СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО СКРАПА Российский патент 2014 года по МПК B02C13/00 B02C17/00 B03B7/00 B03B9/06 B03C1/00 B03C7/00 B07B1/00 

Изобретение относится к разделению твердых материалов с использованием комбинированных методов разделения, таких как магнитная, гравитационная сепарации и пневматическая каскадно-гравитационная классификация, и может быть наиболее широко использовано при переработке радиоэлектронного скрапа для извлечения из него металлов и сортировки пластмасс.

В процессе переработки радиоэлектронного лома неизбежно образуются безвозвратные отходы, содержащие металлы и материалы, загрязняющие окружающую среду и ведущие к потерям сырья.

Известен способ переработки радиоэлектронного и кабельного скрапа по патентам РФ №2166378, МПК В03С 7/08, 1999 г. и №2321462, МПК В03В 9/06, 2006 г., включающие дробление, измельчение, классификацию по крупности мельче 5 мм и электрическую сепарацию.

Недостатками известных способов является необходимость дробления и измельчения с получением измельченных частиц не более 5 мм для обеспечения разделения измельченных частиц скрапа по объемной плотности путем электростатической сепарации.

Кроме того, использование электростатического сепаратора, источника повышенной опасности, накладывает повышенные требования к производственному помещению и к обслуживающему персоналу.

Известен способ переработки смесей пластмасс и установка для переработки смесей пластмасс по патенту РФ №2150385, МПК В29В 17/00, 1995 г., включающие, в том числе, стадии измельчения материала, предпочтительно с помощью режущего валкового измельчителя, извлечения магнитных материалов с помощью подвесного магнита, классификацию по геометрическим размерам для отделения мелкозернистой фракции с помощью барабанного грохота, отделение (классификация) тяжелой фракции с помощью пневматического классификатора, гомогенизацию (мелкое измельчение) перерабатываемого сырья, повторное отсеивание (классификация) мелкозернистого материала с помощью барабанного грохота, отсеивание крупнозернистого материала с помощью стержневого грохота, удаление (классификация по геометрическим размерам) образующихся в ходе процесса фракций избыточной крупности и дополнительное измельчение этих частиц с помощью ножевой дробилки.

Недостатки данного способа - также многократное измельчение, тем более с помощью режущих измельчителей, ножевых дробилок. Износ режущих кромок режущего инструмента требует своевременной их замены для обеспечения необходимой степени измельчения, исключения поломок и аварий. Измельчение с помощью режущих измельчителей и ножевых дробилок в известных способах обусловлено необходимостью получения измельченных частиц перерабатываемого продукта не более определенных геометрических размеров (желательно одинаковых) для выделения необходимых компонентов перерабатываемого скрапа путем многократного классифицирования при помощи грохотов и пневматического классифицирования.

Известен способ переработки отходов ламп накаливания по патенту РФ №2035244, МКИ В07В 1/00, 1995 г., который, по мнению авторов, может быть принят за прототип. Известный способ включает дробление исходного материала, классификацию по размерам входящих в него частиц, магнитную и электрическую сепарации, причем дробление исходного материала производится в щековой и валковой дробилках, затем полученный материал классифицируют по геометрическим размерам с выделением надрешетного и подрешетного продуктов. Подрешетный продукт вновь подвергают дополнительному дроблению в конусно-инерционной дробилке с последующей магнитной сепарацией измельченного продукта, неметаллическую фракцию продукта классифицируют вновь по геометрическим размерам для выделения из надрешетного материала металлов, а подрешетный материал вновь подвергают дроблению до крупности 1 мм и подвергают гравитационному обогащению для выделения продуктов, содержащих металлы, которые вновь подвергаются магнитной и электрической сепарации. Как видно и по этому известному способу переработки многократное дробление(измельчение) исходного материала производится последовательно в щековой и валковой дробилках, после классификации подрешетный продукт вновь подвергается дроблению в конусно-инерционной дробилке, после чего немагнитную фракцию вновь классифицируют для выделения подрешетного продукта, который вновь подвергается гравитационному обогащению для выделения продуктов, содержащих металл, посредством магнитной и электрической сепарации. Кроме того, в известном способе дробление и измельчение осуществляется в щековых, валковых и конусно-инерционных дробилках, предназначенных для дробления хрупких материалов, обладающих низкой пластичностью, поскольку измельчаемый материал в этом случае разрушается посредством раздавливания. Вязкие и пластичные материалы, например пластичные металлы и пластмассы, при таком измельчении не разрушаются на отдельные элементы, а расплющиваются и, следовательно, измельчение в таких дробилках нерационально.

