Классификация металлических отходов
Большое число видов отходов металлов и разнообразие технологий их переработки как вторичного сырья определяют необходимость четкой их классификации.
Классификация отходов черных металлов возможна по следующим признакам:
Сферам образования лома в процессе кругооборота металла в экономике;
Характеристикам лома с точки зрения необходимости его подготовки;
Направлениям использования лома в металлургическом производстве.
Наибольшее распространение получила классификация в зависимости от характеристик лома, определяющих возможности и направления его подготовки к переработке (исходное состояние, степень однородности, вещественный и химический составы, размеры, масса и форма куска и др.).
Поскольку количество марок металлов с различным химическим составом постоянно растет, то появляется необходимость все более глубокой классификации отходов, которая позволяет рассортировать их с целью наиболее полноценного использования.
Классификация отходов черных металлов в нашей стране производится согласно требованиям ГОСТ 278 - 86. В соответствии с ней отходы черных металлов в зависимости от содержания углерода подразделяются на два класса: стальной лом и отходы стали, а также чугунный лом и отходы чугуна. Стальные отходы содержат менее 2% углерода, а чугунные - более 2% углерода. Кроме того, существуют внеклассовые отходы с неопределенным содержанием углерода.
.Внутри этих классов отходы в зависимости от наличия легирующих элементов подразделяются на углеродистые и легированные.
По показателям качества отходы черных металлов подразделяются на 25 видов. Наконец, по содержанию легирующих элементов отходы делятся на 67 групп, в том числе 61 группа лома и отходов легированных сталей (группы Б1 - Б61) и 6 групп лома и отходов легированных чугунов (группы Б62 - Б67). Помимо этого есть группа легированных сталей, которые по своему химическому составу не относятся ни к одной из упомянутых 67 групп.
Стандартом регламентируются товарный вид отходов (брикеты, пакеты, шихтовые слитки, стружка, лом и т. д.), максимально допустимые габариты и масса кусков, брикетов и пакетов, а также ограничивается содержание посторонних безвредных примесей (для разных видов - различное, но не более 5%).
К качеству лома предъявляются высокие требования, обусловленные способом последующего переплава металла. При выплавке стали в мартеновских печах наиболее важна физическая характеристика лома, так как продолжительность загрузки и плавления, от которых зависит производительность мартеновских печей, определяется размерами и насыпной плотностью металлолома.
При переплаве лома в кислородных конвертерах и дуговых печах эти характеристики лома не имеют существенного значения, так как печи более удобны для загрузки. Производительность таких печей больше зависит от химической однородности лома и близости по составу к выплавляемым маркам стали.
Литейное производство предъявляет высокие требования и к габаритам, и к химическому составу лома. Низкокачественный лом используется только в доменном производстве.
Металлолом для сталеплавильного производства должен иметь насыпную плотность не менее 1300 - 1500 кг/м. Тяжеловесный металлолом в зависимости от интенсивности продувки печи должен иметь толщину кусков не более 250 - 350 мм, размеры пакетов не должны превышать 1050*750*2000 мм, а масса их не должна быть менее 40 кг. Конвертерный способ не допускает переплава стружки из-за ее высокого угара.
В дуговых электропечах может переплавляться металлолом в виде пакетов размерами не более 500*500*600 мм с насыпной плотностью не менее 2500 кг/м. Дробленьці лом должен иметь насыпную плотность не менее 800 - 900 кг/м.
Независимо от способа переплава лом черных металлов не должен содержать цветных металлов. Даже небольшое количество примесей может сделать металлолом непригодным для дальнейшего использования. Так, при содержании меди 0,02% ценность стального лома в США ниже стоимости транспортировки (рис. 9.1). Рост цены на металлолом при увеличении содержания меди более 9% связан уже с более высокой іїеной на медь по сравнению с железом и экономической целесообразностью ее извлечения при таком содержании.
Классификация отходов цветных металлов производится по физическим, химическим свойствам и качеству. Отходы цветных металлов и сплавов делят на классы, группы и сорта. В соответствии с ГОСТ 1639-78 "Лом и отходы цветных металлов и сплавов. Общие технические условия" отходы цветных металлов подразделяются на 15 классов. Класс объединяет отходы по физическим признакам. В зависимости от химического состава классы делятся на группы. Группа объединяет отходы по химическим признакам. Для различных видов металла количество групп различно; каждая первая группа представляет собой технически чистый металл, а каждая последняя — низкокачественные отходы.
Группы подразделяются на сорта, характеризующие качественные признаки лома и отходов: содержание металла, степень разделки, габариты, засоренность.
Масса пакетов, пачек или стопок отходов цветных металлов не должна превышать: для алюминия и алюминиевых сплавов 150 кг, для металлов и сплавов других видов 250 кг. Масса отдельных кусков для всех металлов и сплавов должна быть не более 100 кг, размеры - не более 600*600x1500 мм.
Отходы цветных металлов, не отвечающие требованиям к сортам основных групп, но направляемые на переработку, относятся к низкокачественным. Максимальные размеры отдельных кусков низкокачественных отходов не должны превышать 1000*1000x2000 мм.
В настоящее время 95% заготавливаемых отходов цветных металлов составляют алюминий, медь, свинец, цинк и их сплавы. Остальная часть заготавливаемых лома и отходов представлена титаном, никелем, магнием, оловом, вольфрамом, кадмием, кобальтом, молибденом, ртутью или их сплавами.
Рис. 9.1. Влияние меди на ценность отходов черных металлов |
Эффективность использования вторичных металлов связана с их подготовкой и переработкой. Для получения качественных металлов и сплавов они должны быть подвергнуты первичной обработке, под которой понимается совокупность процессов сортировки, разделки, пиротехнического контроля (для лома цветных металлов) и приведения лома и отходов к соответствующим массе и раз
мерам. К сожалению, уровень подготовки сдаваемого металлолома далек от предъявляемых требований, в результате чего, например, свыше 60% заготавливаемых лома и отходов цветных металлов сдается как низкокачественное сырье.