Участок по переработке лома твёрдых сплавов способом хлорирования

УЧАСТОК ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ЛОМА ТВЁРДЫХ СПЛАВОВ СПОСОБОМ ХЛОРИРОВАНИЯ" Научный руководитель: доцент, к. х. н. Маслов Л.П. Выполнил студент гр. ТС-51 Бичевой С.М. Москва 2007 г. ОГЛАВЛЕНИЕ 1. ВВЕДЕНИЕ 2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1. Твёрдые сплавы. 2. Классификация твёрдых сплавов. 3. Свойства твердых сплавов и области их применения. 4. Основные российские производители твёрдых сплавов. 3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ТВЁРДЫХ СПЛАВОВ 1. Источники лома твёрдых сплавов. 2. Основные способы переработки твёрдых сплавов. 1. Хлорирование. 2. Методы регенерации твёрдого сплава. 3. Окислительные методы. 3. Основные этапы подготовки лома твёрдых сплавов. 4. Исходные данные: 5. Свойства компонентов вторичного сырья, которые могут быть использованы при разработке принципиальной технологической схемы процесса переработки сырья [6]. 3.6 Обоснование выбора стадий предварительной обработки сырья. 7. Выбор оборудования для предварительной обработки сырья. 1. Одновальцовая дробилка CEB 16/2. Молотковая мельница CHM 23/3. Магнитный сепаратор ПБС-63/4. ХЛОРИРОВАНИЕ ПОДГОТОВЛЕННОГО СЫРЬЯ 1. Хлориды и оксохлориды вольфрама. 2. Оксохлориды вольфрама 2. Разработка способа хлорирования сырья 1. Выбор параметров процесса хлорирования 34 4.2.2. Выбор стабильного сечения тройной системы, продукты реакций 3. Разработка принципиальной схемы 4. Разработка аппаратурно-технологической схемы 1. Аппаратурное оформление 1. Аппаратурное оформление 2.Описание схемы переработки твердого сплава 5. РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА 5.1 Уравнения материального баланса. 1. Расчет блока №2. Расчет блока № 2 50 5.1.3. Расчет блока № 4. Расчет блока № 5. Расчет блока № 6. Расчет блока № 5.2 Расчет технологической схемы в целом 1. Уравнения материального баланса. 1. Расчет потоков: 2. Расчет циклонной пыли. 4. Количество связующих веществ в исходной шихте. 5.2 Окисление карбидов. 1. Окисление WC: 2. Окисление TiC: 3. Окисление Со: 4. Окисление Zn: 5. Окисление Си: 6. Окисление Ге: 7. Теоретическое количество воздуха. 5.5 Блок 5 Прокалка и сушка. 8. ВЫВОД 9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 87 1. ВВЕДЕНИЕ В настоящее время для производства режущих инструментов широко используются твердые сплавы.

Они состоят из карбидов вольфрама, титана, тантала, сцементированных небольшим количеством кобальта.

Карбиды вольфрама, титана и тантала обладают высокой твердостью, износостойкостью.

Скорости резания инструментами, оснащенными твердыми сплавами, в 3-4 раза превосходят скорости резания инструментами из быстрорежущей стали.

В 2000 г. исключая Китай, было произведено около 30000 т твердых сплавов.

Около 67% от всего количества твердых сплавов используется в мире в режущем инструменте.

Динамика развития производства твердых сплавов может быть проиллюстрирована следующим фактом: в период 1979-1991 гг т.е. за 12 лет, спрос в мире на режущий инструмент удвоился.

Пропорционально использованию твердых сплавов растет количество амортизационного лома, брака при изготовлении инструментов, пылевидных отходов, образующиеся при заточке инструмента и т.д. Данные виды отходов, возможно повторно переработать, что экономически более целесообразно чем производство металла из руды. Использование вторичного сырья позволяет решить ряд важнейших проблем: сохранение невосполнимых природных ресурсов; улучшение экологической обстановки; снижение капитальных и энергетических затрат; повышение производства редких металлов.

Цель данной работы состоит: в разработке схемы переработки лома твердых сплавов способом хлорирования, при заданных производительности, температуре обжига и способе подготовки сырья.

