемный короб 6, а затем попадает под удары быстро вращающегося ротора 3, имеющего молотки 5, сидящие на осях 4. Огбойные плиты на внутренней поверхности корпуса имеют вы­ступы 7, способствующие равномерной подаче отходов на ротор.

    В табл. 6.7 приведены характеристики некоторых роторных дробилок крупного дробления.


    Таблица 6.7


    Показатели

    СМД-112

    СМД-147

    СМД-135

    СМД-170Б

    СМД-97

    СМД-98Б

    размеры ротора, мм:

     

     

     

     

     

     

    - диаметр

    600

    800

    1250

    1300

    2000

    2000

    - длина

    400

    600

    1600

    1600

    2000

    3000

    Размер наибольшею куска загружаемого материала, мм

    150

    250

    800

    400

    600

    600

    Номинальная частота

     

     

     

     

     

     

    вращения ротора, мин'1

    1250

    1000

    500

    750

    600

    600

    Мощность

     

     

     

     

     

     

    электродвигателя,кВт

    17

    55

    250

    250

    800

    1250

    Масса дробилки

     

     

     

     

     

     

    без электродвигателя, т

    1,5

    3,0

    25

    11,0

    46,0

    60,0

    Размеры, мм:

     

     

     

     

     

     

    - длина

    1100

    1350

    3000

    2400

    4000

    4000

    - ширина

    1100

    1400

    3100

    2800

    4200

    5500

    - высота

    1150

    1250

    5000

    1900

    3100

    3100

    Ряд зарубежных фирм для дробления автомобильных кузо­вов выпускает шредеры (рис. 6.4), в которых измельчение про­исходит в две стадии. Кузов автомобиля подается по наклонно­му лотку в шредер, сначала сплющивается с помощью мощных вращающихся валков, а затем затягивается ими в молотковую дробилку и измельчается.

    Ротор шредера вращается со скоростью 600 оборотов в мину­ту. На нем в шахматном порядке на шести осях закреплены 16 мо­лотков массой около 100 кг каждый. Радиус вращения внешней части молотков - около 1 м. Корпус шредера футерован сменными износостойкими плитами. Толщина плит в различных местах со­ставляет 50... 100 мм. Решетка, отбойные плиты и ряд других эле­ментов шредера изготовлены из марганецсодержащих сталей.


    61



    Рис. 6.4. Шредер


    При утилизации автомобилей с большими габаритами, автобу­сов и другой автотехники перед дроблением используют резку.

    На процесс резки влияют:

    -     прочностные свойства материала;

    -     геометрия и температура разрезаемого изделия;

    -     расположение изделия по отношению к режущему инст­рументу;

    -     форма и состояние режущего инструмента;

    -     величина зазора между ножами; скорость приложения на­грузки (скорость резания);

    -     конструкция режущего оборудования (жесткость станины, точность направляющих, наличие опоры и т.д.);

    -     величина трения между металлом и режущим инструментом.

    Лучшим оборудованием для резки кузовов автомобилей яв­ляются гидравлические ножницы (рис. 6.5).

    Гидравлические ножницы представляют собой агрегат, со­стоящий из станины, загрузочного и подающего устройств, ме­ханизмов прижима и реза, гидро- и электропривода.




    5    4           (


    --^ТГЯ—П................................................................. -*


    Рис. 6.5. Гидравлические (гильотинные) ножницы модели Н0340

    Конструкция ножниц позволяет резать металлолом порция­ми, объем которых определяется емкостью загрузочного устрой­ства. Процесс состоит из следующих операций: подготовки ло­ма; загрузки лома в ножницы; резки лома.

    Ножницы работают совместно с мостовым краном, оборудо­ванным полип-грейфером или электромагнитной шайбой.

