×
17.02.2019
219.016.bc05

АППАРАТ ДЛЯ МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ШЛАМОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к восстановительной металлургии, в частности к аппаратам для металлотермического получения металлов и сплавов, и может найти применение для алюминотермического восстановления шламов гальванических производств. Аппарат содержит цилиндрический корпус с крышкой, снабженный внутренней огнеупорной облицовкой, размещенные внутри него графитовый тигель, выполненный в форме усеченного конуса, обращенного ко дну меньшим основанием с отверстием, закрытым выталкивателем, и запальное устройство. Аппарат снабжен размещенными в крышке патрубком для отвода летучих продуктов металлотермической реакции из рабочего объема в нейтрализующее устройство и патрубком для его продувки сжатым воздухом. Обеспечивается упрощение выемки спека из тигля, сокращение промежутков времени между рабочими загрузками аппарата за счет исключения необходимости полного охлаждения тигля, его очистки и восстановления, повышение производительности аппарата и предотвращение загрязнения воздуха образовавшимися в результате металлотермической реакции газами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к восстановительной металлургии, в частности к аппаратам для металлотермического получения металлов и сплавов, и может найти применение для алюминотермического восстановления шламов гальванических производств.

Известно устройство для автоклавного производства химически активных металлов металлотермическим восстановлением реакционной шихты (з. WO №2009139667, опубл. 2009.11.19), содержащее металлическую герметичную емкость с днищем и крышкой, клапан регулировки и систему зажигания, при этом нижняя часть упомянутой емкости, устанавливаемая в герметично закрываемую шахту с проточной водой, выполнена в форме конуса. Недостатки известного устройства обусловлены необходимостью предварительного нагрева металлической емкости с шихтой в соответствующих печах (шахтных печах сопротивления, индукционных или плазменно-газовых) и последующего ее переноса в охлаждаемую шахту для проведения металлотермической реакции, а также необходимостью точного расчета времени, которое требуется на нагрев шихты, инициирование реакции и достижение рабочего давления, для регулирования давления газа при протекании реакции восстановления и сохранения механической прочности емкости с шихтой.

Наиболее близким к заявляемому является аппарат для металлотермического восстановления (пат. РФ №2112058, опубл. 1998.05.27), содержащий цилиндрический корпус с рубашкой охлаждения и крышкой, футерованный тигель с установленным на верхнем торце теплоизолирующим элементом с засыпкой и устройство инициирования реакции, основание теплоизолирующего элемента которого выполнено перфорированным и снабжено легкоразрушающейся подложкой из легкосгораемого или легкоплавкого материала.

Недостатками известного аппарата являются затрудненная выемка спека из тигля, обусловленная цилиндрической формой последнего и наличием изолирующей и антикоррозионной футеровки на его внутренней поверхности, а также необходимость полного охлаждения тигля и восстановления его футеровки практически после каждой выемки, что значительно увеличивает промежутки времени между рабочими загрузками аппарата и снижает его производительность. Кроме того, при эксплуатации известного аппарата перед каждой выемкой необходимо осуществлять снижение давления и осаждение возгоняемых продуктов реакции, что, однако, неполностью предотвращает загрязнение воздуха образовавшимися в результате металлотермической реакции газами.

Задачей изобретения является создание высокопроизводительного и экологически безопасного аппарата для металлотермического восстановления шлама гальванических производств.

Технический результат изобретения заключается в упрощении выемки спека из тигля, сокращении промежутков времени между рабочими загрузками аппарата за счет исключения необходимости полного охлаждения тигля, его очистки и восстановления, что обеспечивает повышение производительности аппарата, а также в предотвращении загрязнения воздуха образовавшимися в результате металлотермической реакции газами.

Указанный технический результат достигается аппаратом для металлотермического восстановления шламов гальванических производств, содержащим цилиндрический корпус с крышкой, размещенные внутри последнего тигель и устройство инициирования металлотермической реакции, в котором в отличие от известного цилиндрический корпус снабжен внутренней огнеупорной облицовкой, тигель изготовлен из графита и имеет форму усеченного конуса, обращенного к дну аппарата меньшим основанием, в котором выполнено отверстие, закрытое выталкивателем, при этом аппарат дополнительно снабжен размещенными в крышке патрубком для отвода летучих продуктов металлотермической реакции из рабочего объема в нейтрализующее устройство и патрубком для продувки рабочего объема сжатым воздухом.

