Обработка металлических отходов и лома

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра «Логистика»

 

Реферат

по дисциплине

«Основы демонстрационный графики»

Тема: «Обработка металлических отходов и лома»

 

 

 

 

 

Выполнил: Соловьев А. А

                                                                                        Проверил: Рашевский А. Л.

 

 

 

Москва 2013

Оглавление

Введение 2

1) Вторичная переработка металлов 5

2) Виды металлолома 8

3) Переработка черного лома 10

4) Переработка цветных металлов 12

5) Переработка цветных и редких металлов 20

6) Переработка отходов золота, серебра и платиновых металлов 29

Выводы 32

Введение

 

Переработка (другие термины: вторичная переработка, рециклинг (отходов) (от английского recycling, рециклирование и утилизация отходов) повторное использование или возвращение в оборот отходов производства или мусора.

Наиболее  распространена вторичная, третичная  и т. д. переработка в том или  ином масштабе таких материалов, как стекло, бумага, алюминий, асфальт, железо, ткани и различные виды пластика. Также с глубокой древности используются в сельском хозяйстве органические сельскохозяйственные и бытовые отходы. Утилизация (От лат. Utilis - Полезный Utilitas - Польза) Дословный смысл - Извлечение из отходов пользы.

Природные ресурсы, которые потребляет человечество, можно условно разделить на две  части: возобновляемые и не возобновляемые. К возобновляемым ресурсам относятся  все те ресурсы, которые можно  восстановить с помощью фотосинтеза  в обозримый отрезок времени. Речь идёт в первую очередь обо  всех видах растительности и тех  ресурсах, которые можно из неё  получить. К не возобновляемым относятся полезные ископаемые, которые в обозримое геологическое время уже не восстановятся.

Используемые  человечеством технологии ориентированы  в первую очередь на использование  не возобновляемых природных ресурсов. Это нефть, уголь, руды и т.п. При  этом их использование технологически влечёт за собой нарушения в окружающем мире: уменьшается плодородие почв и количество пресной воды, загрязняется атмосфера и т.п.

Сегодня, используя сложившиеся технологии, человечество имеет разнообразнейшую структуру всевозможных отходов  бытового и промышленного происхождения. Эти отходы, постепенно накапливаясь, превратились в настоящее бедствие. Правительства развитых стран начинают все большее внимание уделять  вопросам охраны окружающей среды и  поощряют создание соответствующих  технологий. Развиваются системы  очистки территорий от мусора и технологии его сжигания. Однако есть достаточно много причин считать, что технологии сжигания мусора являются тупиковыми. Уже в настоящее время затраты  на сжигание 1 кг мусора составляют 65 центов. Если не перейти на другие технологии ликвидации отходов, то затраты будут  расти. При этом следует иметь  в виду, что необходимы такие новые  технологии, которые со временем могли  бы обеспечить, с одной стороны, потребительские  запросы населения, а с другой стороны, сохранность окружающей среды.

Значение вторичной переработки  отходов:

1. Ресурсы многих материалов на Земле ограничены и не могут быть восполнены в сроки, сопоставимые со временем существования человеческой цивилизации.
2. Попав в окружающую среду, материалы обычно становятся загрязнителями.
3. Отходы и закончившие свой жизненный цикл изделия часто (но не всегда) являются более дешевым источником многих веществ и материалов, чем источники природные.

 

1) Вторичная переработка металлов

 

Металлолом (металлический лом) — общее, собирательное  название различного металлического мусора (пришедших в негодность металлических  изделий), утилизируемого или не утилизируемого во вторичном металлургическом цикле. Чаще всего к металлолому относят  специально концентрируемый в отведенных местах металлический мусор для  последующей переработки (утилизации).

Лом и  отходы черных, цветных и редких металлов образуются при обработке  деталей, в результате нарушения  целостности, технического или морального износа и других причин выхода из строя  изделий и конструкций. Часть  металлов рассеивается по технологическим  причинам (покрытия, детали конструкций  боевого назначения и космических  аппаратов, аналитические реактивы и пр.) и в результате механических потерь. Это наиболее ценный из всех видов отходов, поскольку является конечным продуктом сложных технологий и содержит максимальную долю овеществленного  труда. Он получил специальное название «вторичные металлы». Переработкой вторичных  металлов занимаются четыре мощных организации  – Вторчермет, Вторцветмет, Вторредмет и Втордрагмет. Для многих металлов утилизация осуществляется в форме использования в материнских металлургических процессах.