    Принцип работы ножниц состоит в следующем. Лом загру­жается в короб 2, который после заполнения поворачивается с помощью гидропривода. При этом лом перемещается в загру­зочный желоб, по которому механизмом подачи 3 передвигается в ножницы. Величина хода ползуна механизма подачи регулиру­ется с пульта управления. Перед срабатыванием режущих нож­ниц лом ушютняется с помощью механизма прижатия 4, кото­рый удерживает лом во время резки. После срабатывания меха­низма резки 5 нарезанный металлолом падает в приемный бун­кер, откуда убирается краном. В это время загрузочный короб заполняется следующей порцией металлолома. Для облегчения процесса резки загрузочный желоб гидравлических ножниц обо­рудован крышкой 1 и механизмом предварительного смятия ме­таллолома 6.

    Технические характеристики некоторых моделей гидравли­ческих (гильотинных) ножниц представлены в табл. 6.8.


    63



    Таблица 6.8


    Технические характеристики некоторых гидравлических ножниц


     

    Модель ножниц

    Характеристика

    НБ0340

    Н0340

    H233S

    Максимальное сечение разрезаемого лома за один ход (сталь с сг, = 450 МПа):

    - квадрат (сторона), мм

    160

    160

    80

    - круг (диаметр), мм

    180

    180

    90

    - лист, мм

    90x1300

    70x1850

    50x750

    - балка, швеллер (номер)

    30...12

    40...8

    ем

    Усилие, МН: - резания

    10

    10

    3,15

    - прижима

    2,5

    4,0

    1,2

    - лодпрессовки

    2,4

    2,0

    -

    Длина ножей, мм

    1540

    2100

    800

    Число рабочих ходов, мин'1

    2

    2

    5

    Размеры желоба, мм: - длина

    8060

    12000

    4800

    - ширина

    3650

    2000

    750

    - высота

    1000

    1000

    500

    Давление рабочей жидкости, МПа

    32

    32

    32

    Установленная мощность электродвигателей, кВт

    998

    670

    1

    66

    Габариты ножниц, мм: - длина

    23150

    34800

    13000

    - ширина

    12000

    8600

    3300

    - высота

    8800

    13000

    5810

    Масса ножниц, т

    400

    459

    80

    6.3.3. Видовая сепарация отходов металлов

    При переработке автомобильных кузовов и агрегатов, со­держащих черные и цветные металлы, полимерные материалы, стекло и т.п., используют различные способы сепарации отходов по видам материалов. Видовая сортировка позволяет произво­дить из отходов высококачественные вторичные материалы. Ее проводят по:

    -     физическим признакам (магнитной восприимчивости, плотности, электропроводности и др.);

    -     внешним признакам (цвету, характеру излома и др.);

    -     предметным признакам (наименование детали);

    -     маркировке деталей;

    -     результатам химического, спектрального, рентгеновского, радиационного анализов.


    64



    Широко используются способы, основанные на различиях в магнитных, электрических и других физических свойствах отходов.

    Магнитные способы позволяют создать мощные силы воз­действия на материалы, которые превышают силу гравитации в 100 и более раз, что облегчает процессы разделения. Эти спосо­бы обладают высокой избирательной способностью, экологической чистотой, простотой обслуживания и низкой себестоимостью.

    Технология магнитной сепарации зависит, прежде всего, от состава подлежащих разделению материалов и определяется ти­пом используемых сепараторов.

    Электромагнитные сепараторы, предназначенные для извле­чения железных и других ферромагнитных предметов из немаг­нитных материалов, нашли широкое применение при утилиза­ции автомобилей и автокомпонентов.

    Номенклатура электромагнитных сепараторов, используе­мых для разделения отходов, достаточно велика, и они могут быть классифицированы следующим образом: подвесные желе- зоотделители, электромагнитные шайбы, электромагнитные шкивы, электромагнитные барабаны.

    Для удаления магнитных материалов из потока продуктов дробления применяют шкивные электромагнитные сепараторы (железоотделители) типа ШЭ (рис. 6.6), которые устанавливают­ся вместо приводного барабана ленточного конвейера.

    1 2



    Рис. б. б. Электромагнитный шкив:

    1 - диски-полюсы; 2 - катушка; 3 - вал;

    4 - токораспределительная коробка; 5 - корпус шкива


    Эффективность работы электромагнитного шкива зависит от массы, геометрии и магнитной восприимчивости извлекаемых


    65



    материалов, а также от плотности транспортируемого материала и скорости движения ленты конвейера.

