Магнитные методы обработки отходов.

Магнитная сепарация — технология разделения материалов на основе различия их магнитных свойств (магнитной восприимчивости) и различного поведения материалов в зоне действия магнитного поля, изменяющего гравитационную траекторию материалов.

Основное практическое применение магнитной сепарации — извлечение нежелательных (негативно сказывающихся на качестве конечных продуктов или вызывающих поломки технологического оборудования) включений из сырьевых компонентов различных производств. Оборудование для магнитной сепарации (магнитные сепараторы) широко используется в таких отраслях промышленности как стекольная, горно-рудная, металлургическая, вторичная переработка, пищевая, химическая и многих других.

Магнитные способы обогащения основаны на разделении материалов по магнитным свойствам. Их применяют в том случае, если отходы содержат металлические включения. Материалы предварительно измельчают, классифицируют, некоторые обжигают. Используют магнитные сепараторы различных типов.

Магнитное обогащение используют для отделения слабомагнитных и сильномагнитных компонентов смесей твердых материалов от их немагнитных составляющих. Сильномагнитными свойствами обладают магнетит, маггелит, ферросилиций и некоторые другие вещества. Ряд оксидов, гидроксидов и карбонатов железа, марганца, хрома и редких металлов относится к материалам со слабомагнитными свойствами. Различные породообразующие минералы (кварц, полевые шпаты, кальцит и т. п.) относятся к немагнитным материалам.

Слабомагнитные материалы обогащают в сильных магнитных полях, сильномагнитные - в слабых полях. Магнитные поля промышленных сепараторов бывают в основном постоянными или переменными, комбинированные магнитные поля применяют реже.

Подлежащие магнитной сепарации материалы как правило подвергают предварительной обработке (дробление, измельчение, грохочение, обесшламливание, магнетизирующий обжиг и др.). Обычно магнитное обогащение материалов крупностью 3-50 мм проводят сухим способом, материалов мельче 3 мм - мокрым. Технология магнитной сепарации зависит прежде всего от состава подлежащего переработке материала и определяется типом используемых сепараторов. Последние обычно снабжены многополюсными открытыми или закрытыми магнитными системами, создающими различные типы магнитных полей, различаются способами питания (верхняя или нижняя подача материала), транспорта продуктов обогащения (барабанные, валковые, дисковые, ленточные, роликовые, шкивные сепараторы), характером движения обрабатываемого потока и эвакуации магнитных компонентов (прямоточные, противоточные, полупротивоточные) и другими особенностями.

Эвакуируемые из магнитного поля зерна сильномагнитных материалов вследствие остаточной намагниченности могут агломерироваться в разного вида агрегаты. С целью устранения последствий этого явления, называемого магнитной флокуляцией, используют многократное перемагничивание таких материалов в переменном магнитном поле размагничивающих аппаратов.

В процессах переработки твердых отходов широкое применение находят электромагнитные железоотделители (шкивные, подвесные, саморазгружающиеся сепараторы), предназначенные для извлечения железных и других ферромагнитных предметов из разрыхленных немагнитных материалов.

 

34. Способы и требования к сбору и переработке отработанных шин.

Складирование на открытых бетонированных или асфальтированных площадках осуществляется по типоразмерам шин с соблюдением требований по охране труда и пожарной безопасности. Изношенные шины должны быть чистыми и не иметь посторонних включений, они складываются в кипы и прочно увязываются синтетическим шнуром. Переработка вторичного резинового сырья осуществляется перерабатывающими организациями, имеющими право на данный вид деятельности. Не допускается переработка вторичного резинового сырья, если технологические процессы не обеспечивают экологическую безопасность и очистку выбросов вредных веществ в соответствии с требованиями, предусмотренными природоохранным законодательством.

Существует пять способов переработки изношенных шин в зависимости от характера изменений, которые при этом претерпевает структура резины:

1) способы, при которых используются изношенные шины без изменения их размеров и структуры их резиновой части (гидростроительство, искусственные рифы, защита склонов от эрозии, ограждение, строительство домов и т.д.);

2) способы, при которых не происходит существенного изменения структуры резины (получение резиновой крошки с целью ее использования в дорожном строительстве, полимерных смесях, производстве строительных и технических материалов и изделий);

Дробление изношенных шин производится при положительных температурах, а также криогенным способом с использованием жидкого азота. Криогенный способ позволяет разделить измельченные покрышки на компоненты - резину, металл и текстиль. Существенными недостатками криогенной технологии является высокий расход энергии на производство жидкого азота, большое шумовыделение и значительный расход хладагента. Переработка целых шин при положительных температурах (мельничные вальцы, роторные измельчители, мельницы ударного действия) требует применения оборудования с высокоизносостойкими режущими элементами и не гарантирует получения высокой степени очистки металла от резины.

3) технологические процессы, приводящие к существенному изменению структуры резины, но без потери при этом продуктами деструкции основных свойств эластомеров (производство регенерата). При получении регенерата используются мягчители, активаторы, модификаторы, эмульгаторы и т.д.

При получении регенерата водонейтральным способом девулканизация происходит в водной кислой среде в автоклаве при перемешивании. Термомеханический способ получения регенерата представляет собой непрерывный процесс с полной его механизацией и автоматизацией и непродолжительным циклом. Исключено образование сточных вод. Требует чёткого соблюдения параметра технологического процесса.

4) технологические процессы, в результате которых происходит глубокая деструкция структуры резины (пиролиз, растворение в углеводородах). Основными продуктами пиролиза являются жидкое топливо, технический углерод, шинный кокс. Современные пиролизные установки являются высокоэффективными от 30 до 50 тыс. т/год. По теплотворной способности приравниваются к углям, но при сгорании выделяется меньше золы и СО_2.

5) способы, приводящие к полному уничтожению структуры резины (использование в качестве топлива шин, резиновой крошки, продуктов пиролиза). При сжигании покрышек в цементных печах уровень загрязнения окружающей среды снижается, т.к. содержание кислорода в печи велико, горючие газы достаточно долго находятся в зоне сгорания, а сера и металл связываются в получаемом продукте. С точки зрения экологии недостатком является выделение в атмосферу соединений цинка.