Подборе необходимого технологического оборудования. Оценке экономической эффективности переработки. Оценке данного процесса с точки зрения безопасности. 2.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.

Твёрдые сплавы

Композиционный материал представляет собой высокопрочный или высокомод... "Цементирующим" металлом в сплавах служит кобальт, а иногда - никель, ... Сплавы обладают относительно высокой теплопроводностью и электропровод... Для них характерны высокие значения модуля Юнга 2,8 • 105-6,5 • 106 МП... При комнатной температуре карбиды - хрупкие материалы, но при высоких ...

Классификация твёрдых сплавов

. Твердые сплавы классифицируются по следующим признакам: по составу: WC... Классификация твёрдых сплавов. 2.3.

Свойства твердых сплавов и области их применения

Зависимость твердости различных инструментальных материалов от темпера... Штамповки, высадки, обрезки, вытяжки углеродистых и качественных стале... Структура карбидной фазы зависит от соотношения WC и TiC в шихте. В сп... . Область применения твердых сплавов [7] Марки Применение Для обработки ...

Основные российские производители твёрдых сплавов.

В Российской Федерации в настоящее время наиболее крупными производителями твердосплавной продукции являются: АООТ "КЗТС", Кировоградский завод твердых сплавов, Свердловская область; ОАО "Победит", г. Владикавказ ФГУП ВНИИТС, г. Москва; "МКТС-САНДВИК", г. Москва.

Это предприятие, являющееся собственностью шведского концерна "САНДВИК КОРОМАНТ", осуществляет свою программу в области закупки сырья, производства, маркетинга; ОАО "Волгобурмаш", г. Самара; ООО "АЛГ", г. Москва.

АООТ "КЗТС" производит изделия: 1.1. Напаиваемые пластины для режущего инструмента Марки сплавов - ВКЗ, ВК6, ВК8, ВК3М, ВК6ОМ, Т5К10, Т15К6, Т14К8, Т30К4, ТТ7К12, ВП322 1.1.1. Пластины для резцов. 1.1.2Пластины для сверл, зенкеров и разверток. 1.1.3. Пластины для фрез. 1.2. Сменные многогранные пластины.

Марки сплавов - ВК6, ВК6ОМ, ВК8, ВП3115, ВП3325, ВП322, МС121, МС137, МС146, МС221, МС321, МС1465, МС1466, МС2215, МС2216, МС3215, МС3216, Т5К10, Т14К8, Т15К6, ТЗОК4, ТС1Т, ТС1Ф, ТТ7К12. 1.3. Сменные опорные многогранные пластины.

Марка сплава - ВК15 1.4. Изделия для монолитного инструмента.

Марки сплавов - ВК6, Т5К10, Т15К6, Т14К8, Т30К4 1.5. Стружколомающие пластины.

Марки плавов - ВК8 1.6. Пластины твердосплавные для дисковых дереворежущих пил и дереворежущих фрез. Марки сплавов - ВК6, ВК8, ВК15 1.7. Пластины - заготовки для отрезных ножей.

Марка сплава - ВК15 Наряду с этим выпускает товарные карбиды и смеси.