    Принцип работы электромагнитных шкивов состоит в том, что ферромагнитные материалы, транспортируемые лентой конвейера, притягиваются к ней в зоне установки шкива, а немагнитные сбра­сываются с ленты по ходу ее движения. Освобождение ленты от ферромагнитных материалов происходит в том месте конвейера, где отсутствует магнитное поле, т.е. там, где прекращается ее кон­такт со шкивом. Скорость движения ленты должна составлять 1,25-2,0 м/с. При более высокой скорости движения ленты снижа­ется полнота разделения магнитной и немагнитной фракций.

    Другой разновидностью электромагнитных сепараторов яв­ляются железоотделители подвесные саморазгружающиеся типа ПС, предназначенные для извлечения и удаления ферромагнит­ных предметов из сыпучих немагнитных материалов, в том числе из лома и отходов цветных металлов (рис. 6.7).



    Принцип работы подвесных сепараторов заключается в при­тягивании магнитных частиц к разгрузочной ленте, которая вы­носит их в сторону для разгрузки.

    Сепараторы типа ПС работают в непрерывном режиме и осуществляют механическую разгрузку конвейера от магнитных материалов. В конструкцию сепаратора входят опорный 1, ве­


    бб



    дущий 4 и натяжной 6 барабаны, электромагнит 3, разгрузочная лента 2 и привод 7. Все элементы подвесного сепаратора смон­тированы на раме 5.

    Подвесные железоотделители устанавливаются над ленточ­ными конвейерами, которыми транспортируются смеси магнит­ных и немагнитных дробленых отходов.

    При утилизации отходов широко используется видовая се­парация в тяжелых средах, которая заключается в разделении материалов по плотности в гравитационном или центробежном поле в суспензии или жидкости, плотность которой является промежуточной между плотностями разделяемых частиц.

    Тяжелые суспензии представляют собой взвешенные в воде тонкодисперсные частицы тяжелых минералов или сплавов- утяжелителей, в качестве которых используют ферросилиций, пирит, пирротин, магнетитовый и гематитовый концентраты и другие материалы крупностью до 0,16 мм.

    В качестве тяжелых жидкостей используют водные раство­ры некоторых солей: хлорида кальция и цинка, иодида калия и другие, которые позволяют получать среды с плотностью до 3000 кг/м3.

    На рис. 6.8 показан колесный тяжелосредный сепаратор СК-12.



    Рис. 6.8. Колесный тяжелосредный сепаратор СК-12:

    1 - ванна; 2 - элеваторное колесо; 3 - перфорированные черпаки;

    4 - скребковый механизм;

    I - уровень суспензии; II - загрузка; III - концентрат;

    IV - суспензия; V - слив суспензии


    Разделяемая смесь поступает по загрузочному лотку в ванну, состоящую из двух соединенных в нижней части отделений. В


    67



    одном из отделений размещено элеваторное колесо для выгрузки суспензии вместе с потонувшей, более тяжелой фракцией. Легкая фракция выгружается в верхней части ванны. Их перемешивание в зоне выгрузки предотвращается разделительной перегородкой.

    Другим видом оборудования для разделения смешанных от­ходов способом тяжелосредной сепарации является сепаратор СБС-5, разработанный специально для технологических линий по переработке алюминиевого лома. Он предназначен для разде­ления смешанных отходов на фракции с высоким содержанием магния (плотность < 2650 кг/м ), с высоким содержанием цинка (плотность > 2850 кг/м3) и меднокремниевые алюминиевые сплавы промежуточной плотности. Технические характеристики сепаратора СБС-5 приведены в табл. 6.9.