Известны молотковые дробилки для первичного измельчения тонких металлических отходов (Г.Шуберт. Подготовка металлических вторичных материалов (ресурсы, классификация, измельчение). М.: Металлургия, 1989 г, 359 стр. Перевод с немецкого Попова Г.Ф., Рудевского С.Г.

Использование молотковых дробилок, молоты которых обладают существенно большей стойкостью по сравнению с ножами ножевых и режущих измельчителей, не позволяет управлять процессом формообразования и получения измельчаемых частиц заданной формы. Недостатком молотковых дробилок также является неодинаковый труднопрогнозируемый размер получаемых при хрупком разрушении измельченных частиц перерабатываемого продукта. При таком способе измельчения применение электростатической и электродинамической сепарации для выделения металлов из измельченных продуктов не рационально.

Для сепарации металлов из измельченного молотковыми дробилками радиоэлектронного скрапа используются пневматические классификаторы, например по патенту РФ №2313406, МПК В07 В9/02, 2006 г., в котором из измельченного продукта радиоэлектронного скрапа выделяется металлическая фракция для дальнейшей переработки, но при классификации на пневматическом классификаторе выделяется и фракция продуктов граничной крупности, с измельченными частицами текстолитовых (стеклотекстолитовых) подложек, содержащими медь, свинец, олово с остатками драгметаллов и мелкие частицы других металлов. Отдельные мелкие частицы металла, содержащиеся в этом продукте, извлекаются с помощью грохотов, а оставшаяся фракция продуктов низкой объемной плотности с вкраплениями цветных металлов подлежит утилизации или обжигу в обжиговой печи с системой дожигания и газоочистки.

Цель изобретения повышение технической эффективности способа переработки.

Поставленная цель достигается тем, что в заявляемом способе переработки радиоэлектронного скрапа, включающем измельчение исходного материала, измельчение производят, преимущественно двустадийное, в молотковых дробилках с магнитной сепарацией измельченного скрапа на каждой стадии измельчения, классификацию по крупности (по геометрическим размерам) после последней стадии измельчения и пневматическую по объемной плотности в отдельности надрешетного и подрешетного продуктов классификации по крупности. Фракцию измельченного скрапа граничной крупности, получаемой при пневматической классификации, состоящую из измельченных частиц текстолитовых (стеклотекстолитовых) подложек радиоэлектронного скрапа, содержащих медь, свинец, олово с остатками драгметаллов, подвергают дополнительному измельчению в шаровой мельнице до крупности неметаллической составляющей этого продукта не более 1 мм и вновь полученный измельченный продукт подвергают пневматической классификации для выделения металлических включений.

Сущность изобретения заключается в том, что заявлена новая совокупность признаков, а именно:

измельчение исходного скрапа в молотковых дробилках, преимущественно в две стадии;

последующие магнитные сепарации после каждой стадии измельчения;

сепарация измельченного скрапа по геометрическим размерам после последней, преимущественно второй, стадии измельчения для выделения надрешетного и подрешетного продуктов;

раздельная пневматическая классификация по объемной плотности надрешетного и подрешетного продуктов на 4 продукта:

фракция высокой объемной плотности, преимущественно медные и оловянисто-свинцовые сплавы;

легкая фракция, продукты низкой объемной плотности (пластмассы), но относительно больших геометрических размеров;

пылевидная фракция - мельчайшие (дисперсные) неметаллические частицы перерабатываемого скрапа;

фракция продуктов граничной крупности и удельной плотности - преимущественно измельченные частицы текстолитовых (стеклотекстолитовых) подложек радиоэлектронного скрапа, содержащие медь, свинец, олово с остатками драгметаллов;

последующее дробление в шаровой мельнице продуктов граничной крупности и удельной плотности до крупности не более 1 мм неметаллической составляющей продукта граничной крупности;

пневматическая классификация измельченного шаровой мельницей продукта для выделения металлической составляющей измельченной фракции.

Заявленная новая совокупность признаков способа переработки радиоэлектронного скрапа позволяет увеличить глубину переработки - сократить безвозвратные потери дефицитных материалов, таких как медные и оловянистосвинцовые сплавы - радиоэлектронного скрапа, сократить количество степеней измельчения перерабатываемого скрапа, отказаться от использования для измельчения ножевых измельчителей и электростатических сепараторов для выделения металлов, что упрощает технологию переработки и одновременно снижает капитальные и эксплуатационные затраты.

