Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения порошка железа из отработанного смазочного масла

Изобретение относится к порошковой металлургии железа и его сплавов и может быть использовано для извлечения железа в виде порошка из отработанного смазочного масла при эксплуатации автотракторного парка.

Известен способ получения порошка железа из отработанных водных растворов гальванического или металлургического производства. Способ включает восстановление дисперсным алюминием, взятым в мольном соотношении железо:алюминий 1:(1-2) соответственно, восстановление проводят в присутствии соляной кислоты, проводят промывание и высушивание осадка [Патент №2094174, B22F 9/24, 27.10.1997].

Недостатком известного способа является сложность технологических процессов и значительная энергоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения порошка окиси железа из отработанной травильной жидкости, включающий дегидратацию при 170°С в сушильных устройствах или автоклавах, где по закону отрицательной растворимости сульфата железа в воде кристаллизуется соль с содержанием 1,2-1,4 молекулы воды. Термическое разложение моногидрата сульфата железа во вращающейся печи при 750°С и разложение FeSO₄ по формуле

2FeSO₄→Fe₂O₃+SO₂+SO₃

Выделяющиеся в результате этой реакции сернистые газы можно использовать при производстве серной кислоты. Промывку полученных окислов железа в специальных баках для удаления примесей, растворимых в воде. Отделение Fe₂O₃ от водной пульпы при помощи вакуумных ротационных фильтров с последующим высушиванием порошка окислов в сушилках [Железные порошки. Технология, состав, структура, свойства, экономика / В.Б. Акименко, В.Я. Буланов, В.В. Рукин и др. - Москва: Наука, 1982. - С. 176-178].

Недостатками данного способа является высокая энергоемкость и высокая трудоемкость процесса.

Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение энергоемкости и трудоемкости процесса.

Технический результат достигается тем, что в способе получения порошка железа из отработанного смазочного масла, включающем промывку порошка железа, отделение порошка железа от водной пульпы, высушивание порошка железа, перед промывкой порошка железа отработанное смазочное масло подогревают до температуры 50-90°С, проводят магнитное сепарирование.

Подогрев отработанного смазочного масла до температуры 50-90°С обеспечивает снижение вязкости отработанного смазочного масла, что уменьшает сопротивление перемещению дисперсных частиц порошка железа в струе масла, т.е. снижает энергоемкость процесса.

Подогрев отработанного смазочного масла менее 50°С не обеспечивает снижение вязкости отработанного смазочного масла, а более 90°С приводит к турбулентному движению струи и нарушает эффективность магнитного воздействия.

Проведение магнитного сепарирования подогретого отработанного смазочного масла обеспечивает перемещение дисперсных частиц порошка железа под действием магнитного поля к поверхности вращающегося магнита сепаратора, позволяет быстро и эффективно отделить дисперсные частицы порошка железа от смазочного масла. Частицы порошка железа оседают на поверхности вращающегося магнита сепаратора. Снижается трудоемкость процесса.

Способ получения порошка железа из отработанного смазочного масла осуществляют следующим образом. Отработанное смазочное масло, в котором содержатся дисперсные частицы порошка железа, выливают в емкость с механической мешалкой и нагревателем и подогревают до температуры 50-90°С. Далее подогретое отработанное смазочное масло с дисперсными частицами порошка железа направляют насосом для подачи масла на магнитный сепаратор. Струю подогретого отработанного смазочного масла направляют в сторону, противоположную вращению магнита. Это обеспечивает быстрое и эффективное разделение дисперсных частиц порошка железа и масла при минимальном количестве масляной пленки на дисперсных частицах порошка железа. Дисперсные частицы порошка железа, покрытые масляной пленкой, отделяют от поверхности вращающегося магнита сепаратора скребком и собирают в отдельную емкость.