Оптимальные условия выемки спека из тигля обеспечиваются при значении угла наклона боковой поверхности тигля 3-5°.

Аппарат включает цилиндрический корпус 1 с дном сферической формы, выполненный из листовой стали толщиной не менее 6 мм с внутренней огнеупорной облицовкой 2, например, из шамотного кирпича. Корпус 1 в своей верхней части выполнен с отбортовкой и снабжен сферической крышкой 3, также выполненной с отбортовкой и закрепленной на корпусе с помощью шарнира, и струбцинами 4. Между отбортовками корпуса 1 и крышки 3 в специальном пазе размещено асбо-фторопластовое уплотнение 5, обеспечивающее совместно со струбцинами 4 герметичность соединения крышка-корпус. Внутри корпуса 1 помещен графитовый тигель 6 в форме усеченного конуса, обращенного ко дну аппарата меньшим основанием. Экспериментально установлено, что оптимальным является угол конусности боковых стенок тигля 6 в пределах 3-5°, который обеспечивает быстрое извлечение спека после реакции металлотермического восстановления. В дне тигля 6 выполнено отверстие, закрытое подвижным выталкивателем 7, выполненным из графита и повторяющим форму отверстия. В верхней части корпуса 1 над тиглем 6 установлено служащее для инициирования металлотермической реакции устройство 8, так называемое запальное устройство, выполненное в виде нихромовой спирали рассчитанной длины, подсоединенной к электрическим клеммам. Запальное устройство 8 выполнено с возможностью его частичного погружения в тигель 6, при этом тигель вместе с запальным устройством закрыт сверху стальным перфорированным экраном 9.

Сферическая крышка 3 в ее центральной части снабжена патрубком 10, служащим для отвода летучих продуктов реакции металлотермического восстановления шламов в специальную емкость для нейтрализации (на чертеже не показана), и патрубком 11 подвода сжатого воздуха для вентилирования внутреннего рабочего объема аппарата по окончании металлотермической реакции.

Аппарат установлен на сварной фундамент 12, выполненный из швеллера.

Аппарат работает следующим образом.

Реакционную смесь (шихту, содержащую шлам гальванического производства и алюминиевый порошок либо алюминиевую стружку) 13 с помощью устройства погрузки-выгрузки (на чертеже не показано) загружают в графитовый тигель 6. Запальное устройство 8 опускают в тигель 6 таким образом, чтобы оно погрузилось в шихту на глубину, примерно равную 1/3 диаметра витка его спирали. Устанавливают перфорированный экран 9. Закрывают крышку 3 аппарата, уплотняя ее асбо-фторопластовой прокладкой 5, и обжимают струбцинами 4. Реакцию металлотермического, а именно алюминотермического, восстановления шламов гальванических производств инициируют путем подачи напряжения на клеммы запального устройства 8.

Протекание реакции алюминотермического восстановления шламов гальванических производств (индивидуальных либо смеси) сопровождается выделением газообразных продуктов горения и возгонов, а также незначительным выносом твердых частиц, которые увлекаются образующимся в ходе реакции восходящим потоком нагретого воздуха и газов. В ходе реакции алюминотермического восстановления образующиеся нагретые газы под действием собственного избыточного давления через патрубок 10 поступают в емкость, заполненную нейтрализующей и очищающей жидкостью (на чертеже не показана). При этом в рабочем объеме аппарата практически не создается избыточного давления.

После завершения реакции в рабочий объем аппарата через патрубок 11 подают сжатый воздух из расчета 1-2 рабочих объема аппарата. Продувка сжатым воздухом обеспечивает быстрое удаление газообразных продуктов реакции, которые пропускаются через объем нейтрализующей и очищающей жидкости. Таким образом ускоряется охлаждение внутреннего объема аппарата, что приводит к снижению затрат времени на охлаждение, обеспечивается снижение давления возгоняемых продуктов реакции и их осаждение, а также предотвращается загрязнение воздуха токсичными продуктами реакции алюминотермического восстановления.