    Таблица 6.9

    Технические характеристики сепаратора СБС-5______________


    Характеристика

    Единица

    измерения

    Значение

    характеристики

    Производительность по исходному продукту

    т/ч

    10

    Крупность исходного продукта

    мм

    Р

    О

    О

    Плотность сортируемого материала

    кг/м3

    2550... 3100

    Мощность привода

    кВт

    2,2

    Габаритные размеры сепаратора

    м

    3,36x1,8x2,05

    Масса сепаратора

    т

    3,47

    Для разделения материалов с разной плотностью использу­ется также пневматическая сепарация, основанная на различии в скоростях падения в воздушной среде частиц разных размеров и плотности.

    Зигзагообразный пневматический сепаратор (рис. 6.9) при­меняется для удаления из дробленого продукта неметаллических примесей: краски, текстиля, пластмасс и других отходов.

    Дробленый материал из приемного бункера 1 через шибер­ную заслонку 2 роторным загрузчиком 3 подается в рабочую зо­ну сепаратора. Навстречу потоку дробленого материала посту­пает воздух, который захватывает легкие компоненты отходов и через патрубок 7 направляется на очистку в циклон и фильтр. Для регулирования режима сепарации предусмотрен шибер 4 для подсасывания воздуха с целью снижения скорости потока. Тяжелая фракция накапливается на нижнем шибере 5 и перио­


    6S



    дически разгружается в короб 6. Конструктивные параметры зигзагообразного сепаратора - число колен, высота Н секции (колена), ее ширина, сечение свободного пролета S - определя­ются характеристиками сепарируемых отходов.


    12                           4            7



    Рис. 6.9. Зигзагообразный пневматический сепаратор


    Материал в поперечно-поточном пневмосепараторе (рис. 6.10) поступает из бункера 1 в разделительную камеру 2. Наклонные полки 3 сепаратора обеспечивают пересечение пото­ка материала с сепарационными каналами 4. Через них отсасы­вается легкая фракция разделяемых материалов, которая осаж­дается в циклоне, устанавливаемом за сепаратором. Тяжелая фракция самотеком разгружается в специальный приемник 5. На качество разделения в поперечно-поточном пневмосепараторе влияют ширина щели сепарационных каналов и концентрация материала в рабочем объеме сепаратора.


    69



    Для разделения цветных металлов с различной электропро­водностью применяют электродинамические сепараторы.

    В последнее время разработаны информационные способы сепарации. Для обогащения и сортировки лома и отходов цвет­ных металлов наиболее перспективными являются рентгенора­диометрический, радиорезонансный, фотометрический и ней- тронно-активационный способы.


    Рентгенорадиометрическая сепарация лома и отходов цвет­ных металлов основана на эффектах взаимодействия излучений с кусками разделяемых металлов. Сущность процесса заключа­ется в следующем. На кусок исходного сортируемого материала направляют поток излучения. При этом материал, взаимодейст­вуя с излучением, меняет его интенсивность. Регистрируя пара­метры отраженного потока с помощью приемника, получают


    70


    1



    Рис. 6.10. Поперечно-поточный пневмосепаратор



    информацию о свойствах анализируемого сырья. Для согласова­ния приемника излучений с устройством, которое осуществляет вывод куска материала из потока сепарируемого отхода, уста­новка имеет узел переработки информации (блок-анализатор). Между всеми основными блоками сепарационной установки для сортировки лома и отходов цветных металлов могут устанавли­ваться фильтрующие элементы, уменьшающие погрешности из­мерения характеристики анализируемого материала.

    Электронная схема осуществляет прием информации, обра­ботку ее и подачу управляющего сигнала на удаление с конвей­ерной ленты кусков сортируемого материала с заданным эле­ментным составом. Более сложные схемы обработки информа­ции позволяют учитывать размер и массу куска, проводить много­элементный анализ для отнесения отходов к определенному сорту.

    К основным конструктивным узлам радиометрических сепа­раторов относятся: узел первичного излучения, механизм, по­дающий куски цветного металла в зону анализа; блок- анализатор и исполнительные механизмы. В сепараторах, рас­считанных на сортировку лома и отходов цветных металлов по нескольким классам крупности, имеются приспособления, обес­печивающие учет массы.