Особенность утилизации металлов состоит в том, что она преследует цель получить их в исходной форме и использовать по прежнему назначению. Это в данном конкретном случае сближает утилизацию с рекуперацией, но, поскольку вторичная  металлургия не есть ни то, ни другое, ее часто называют рециклизацией. Последняя исключительно выгодна, поскольку сочетает в себе экономические преимущества и утилизаци, и рекуперации.

Например, отходы черных металлов – это не просто вторсырье. Это в полной мере ценный и совершенно необходимый  компонент, без которого невозможно выплавить новый металл. Использование  черного металлолома резко снижает  расход других шихтовых материалов, уменьшает  энерго- и трудозатраты и увеличивает съем металла с 1 м² пода печи. При этом себестоимость металла снижается за счет исключения затрат на осуществление предшествующих операций подготовки сырья и выплавки металла. В целом капиталоёмкость получения металла из вторсырья на порядок ниже, чем из руд.

Экономия  энергии при производстве металлов приобретает особое значение в условиях энергетического кризиса, поскольку  большинство металлов получают с  использованием энергоемких пирометаллургических или электрохимических процессов. За счет использования металлолома  она составляет (%): при получении алюминия – 94, меди – 83, цинка – 78, стали – 74, свинца – 64.

В настоящее  время практически 100% стали, цинка, свинца, магния, меди, серебра, золота и  от 30 до 60% других металлов перерабатывают предприятия Втормета.

Учитывая  несовершенство технологии в отраслях, использующих и перерабатывающих металлы, сырьевая база Втормета будет устойчивой еще долгие годы.

Основные  стимулы и выгоды переработки  металлолома всех типов:

1. Сокращение нагрузки на месторождения металлов (к настоящему времени сильно истощенные).
2. Улучшение экологической обстановки.
3. Сокращение объёмов топлива для получения важнейших металлов.
4. Уменьшение рассеяния и распыления металлов в глобальном масштабе.

Как отмечено выше, повторное использование металлов и сплавов можно определить как  рециркуляцию, поскольку практически  один и тот же металл может быть использован в данной сфере производства не два-три, а двадцать-тридцать, а  то и 100 раз. Это при том, что на металлургических предприятиях развита  и прямая рекуперация, т.е. возврат  металлов на переработку в пределах цеха, участка, завода. Таким образом, рециклизация и рециркуляция реализуются в виде круговорота металлов в цикле производство - потребление - производство.

Существуют  три формы потребления металлов: чистые металлы, металлические сплавы и химические соединения. Первые используют для покрытий, для получения эталонов металлов и сплавов, вторые представляют основную форму производственного  и бытового потребления, третьи широко используются в различных областях науки, техники и производства.

Производство  сплавов преследует цель придания материалам таких уникальных качеств, как тугоплавкость, термостойкость, жаропрочность, твердость, коррозионная стойкость и др. Это  сильно осложняет задачи утилизации подобных сплавов, поскольку их, соответственно, трудно расплавить, растворить, окислить, подвергнуть механической обработке. Проблема еще и в том, что многие металлические материалы подвергаются не только техногенному рассеянию, но и тому, что можно было бы назвать конструкционной капсюляцией – сосредоточению ценных металлов внутри трудно разрушаемых конструкций (ракеты, снаряды, капсулы, зонды, приборы и т.п.), поступающих на утилизацию.

Утилизация  чистых металлов

Чистые  металлы производят и используют в сравнительно небольших количествах, и они пока что в малой степени  теряются за счет рассеяния или механических потерь. К ним относятся платина, золото, вольфрам, молибден, рений и  некоторые другие. Классический пример - золото, производство которого за весь исторический период составило 100 тыс. тонн, и почти столько же находится  на учете в настоящее время (в  последние годы в связи с развитием  электронной, космической и военной  техники наблюдается незначительная убыль).

