187126. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémekből vagy fémötvözetekből és magas olvadáspontú szennyező anyagokból álló diszperz rendszerek fémes anyag tartalmának kinyerésére
1 .187 126 2 A találmány tárgya eljárás fémekből vagy fémötvözetekből és magas olvadáspontú szennyezőanyagokból álló diszperz rendszerek fémes anyag tartalmának kinyerésére, amelynek során a diszperz anyagot plazmaívvel hevítjük. Ismeretes, hogy a nagyértékü fémekből, keménymágnes ötvözetekből stb. készült gyártmányok megmunkálásánál, főleg köszörülésnél nagy menynyiségű, szennyezett diszperz állapotú hulladék (köszörülék) képződik. Ezeknek a nagyértékű fémeknek, ötvözeteknek visszanyerésére mind ez ideig nincs kialakult, gazdaságos, üzemszerűen alkalmazható módszer. így ez az értékes fémeket tartalmazó, viszonylag nagy mennyiségű hulladék részben lényegesen értéken aluli áron kerül főleg külföldön értékesítésre, részben értékesítetlenül, a környezetet szennyezve hányóra jut, nagy veszteséget okozva a népgazdaságnak. Az eddigi próbálkozások, pl. a hagyományos kohászati elektromos kemencékben (ív- és indukciós) való átolvasztás nem vezettek eredményre, mivel az olvasztás során az olvadék magas olvadáspontú szennyezői (karbidok, oxidok) nem bomlanak el és nem is olvadnak meg, hanem változatlanul diszperz állapotban maradnak, így megakadályozzák a megolvadt fémes részecskék koagulálását és ezzel különválását a szennyező alkotóktól. Az elektrokémiai úton történő megoldás pedig a rendkívül nagy beruházási költségek miatt nem jöhet szóba. A kohászatban alkalmazott plazmaíves és plazmasugaras olvasztási technológiákban (Simon— Sziklavári-Szőke: „Újabb technológiai megoldások az acélgyártásban”, Műszaki Könyvkiadó 1978. 236. old.; R. M. Nikolic-R. S. Segsworth: „Extended Arc Furnace”, EEE Transactions on Industry Applications, 1977/1, 45-48. old. a betét felületére irányított plazmafáklya felhevíti és meg is olvasztja az adagolt diszperz hulladékot, azonban az olvadt állapotú salakszerű szennyezőanyagban a megolvadt fém részecskék mikroszkopikus méretű cseppjei továbbra is diszperz állapotban maradnak és nem különülnek el. A plazmakemencéknek eddig ismert technológiák szerinti alkalmazása ezért nem megfelelő a szóban forgó diszperz hulladék alkotóinak különválasztására. A jelen találmánnyal célunk olyan technológia létesítése, amely viszonylag gazdaságosan és üzemi viszonyok között is megbízható módon megoldja a nagyértékű fémek és ötvözetek kinyerését a hulladékból úgy, hogy mint fémes alapanyagok ismét felhasználhatóak legyenek. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a plazmaívet létrehozó elektródokat a diszperz rendszerbe merítve üzemeltetjük, az áramló plazmagázokkal a fémolvadék-cseppeket koaguláltatjuk és fajsúly szerint elkülönítjük. Az eljárás igen előnyösen alkalmazható öntött keménymágnesek köszörülése során keletkező köszörűport tartalmazó diszperz rendszerek kezelésére. A találmány alapja az a felismerés, hogy amenynyiben plazmaíves olvasztáskor a plazmaívet létrehozó elektródokat a kezelni kívánt diszperz rendszerbe merítve üzemeltetjük és ezzel olvadék + gáz halmazállapotú három fázisú diszperz rendszert hozunk létre, akkor az áramló plazmagáz olyan intenzív mozgást idéz'élő az olvadó hulladékban, hogy .a megolvadt fémes fázis koagulálni képes, és ezáltal fajsúly szerint külön tud válni a szennyező anyagoktól. A fentiek alapján-a találmány szerint úgy járunk el, hogy a kemencetérbe adagolt hulladék anyagot villamosívben létrehozott plazmaállapotú gázzal megolvasztjuk és túlhevítjük olyan mértékig, hogy az olvadékban a fémes fázis az áramló plazmagázck mechanikai keverő, hatására koagulálni tud és nagyobb fajsúlya következtében a kemence alján összegyűlik. A fém és a salak a kemencéből külön csapoló nyíláson át elkülönítve lecsapolható. Az értékes fémötvözet célszerűen tömb alakba önthető vagy granulálható. A találmány szerinti megoldás az alábbi előnyös hatásokat biztosítja:- a plazmaívfény magas hőmérséklete lehetővé teszi az olvadék olyan mértékű túlhevítését, amely a magas olvadáspontú diszperz fázis jelenléte ellenére biztosítja a nagyfokú hígfolyékonyságot;- a plazmafáklya a betétet olyan mértékben fel tudja hevíteni, hogy az abban levő szennyezőanyagok is elsalakulnak, amely célszerűen adagolt salakképző anyagokkal elősegíthető;- a találmány szerinti megoldás segítségével az értékes fémek és ötvözetek, fémes állapotban viszonylag gazdaságos energiafelhasználás, max. 20 kWó/kg mellett nyerhetők ki a hulladékból;- a visszanyert fém értéke jelentősen meghaladja az eljárás költségeit;- a találmány szerinti módszerrel kinyert fémek és ötvözetek alapanyagként való újra felhasználása jelentős volumenű és értékű tőkés import megtakarítást eredményez. A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas berendezést részletesebben rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmányiszerinti eljárás foganatosítására szolgáló berendezés metszete. Az ábrán látható berendezés 1 gázbevezetőnyílásokkal ellátott 2 elektródokat tartalmaz, amelyek 3 fedélen át nyúlnak be a kemencetérbe. A 3 fedél 4 adagolónyílással van ellátva, míg az 5 salakcsapoló nyílás a 6 fémfürdőt körülvevő 7 kemencetest oldalában van elhelyezve. A 8 szilárd hulladékréteg alatt, ugyancsak a 7 kemencetest oldalában 9 fémcsapoló nyílás van kialakítva. A háromfázisú 10 diszperz rendszer a 6 fémfürdő és a 8 szilárd diszperz hulladék között helyezkedik el, a 11 plazmaívek magasságában. A 3 fedélen 12 kéménnyel összekapcsolt elvezetőnyílás van kialakítva. A 2 elektródokhoz 13 tartóvezetékek csatlakoznak. Induláskor a 7 kemencetest és a 3 fedél által lehatárolt kemencetérbe a 4 adagolónyíláson át 8 adagolt szilárd diszperz hulladékot a 2 furattal ellátott és a diszperz rendszerbe merülő elektródok által létrehozott 11 plazmaív hevíti fel és megolvasztja. Megolvadás után létrejön a 10 (olvadék + gáz halmazállapotú) salak-fém-plazmagáz diszperz rendszer. Az áramló plazmagázok hatására a 10 diszperz rendszer olyan mozgásba jön, hogy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