В конце 2002 г. объем производства составлял 40 т/мес, в 2003 г.60 т/мес. Таким образом, предполагаемый годовой объем производства составляет ориентировочно 700-1000 т твердосплавной продукции, из которых приблизительно 60% приходится на сплавы ВК, 30% - сплавы ТК и 10% - сплавы ТТК. ОАО "Победит" производит из твердых сплавов изделия для обработки металлов резанием, для обработки металлов давлением и синтеза алмазов, для оснащения горно-бурового инструмента, а также товарные карбиды и смеси. Объем производства твердосплавной продукции составляет ориентировочно 15-20 т/мес, 70% от этого объема приходится на сплавы ВК, 15% - ТК и 15% - ТТК. Продукция ОАО "Победит": 1. Пластины для оснащения режущего инструмента: 1.1) Напаиваемые пластины форм: 01, 02, 61, 62, 06, 66, 07, 67, 10, 11, 70, 13(1-2), 14, 15, 16, 17, 20, 21, 23, 24, 25, 26, 27, 32, 39, 47, 48, 49, 50, 51 из сплавов марок ВКЗ, ВК6, ВК8, ВКЗ-М, ВК6-М, ВК6-ОМ, ВКЮ-ХОМ, Т5К10, Т15К6, Т14К8, ТЗОК4 по соответствующим ГОСТам; 1.2) Сменные многогранные пластины из сплавов марок: Т5К10, Т15К6, ВК8, ВК6, ВК6-ОМ, ТТ20К9, ТТ7К12, а также ВП3325, ВП3115, ВП1255 по дополнительному согласованию; 1.2.1) Режущие пластины: трехгранной формы по ГОСТам: 19043-80, 19045-80, 24251-80, 24250-80, 19044-80, 19046-80,24247-80; 27301-87, 27302-87, шестигранной формы по ГОСТам: 19047-80, 19048-80; 19067-80, 19068-80, квадратной формы по ГОСТам: 19049-80, 19050-80, 24253-80, 24252-80, 19051-80, 19052-80, 24248-80, 19053-80; 27301-87; 27302-87, ромбической формы по ГОСТам: 19056-80, 19057-80, 19059-80; 24249-80, 24255-80, 24256-80, 24257-80; 27301-87, 27301-87, параллелограммы по ГОСТам: 19061-80, 19062-80, пятигранной формы по ГОСТам: 19063-80, 19064-80, 19065-80, круглой формы по ГОСТам: 19069-80, 19070-80, 19071-80, 19072-80; 27301-87; 25403-82; 1.2.2) Опорные пластины: трехгранной формы по ГОСТам: 19073-80, 19074-80; шестигранной формы по ГОСТам: 19075-80, 19081-80, квадратной формы по ГОСТам: 19076-80, 19077-80; ромбической формы по ГОСТам: 19078-80; 24254-80, параллелограммы по ГОСТам: 19079-80, пятигранной формы по ГОСТам: 19080-80, круглой формы по ГОСТам: 19083-80; 1.2.3) Стружколомы: круглой формы (ГОСТ 25418-82), трехгранной формы (ГОСТ 19084-80), четырехгранной формы (ГОСТ 19085-80). 2. Изделия для горного инструмента форм: П1, П2, Г14, Г24, Г24А, Г25, Г26, Г32, Г33, Г34, Г34А, Г36, Г38, Г39, Г40, Г53, Г54, Г64, Г66, Г67 из марок сплавов: ВК8, ВК4В, ВК6В, ВК8В, ВК8ВК, ВК10КС, ВК11ВК, ВК8КС по ГОСТ 880-75. 3. Пластины для деревообработки из сплавов ВК6, ВК8, ВК15 формы по ГОСТ 13833 и по ГОСТ 13834. 4.3аготовки вставок для высадочного инструмента из сплавов ВК10КС, ВК20КС по ГОСТ 10284-84. Возможно изготовление из ВК15 и ВК20. 5. Вставки из твердых сплавов ВК8, ВК15, ВК20 для разделительных и гибочных штампов по ГОСТ 19106-73. 6. Волоки-заготовки для волочения проволоки и прутков круглого сечения по ГОСТ 9453-75, 2330-76, 5426-76. 7. Заготовки для Блок-матриц (для синтеза алмазов) по соответствующим ТУ. Не стандартизированная продукция изготавливается по чертежам и ценам, согласованным с заказчиком. Металлургический цех ФГУП ВНИИТС выпускает до 40 марок сплавов, включая опытные, с целью определения областей применения новых видов продукции.

Годовой объем производства не превышает 40 т, из которых 80% составляют сплавы ВК, 5% -ТКи 15% -ТТК. ОАО "Волгобурмаш" производит изделия для оснащения шарошечных долот из твердых сплавов ВК по лицензии фирмы "Карболой" (США). Годовой объем производства составляет ориентировочно 250-300 т. ООО "АЛГ" изготовляет в год более 60 т изделий в основном из сплавов Фирма выпускает широкую номенклатуру изделий из стандартных марок и из сплавов собственной разработки марок ЖС-11, ЖС-17, РТ-7 и других для следующих областей применения.