Пример. В Южно-Уральском специализированном центре утилизации утилизируемые радиоэлектронные блоки с навесным монтажом без предварительной разборки общей массой 2971 кг подвергли дроблению в две стадии молотковыми дробилками до крупности не более 15 мм. Измельченные дробилками продукт на каждой стадии подвергли магнитной сепарации. Немагнитную фракцию продукта подвергли классификации по крупности (по геометрическим размерам) на грохоте. Надрешетный и подрешетные продукты грохочения каждый в отдельности подвергли классификации на пневматическом каскадно-гравитационном классификаторе с соответствующей регулировкой расхода воздуха через основные перечистные модули классификатора в зависимости от крупности перерабатываемой измельченной массы продукта по объемной плотности на 4 вида продукции:

готовый продукт - измельченные частицы высокой объемной плотности - медные и оловянисто-свинцовые сплавы; отходы - измельченные частицы низкой объемной плотности - частицы пластмассы без инородных включений;

пылевидные отходы - мельчайшие неметаллические мелкодисперсионные частицы, удаляемые системой пылеочистки;

частицы граничной плотности - измельченные частицы текстолитовых (стеклотекстолитовых) подложек радиоэлектронного скрапа, содержащие медь, свинец, олово с остатками драгметаллов и мельчайших частиц металлов общей массой 255 кг;

Измельченные частицы граничной плотности общей массой 255 кг подвергли доизмельчению в шаровой мельнице.

В шаровой мельнице продукт измельчили до крупности только пластмассовой составляющей не более 1 мм. Крупность измельчения металлических включений не регламентировалась.

Измельченный в шаровой мельнице продукт общей массой 255 кг вновь подвергли пневматической классификации с соответствующей регулировкой расхода воздуха через основные перечистные модули последнего под крупность измельченного шаровой мельницей пластмассовой составляющей продукта.

Пневматический классификатор в этом случае выделил 4 вида продукта:

готовый продукт - измельченные частицы высокой объемной плотности мельчайшие частицы металлов - медные и оловянисто-свинцовые сплавы - общей массой 19 кг;

отходы - измельченные частицы низкой объемной плотности - пластмасса без металлических включений;

отходы - измельченные частицы низкой объемной плотности меньших геометрических размеров - пластмасса;

пылевидные отходы - мельчайшие неметаллические частицы, удаляемые системой пылеочистки.

Так заявленным способом из 255 кг фракции граничной плотности перерабатываемого радиоэлектронного скрапа выделено 19 кг медносодержащих и оловянисто-свинцовые сплав, что показало возможность реализации способа, охарактеризованного в формуле изобретения, и увеличить глубину переработки радиоэлектронного скрапа на 0,63%, без использования ножевых измельчителей, электростатической сепарации, уменьшить число стадий измельчения.

Принято решение о промышленном использовании заявляемого способа переработки.

Изобретение относится к комбинированным методам разделения твердых материалов, а именно к переработке радиоэлектронного скрапа. Способ включает преимущественно двустадийное измельчение скрапа молотковыми дробилками до необходимой крупности, магнитную и ситовую сепарации измельченного скрапа с последующей пневматической классификацией по объемной плотности отдельно надрешетного и подрешетного продуктов ситовой классификации. При этом фракцию измельченного скрапа граничной крупности, получаемую при пневматической классификации, подвергают дополнительному измельчению шаровой мельницей до крупности неметаллической составляющей не более 1 мм. Для выделения металлической составляющей перерабатываемого скрапа вновь образовавшуюся измельченную фракцию подвергают пневматической классификации по объемной плотности. Способ позволяет повысить техническую эффективность переработки.

Способ переработки радиоэлектронного скрапа, включающий преимущественно двустадийное измельчение в молотковых дробилках, магнитную сепарацию, классификацию ситовую после последней стадии измельчения по крупности и классификацию пневматическую по объемной плотности отдельно надрешетного и подрешетного продуктов ситовой классификации, отличающийся тем, что фракцию измельченного скрапа граничной крупности, получаемую при пневматической классификации, подвергают дополнительному измельчению шаровой мельницей до крупности неметаллической составляющей фракции не более 1 мм и вновь образовавшуюся измельченную массу подвергают пневматической классификации по объемной плотности для выделения металлической составляющей.