По окончании вентилирования струбцины 4 отворачивают, поднимают крышку 3 и защитный экран 9, затем посредством устройства погрузки-выгрузки вынимают тигель 6 с продуктами реакции, представляющими собой спек. Образовавшийся спек удаляют из тигля путем переворачивания последнего вверх дном и надавливания на выталкиватель 7. Сужающаяся ко дну форма тигля 6 в сочетании со свойствами поверхности графита, из которого он изготовлен, обеспечивает быстрое и беспрепятственное удаление спека, при этом не требуется никаких дополнительных затрат труда и времени на очистку и восстановление внутренней поверхности тигля. В отличие от известного аппарата графитовый тигель выполнен без теплоизолирующей и антикоррозионной футеровки, которая требовала бы осмотра и очистки после переработки каждой партии шихты, а также периодического и частого восстановления.

Графитовый тигель после неполного остывания (до 500°С) готов к загрузке новой партии шихты. Шихта, загруженная в нагретый до указанной температуры тигель, активнее вступает в реакцию алюминотермического восстановления, при этом исключено ее самовзгорание.

Для повышения производительности аппарата используют несколько сменных тиглей.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 22 items.
17.02.2019
№219.016.bc09

Способ переработки шламов гальванических производств

Изобретение относится к способу переработки шламов гальванических производств для извлечения тяжелых металлов. Способ включает термообработку шламов на воздухе и последующее получение реакционной массы с использованием порошка алюминия. При этом термообработку шламов проводят в две ступени, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002408739
Дата охранного документа: 10.01.2011
11.03.2019
№219.016.d834

Способ получения антикоррозионных покрытий на стали

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в судовом машиностроении, конструкциях различного назначения прибрежной морской зоны. Способ включает плазменно-электролитическое оксидирование в биполярном режиме в щелочном электролите, содержащем жидкое стекло, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002392360
Дата охранного документа: 20.06.2010
11.03.2019
№219.016.d87f

Аддукты додекагидро-клозо-додекабората хитозания с хлорной кислотой или перхлоратом аммония

Изобретение относится к аддуктам додекагидро-клозо-додекабората хитозания с хлорной кислотой или перхлоратом аммония состава (COHNH)BH×nMClO где n - целое число, равное 1÷8, а М - Н, NH , которые могут найти применение в качестве энергоемких компонентов различных составов, например...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002394840
Дата охранного документа: 20.07.2010
11.03.2019
№219.016.db78

Способ формирования наноразмерных структур

Изобретение относится к способам получения наноразмерных структур и может найти применение, в частности, в микроэлектронике, а также при изготовлении модулей памяти со сверхвысокой плотностью записи, наносенсоров, молекулярных сит, игл-зондов сканирующих туннельных микроскопов. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002426190
Дата охранного документа: 10.08.2011
10.04.2019
№219.017.0288

Измельчитель

Изобретение относится к устройствам для измельчения материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности в пищевой, рыбной, химической, перерабатывающей, сельском хозяйстве и др. для переработки трудно измельчаемых материалов и продуктов. Измельчитель содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002397019
Дата охранного документа: 20.08.2010
10.04.2019
№219.017.02c7

Способ получения диоксида кремния

Изобретение может быть использовано для переработки рисовой шелухи и рисовой соломы в диоксид кремния. Рисовую шелуху или рисовую солому обрабатывают 20-60% раствором гидроксида натрия при 70-95°С. Нерастворившийся осадок отделяют от полученного раствора, из которого минеральной кислотой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002394764
Дата охранного документа: 20.07.2010
10.04.2019
№219.017.043b

Способ получения тонких слоев пирофосфата циркония

Изобретение может быть использовано при получении катализаторов, носителей катализаторов, сорбентов. Подложку из титана либо его сплава подвергают плазменно-электрохимической обработке в гальваностатическом режиме однополярным постоянным или импульсным током при эффективной плотности 5-15 А/дм...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002371390
Дата охранного документа: 27.10.2009
10.04.2019
№219.017.07fb

Способ получения металлической сурьмы из сурьмяного сырья

Изобретение относится к способу получения металлической сурьмы из сурьмяного сырья. Способ включает получение раствора трифторида из сурьмяного сырья. При этом к полученному раствору трифторида сурьмы (SbF) добавляют валин (CHON) до достижения мольного соотношения трифторид сурьмы : валин,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002409686
Дата охранного документа: 20.01.2011
09.05.2019
№219.017.4acb

Способ выделения моногалактозилдиацилглицеринов из растительного сырья

Изобретение относится к биохимии. Проводят экстракцию общих липидов из отходов переработки зерна риса. Разделение липидов осуществляют с использованием метода двумерной тонкослойной хроматографии с использованием смеси растворителей: по первому направлению - хлороформ, ацетон, метанол,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002280454
Дата охранного документа: 27.07.2006
18.05.2019
№219.017.5747