Полный ассортимент режущих пластин для: • обработки колесных пар; • сверления и фрезерования рельсов; • обработки осей; • обработки стрелочного привода; СМП для тяжелого резания и фрезерования; заготовки осевого инструмента; быстроизнашивающиеся детали штампов, сопла; коррозионностойкие немагнитные твердые сплавы марок СН8, ВНКЮ, ВН8-ОМ, из которых изготавливаются износостойкие изделия для: • погружных нефтяных насосов; • осевых подшипников скольжения и опоры; • торцевых уплотнений насосов; • химической индустрии; • пресс-уснастки при формовании магнитов. [2] 3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ТВЁРДЫХ СПЛАВОВ 3.1.

Источники лома твёрдых сплавов

Источники лома твёрдых сплавов.

В настоящее время источниками образования лома твёрдых сплавов в большинстве случаев является амортизационный лом режущего инструмента.

Следующий большой источник лома твердых сплавов − это отработавшее горнобуровое оборудование и конструкционные детали, а так же отходы и брак при производстве этой продукции. 3.2.

Основные способы переработки твёрдых сплавов

Хлорирование. Образовавшиеся хлориды вольфрама (WC16), титана (TiCl4) и кобальта (Со... 2) Отходы твердых сплавов перед хлорированием окисляются кислородом ил... 3.2.2. .

Методы регенерации твёрдого сплава

Процесс сопровождается объемным расширением материала и приобретением ... Полученную смесь повторно используют для производства твердого сплава. 2) Сущность технологии состоит в том, что исходный материал подвергает... . При этом происходит расплавление цинка и кобальт из твердого сплава пе...

Окислительные методы

Процесс ведут при 800-900°С. Плав измельчают и выщелачивают водой. Затем раствор вольфрамата натрия... . 3) СВС-процесс Для переработки отходов твердосплавного инструмента на ... Окислительные методы.

Основные этапы подготовки лома твёрдых сплавов

Они подвергаются опытно-промышленной проверке, а затем выбирается схем... элементов) окисляемость при нагревании и обжиге и т.д. сплава марки Т15К6 (15% карбида титана 6% металлического кобальта, ост... Инструмен-тальная сталь C ~ 0.8 - 1.0 Si ~ 0.25 Mn ~ 0.25 - 0.30 Cr ~ ... Реагирует при нагревании с галогеноводородами.

Обоснование выбора стадий предварительной обработки сырья

Таблица.3.6.1 Магнитная восприимчивость материалов. Вид материала Магнитная восприимчивость материалов − &#9... Гравитационное обогащение Метод основан на различии в плотностях и ско... Таблица 3.6.2. [кг/м3] При разработке схемы переработки сырья можно использовать грав...

Выбор оборудования для предварительной обработки сырья

3.7.1. Одна из областей её применения – дробление твёрдого сплава. Принцип де... привода не более 3 кВт Принип работы одновальцовойая дробилки CEB. Таблица 3.7.2. Основные технические характеристики молотковой мельницы CHM 23/20.

ХЛОРИРОВАНИЕ ПОДГОТОВЛЕННОГО СЫРЬЯ

ХЛОРИРОВАНИЕ ПОДГОТОВЛЕННОГО СЫРЬЯ При разработке схемы хлорирования мы должны выделить наиболее ценный и концентрированный элемент в сырье. В нашем случае этот элемент вольфрам (см. таблицу 4.2.1). Следовательно нужно разработать схему переработки, чтобы повести селективное выделения вольфрама в форме, удобной для дальнейшей переработки. 4.1.

Хлориды и оксохлориды вольфрама

Хлориды вольфрама. Исследуем систему WCl6 – WCl4. Хлорид WC16 конденсируется из паровой фазы в форме темно-фиолетовых кр... Гексахлорид вольфрама не образует прочных комплексов с хлоридами щелоч... При повышенных температурах устойчивость низших хлоридов вольфрама пон... Тетрахлорид вольфрама - кристаллические вещества темного цвета. Получа...