 

2) Виды металлолома

 

Металлолом  подразделяют в основном по виду металла, который имеет преимущественное процентное содержание в составе  металлолома, или преимущественное экономическое значение при переработке  металлолома.

Лом и  отходы цветных металлов и сплавов  подразделяют по наименованиям металлов; по физическим признакам — на классы; по химическому составу — на группы и марки сплавов; по показателям  качества — на сорта. Вторичные чёрные металлы подразделяются по содержанию углерода — на два класса; по наличию  легирующих элементов — на две  категории; по показателям качества — на 28 видов; по содержанию легирующих элементов — на 67 групп. В хозяйственной  деятельности, промышленности и торговле широко используются буквенные обозначения  видов и групп металлолома, которые  введены ГОСТом СССР.

Чёрный  лом (лом чёрных металлов):

Железный  лом: стружка, окалина, отходы литья, отработавшие срок службы изделия.

Чугунный  лом: стружка, отходы литья и др.

Нержавеющий лом: отходы металлообработки, б/у изделия.

Цветной лом (лом цветных металлов):

Медный  лом: отходы металлообработки, и др отходы.

Лом медных сплавов: отходы из медных сплавов (латунь, бронза, томпак)

Алюминиевый лом: всевозможный лом алюминия и  его сплавов.

Магниевый лом: самолетный металлолом.

Титановый лом: самолетный и корабельный лом  титановых сплавов.

Свинцовый лом: аккумуляторный и кабельный.

Редко метальный лом: лом сложных сплавов и отходы высокотехнологичных производств.

Полупроводниковый лом: отходы производства электронной  промышленности.

Драгоценный лом (лом драгоценных металлов):

Золотой лом: отслужившие срок службы ювелирные  изделия из сплавов золота, химаппаратура, катализаторы.

Серебряный  лом: отслужившие срок службы ювелирные  изделия, серебряно-цинковые аккумуляторы, катализаторы, и др.

Лом платиновых металлов: отслужившие срок службы ювелирные изделия, химическая аппаратура, тигли, катализаторы, электронагреватели и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Переработка черного лома

 

Постоянно высокий спрос на лом чёрных металлов обусловлен особенностями технологии выплавки стали. Производство стали  в мартеновской печи, кислородном  конвертере или электросталеплавильном агрегате требует обязательного  смешения чугуна с подготовленным металлоломом, причём, чем выше марки выплавляемой стали, тем большее количество металлолома  требуется.

Сбор  и переработка лома чёрных металлов закономерно стала отдельной  отраслью чёрной металлургии, а высокие (и постоянно растущие) цены металлолома  объясняются не столько увеличением  мирового спроса на отечественную сталь, сколько исчерпанием традиционных источников чёрного лома.

Утилизация  металлолома на сегодняшний день является достаточно сложной и трудоёмкой задачей. Цены на лом чёрных металлов привлекательны не только промышленным предприятиям, ведущим продажу металлолома  машинными и вагонными нормами, но и для населения. Закупка лома у населения ведёт к увеличению доли металла низкой категории в  общей массе вторсырья. Увеличенная  нагрузка на пресса для металлолома приводит к их усиленному износу и перерасходу лимитов энергопотребления. Рост цен на горюче-смазочные материалы повышает себестоимость тонно-километра и заставляет расходовать на вывоз металлолома больше средств, чем планировалось.

Покупка чёрного лома у промышленных предприятий  осложняется низкой заинтересованностью  собственников в осуществлении  ритмичных поставок. Если в эпоху  планового хозяйствования задания  по сдаче металлолома исчислялись  в процентах от потребляемой металлопродукции и включались в категорию особо  важных задач, то теперь трудоёмкость и энергоёмкость процесса делает поставки металлолома невыгодными  для большинства предприятий  горнодобывающей (к примеру) отрасли. Не помогает и повышенная закупочная стоимость металлолома: машиностроительному  предприятию выгоднее рационально  использовать металлопрокат, нежели отгружать  большие количества лома.

Наносит удар отечественной переработке  металлолома и покупка лома металлов зарубежными участниками рынка. И хотя поставки такого рода строго квотируются, значительное количество металла теряется для отечественных  сталеплавильщиков безвозвратно.