Способ получения защитных покрытий на сплавах магния

Изобретение относится к электрохимической обработке металлических поверхностей, а именно к способу плазменно-электролитического нанесения защитных покрытий на изделия из сплавов магния. Способ включает плазменно-электролитическую обработку изделия в водном растворе электролита, содержащем 12-30...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002357016
Дата охранного документа: 27.05.2009
Showing 1-10 of 19 items.
10.06.2013
№216.012.4890

Способ переработки медьсодержащих шламов гальванических производств

Изобретение относится к способам переработки техногенных отходов с извлечением тяжелых металлов и может найти применение при утилизации медьсодержащих шламов гальванических производств для получения товарного продукта в виде бронзы, а также шлаков, пригодных для использования в производстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484156
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.07.2013
№216.012.5457

Способ консервации археологических находок из железа и его сплавов

Изобретение относится к области консервации металлических изделий, в частности археологических находок из железа и его сплавов, и может быть использовано в археологии и музейном деле. Способ включает очистку археологического объекта, его гидротермальную обработку в разбавленном щелочном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487194
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.03.2014
№216.012.a94a

Способ получения углеродного наноматериала

Изобретение может быть использовано как добавка к бетонам, полимерам, существенно улучшающая их эксплуатационные свойства. Способ получения углеродного наноматериала включает предварительную подготовку сфагнового мха, в ходе которой его освобождают от инородных примесей, просушивают до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509053
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.05.2015
№216.013.4bb0

Способ очистки сточных вод от соединений шестивалентного хрома

Изобретение относится к очистке промышленных стоков, в частности хромсодержащих сточных вод от токсичных соединений шестивалентного хрома, и может найти применение в гальванических и производствах, имеющих хромсодержащие стоки. Способ очистки сточных вод от соединений шестивалентного хрома...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550890
Дата охранного документа: 20.05.2015
27.07.2015
№216.013.65c7

Способ утилизации отработанных электролитов хромирования

Изобретение может быть использовано в производствах, где отработанные концентрированные растворы и сточные воды требуют очистки от соединений шестивалентного хрома, например при переработке токсичных отходов гальванического производства - отработанных электролитов хромирования. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557608
Дата охранного документа: 27.07.2015
13.02.2018
№218.016.240c

Способ получения пористого магнитного сорбента

Изобретение относится к получению сорбентов. Предложен способ получения пористого магнитного сорбента нефтепродуктов. Согласно изобретению проводят синтез моносиликата кальция структуры ксонотлита путем взаимодействия в растворе хлорида кальция и силиката натрия в присутствии силан-силоксановой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642629
Дата охранного документа: 25.01.2018
09.06.2018
№218.016.5bff

Комплексная установка для производства сорбционных материалов

Изобретение относится к комплексу оборудования, предназначенного для получения сорбционных материалов для обработки и очистки жидких сред, зараженных токсичными и радиоактивными веществами, преимущественно для извлечения долгоживущих радионуклидов цезия и стронция из высокосолевых растворов, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655900
Дата охранного документа: 29.05.2018
07.12.2018
№218.016.a457

Способ комплексной переработки сточных вод гальванических производств

Изобретение может быть использовано на гальванических производствах в процессах хромирования, химического оксидирования, электрохимической полировки, травления и пассивации металлов и сплавов. Способ включает обработку хромсодержащих сточных вод раствором NaSO, подщелачивание 10% раствором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674206
Дата охранного документа: 05.12.2018
17.02.2019
№219.016.bc09

Способ переработки шламов гальванических производств

Изобретение относится к способу переработки шламов гальванических производств для извлечения тяжелых металлов. Способ включает термообработку шламов на воздухе и последующее получение реакционной массы с использованием порошка алюминия. При этом термообработку шламов проводят в две ступени, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002408739
Дата охранного документа: 10.01.2011
03.03.2019
№219.016.d289

Способ получения гидрофобных материалов

Изобретение относится к способам получения материалов с гидрофобными свойствами и может быть использовано в производстве строительных материалов и для получения гидрофобных сорбентов на основе природных алюмосиликатов для очистки жидких сред. Способ предусматривает термообработку исходного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681017
Дата охранного документа: 01.03.2019
+ добавить свой РИД