    Питающее устройство предназначено для подачи исходного сырья на сепарацию. В качестве питающего устройства исполь­зуют электровибрационные, конусные и тарельчатые питатели. Транспортирующие устройства сепараторов предназначены для подачи разделяемых материалов в зоны облучения, регистрации и разделения, а также для создания покускового режима пита­ния. По типу транспортирующего устройства сепараторы могут быть разбиты на ленточные, вибрационные, ковшовые и кару­сельные. Устройства вибрационного типа обеспечивают ско­рость перемещения материала до 0,8... 1,2 м/с, ленточного типа - до 2...4 м/с и более. Транспортирующее устройство может быть одно- или многоканальным. Скорость движения материала на нем обычно выше, чем на питателе, поэтому при сходе с питате­ля кусок отрывается от идущего за ним следом, что позволяет получить нужный между ними интервал.

    Узел первичного излучения и детекторные системы, регист­рирующие вторичное излучение, обеспечивают практическую


    71



    реализацию сортировки лома и отходов. В качестве источников первичного излучения в рентгенорадиометрическом сепараторе применяются радиоизотопы: Fe55, Со57, Cd1 , Am241 и рентгенов­ские трубки. Узел излучения снабжен защитными экранами, обеспечивающими безопасность обслуживающего персонала.

    Детекторные системы сепараторов состоят из измерителя спектрального состава и интенсивности вторичного излучения кусков исходного сырья и блока оценки их геометрических раз­меров или массы. Для регистрации вторичного характеристиче­ского излучения применяют сцинтилляционные, пропорцио­нальные счетчики и полупроводниковые детекторы.

    Исполнительные механизмы по команде блока-анализатора осуществляют выведение из потока исходного сырья тех или иных кусков цветных металлов в соответствующие приемные бункеры. В рентгенорадиометрических сепараторах чаще при­меняют электропневматические и шиберные исполнительные механизмы с приводом от тяговых электромагнитов.

    На рис. 6.11 приведена схема работы рентгенорадиометри­ческого сепаратора с электродинамическими сбрасывателями.

    Электродинамический сбрасыватель создает бегущее элек­тромагнитное поле, обеспечивающее силовое воздействие на немагнитные электропроводящие тела (куски цветных металлов и сплавов).

    Для реализации процесса радиометрической сепарации в технологических схемах переработки лома и отходов цветных металлов создан ряд конструкций, различающихся применяе­мыми источниками первичного излучения, детекторными систе­мами, исполнительными механизмами, количеством сепараци- онных каналов и числом получаемых продуктов.

    Рентгенорадиометрический сепаратор марки СРФМ4-150М, выпускаемый фирмой РАДОС (г. Красноярск), имеет произво­дительность от 2...3 до 40...60 т/ч в зависимости от размеров кусков сепарируемых продуктов. Сепаратор СРФ4-ЗП-150 имеет производительность 10...20т/ч. В качестве источника первично­го излучения в них используется портативный рентгеновский аппарат ПРАМ-50.


    72




    Рис. 6.11. Схема рентгенорадиометрического сепаратора с электродинамическими сбрасывателями:

    1 - устройство формирования покусковой подачи; 2 - конвейер;

    3 - детектор; 4 - блок-анализатор;

    5 - блок управления исполнительными механизмами;

    6 - электродинамический сбрасыватель; 7 - короб


    На рис. 6.12 показана линия переработки низкокачественных отходов цветных металлов с использованием комплекса радио­метрической сепарации.