В специальном баке готовят 3-8% водный раствор технического моющего средства. Подогревают до температуры 80-90°С. Добавляют собранные дисперсные частицы порошка железа, покрытые масляной пленкой. Промывают порошок железа в течение 15-20 минут при постоянном интенсивном перемешивании. Проводят отстаивание в течение 30-40 минут. Сливают моющий раствор из бака. Промывают порошок железа горячей водой с температурой 80-90°С. Затем порошок железа высушивают в сушилке при температуре 90-110°С.

Пример 1

Берут 1000 л отработанного смазочного масла, например, слитого из двигателей ЯМ3-240Б, выливают в емкость с механической мешалкой и нагревателем. Подогревают до температуры 50°С. Подогретое отработанное смазочное масло с дисперсными частицами порошка железа направляют насосом для подачи масла на магнитный сепаратор, например, типа «СМЗМ», в сторону, противоположную вращению магнита. Это обеспечивает быстрое и эффективное разделение дисперсных частиц порошка железа и масла, при минимальном количестве масляной пленки на дисперсных частицах порошка железа. Дисперсные частицы порошка железа притягиваются и оседают на поверхности вращающегося магнита сепаратора. Дисперсные частицы порошка железа, покрытые масляной пленкой, отделяют от поверхности вращающегося магнита сепаратора скребком и собирают в отдельную емкость.

В специальном баке готовят 3-8% водный раствор технического моющего средства, например, технического моющего средства «МЛ-52». Подогревают до температуры 80-90°С. Добавляют собранные дисперсные частицы порошка железа, покрытые масляной пленкой. Промывают порошок железа в течение 15-20 минут при постоянном интенсивном перемешивании. Проводят отстаивание в течение 30 -40 минут. Сливают моющий раствор из бака. Промывают порошок железа горячей водой с температурой 80-90°С. Затем порошок железа высушивают в сушилке, например в сушильном шкафу типа «ВСШ-350», при температуре 90-110°С.

В результате получают 380 г порошка железа по дисперсности удовлетворяющего технологии порошковой металлургии и технологии производства композиционных материалов.

Пример 2

Берут 1000 л отработанного смазочного масла, например, слитого из двигателей Камаз-740, выливают в емкость с механической мешалкой и нагревателем. Подогревают до температуры 90°С. Далее все операции проводят, как в примере 1.

В результате получают 270 г порошка железа, по дисперсности удовлетворяющего технологии порошковой металлургии и технологии производства композиционных материалов.

Заявляемый способ получения порошка железа из отработанного смазочного масла позволяет снизить энергоемкость процесса за счет подогрева отработанного смазочного масла до температуры 50-90°С, обеспечивающего снижение вязкости смазочного масла; а также снизить трудоемкость процесса за счет магнитного сепарирования, обеспечивающего быстрое и эффективное отделение дисперсных частиц порошка железа от смазочного масла и оседание их на поверхности вращающегося магнита сепаратора.

Предлагаемый способ получения порошка железа из отработанного смазочного масла апробирован в лабораторных условиях кафедры «Технического сервиса, механики и электротехники» факультета технического сервиса в АПК ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина.

Данный способ получения порошка железа из отработанного смазочного масла может быть использован как на нефтехимических предприятиях по регенерации отработанных масел, так и на сервисных предприятиях агропромышленного комплекса.

Предлагаемый способ получения порошка железа из отработанного смазочного масла позволяет получить порошок железа при низких температурных режимах, без применения энергоемкого оборудования, что в 1,5-2 раза снижает энергоемкость процесса. В результате применения данного способа на 20-30% снижается трудоемкость процесса. Кроме того, применение данного способа позволит сократить попадание железа в сточные воды, что благоприятно скажется на экологической обстановке.

Источники информации

1. Патент №2094174, B22F 9/24, 27.10.1997.

2. Железные порошки. Технология, состав, структура, свойства, экономика / В.Б. Акименко, В.Я. Буланов, В.В. Рукин и др. - Москва: Наука, 1982. - С. 176-178 (прототип).