    Исходное сырье грейфером 1 подают на фрагментатор 2, от­куда фрагментированный лом поступает в молотковую дробилку 3. Из дробленого продукта воздушным потоком от вентилятора 7 удаляется пылевидная фракция (пыль, краска, текстиль, мелкие частицы металла и др.), которая накапливается в циклоне 5 и ру­кавном фильтре 6. Куски металла пластинчатым питателем 4 по­даются на сепаратор-пучковыделитель 8, с помощью которого из дробленого лома выделяются пучки проволоки, текстиля и т.п. Далее сырье поступает на ленточный конвейер 9, над которым установлены два подвесных саморазгружающихся магнитных сепаратора 10 и 11. Первый сепаратор со слабым магнитным по­лем предназначен для выделения из смеси только кусков сво­


    73



    бодного черного металла, второй сепаратор с сильным магнит­ным полем - для выделения механических сростков ферромаг­нитных материалов и цветных металлов. Для выделения этих сростков используется также электромагнитный шкив 12 с силь­ным магнитным полем. Оставшийся на ленточном конвейере немагнитный продукт подается в барабанный грохот 13. Здесь дробленый продукт разделяется по классам крупности +10 -40 и +40 -150 мм, которые подаются соответственно на вибрацион­ный 14 и ленточный 15 электродинамические сепараторы. С их помощью получают два продукта: первый - концентрат цветных металлов, который преимущественно содержит куски алюми­ниевых сплавов, второй - неметаллические материалы, нержа­веющую сталь, титановые сплавы.



    Рис. 6.12. Линия переработки низкокачественных отходов цветных металлов


    Концентраты цветных металлов после дробления, магнитной и электродинамической сепарации поступают на комплекс авто­матизированной сортировки 16 отходов цветных металлов по группам и маркам сплавов.


    74



    Комплекс состоит из бункера-накопителя, устройства фор­мирования покусковой подачи исходного сырья, транспорти­рующих устройств, узла облучения кускового сырья, блока де­текторов Д, блока-анализатора БА, блока управления исполни­тельными механизмами БУИМ, системы исполнительных меха­низмов ИМ, приемников продуктов сепарации.

    Комплекс работает следующим образом. Исходное сырье поступает через бункер-накопитель на вибропитатель и далее на устройства покусковой подачи дробленого материала, где обес­печивается заданная скорость транспортировки и необходимый интервал между кусками дробленого лома, которые подаются в зону облучения, создаваемого рентгеновскими трубками. Реги­страция вторичного характеристического излучения каждого се­парируемого куска осуществляется с помощью спектрометриче­ского детектора. Сигнал с детектора поступает в блок- анализатор, который определяет элементный состав кусков. Вы­деление кусков в соответствующий короб осуществляется ис­полнительными механизмами блока управления. Технические характеристики комплекса представлены в табл. 6.10.


    Таблица 6.10

    Технические характеристики комплекса автоматизированной


    сортировки отходов цветных металлов


    Параметры

    Значение

    Производительность при сортировке, т/ч:

    -   низкокачественного алюминиевого лома

    -   сплавов медной группы

    5.. .7

    2.. .3

    Крупность исходного сырья при сортировке, мм:

    -   алюминиевого лома

    -   пома медных сплавов

    +10-150 +40 -300

    Установленная мощность электрооборудования, кВт

    15

    Таким образом, при утилизации автомобильного металло­лома основными стадиями технологического процесса являются: прессование, дробление и видовая сепарация материалов с по­мощью магнитных, радиометрических, гидро- и аэродинамиче­ских способов. Использование вторичных металлов, составляю­щих основную часть утилизируемых автомобилей, имеет важное экономическое и экологическое значение.


    75



    Контрольные вопросы

    1.     Расскажите о значении использования вторичных металлов.

    2.     Как проводится классификация отходов черных металлов?

    3.     Как проводится классификация отходов цветных металлов?

    4.     Расскажите о процессах и аппаратах, используемых при утилиза­ции металлолома.

    5.     Какое оборудование используют для пакетирования металлолома?

    6.     Какое оборудование используют для дробления кузова?

    7.     Расскажите о видовой сепарации продуктов дробления кузова.

    8.     Как проводится радиометрическая сепарация отходов цветных металлов?


    76



    7.  

                                АВТОМОБИЛЕЙ   автомобилями   деталей   отходов   детали   материалов   эксплуатации   агрегатов   металлолома   утилизации   помощью   узлов   УТИЛИЗАЦИЯ   используют   производства   отходы   АВТОКОМПОНЕНТОВ   системы   использование   производится   является   (рис   целью   осуществляется