Спосіб переробки мідьвмісного кабельного брухту з одержанням електротехнічної міді

1. Спосіб переробки мідьвмісного кабельного брухту з одержанням електротехнічної міді, який включає подрібнення вказаного брухту, відокремлення металевої фракції, плавлення металевої фракції та розливання розплаву у форми, який відрізняється тим, що плавлення металевої фракції здійснюють в індукційній печі, яка футерована сухим набивним вогнетривом, інертним до міді, під шаром захисного флюсу з наступним розливанням через закритий жолоб в закриті керамічні виливниці, які захищають тим самим флюсом. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що як флюс використовують натуральний лускатий графіт. 3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що як футерівку використовують графітовий тигель. 4. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що в процесі плавлення розплав додатково обробляють інертним газом, наприклад аргоном або азотом. Винахід відноситься до кольорової металургії, зокрема до способів переробки мідьвмісного кабельного брухту і може бути використаний на підприємствах, які переробляють брухт та відходи кабелю. Відомий спосіб переробки брухту електрокабеля з мідною жилою з пластмасовою, поліхлорвініловою, поліетиленовою чи гумовою ізоляцією з отриманням продуктів, які придатні до подальшого використання. Електричний кабель після попередньої різки за допомогою ножиців на шматки довжиною 50-100см підлягає двостадійному подрібненню, після чого відділяють ізоляційний матеріал від металовмісної фракції методом гравітаційної сепарації на віброкласифікаторі. Залізовмісні домішки відокремлюють після другої стадії подрібнення. Мідь, вилучена з кабельного брухту, підлягає переплавці й електролітичному рафінуванню для отримання електротехнічної міді (Проспект фірми Eldan Recycling, Данія, 2005р.). Недоліком цього способу є те, що для отримання електротехнічної міді застосовують операції розливпння міді в аноди та електролітичне рафі нування, що потребує додаткового переділу, обумовлює високу енергоємність процесу і веде до утворення відпрацьованих розчинів. Відомий також спосіб переробки кабельного брухту, який передбачає подрібнення мідьвмісних відходів, відокремлення неметалевої фракції, плавлення металевої фракції з отриманням чорної міді, потім вогневе рафінування з отриманням червоної міді, розлив в аноди та електролітичне рафінування в розчинах сірчаної кислоти. Отримані катоди поступають на переплавку. Мідь відповідає електротехнічним властивостям. Аноди, які поступають на електролітичне рафінування, звичайно містять, мас.%: міді 98,9-99,5 заліза 0,01-0,031 сірки 0,002-0,007. Після електролізу мідні катоди містять, мас.%: міді 99,90-99,95 заліза 0,005-0,0005 сірки 0,002-0,004. (Гудима Н.В., Шейн Я.П.Краткий справочник по металлургии цветных металлов. - М.: Металлургия, 1975. - с.144-156). Отримана мідь відповідає (19) UA (11) 87564 (13) (21) a200711118 (22) 08.10.2007 (24) 27.07.2009 (46) 27.07.2009, Бюл.№ 14, 2009 р. (72) ІОРГАЧОВ ДМИТРО ВАСИЛЬОВИЧ, ЗЕЛЕНИЙ АНАТОЛІЙ МИХАЙЛОВИЧ, ПРОКОПОВИЧ ОЛЕГ ІГОРОВИЧ, МАКАРОВ ІГОР ОЛЕКСАНДРОВИЧ (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ОДЕСЬКИЙ КАБЕЛЬНИЙ ЗАВОД "ОДЕСКАБЕЛЬ" (56) UA, 24175, U, 25.06.2007 UA, 11532, U, 15.12.2005 UA, 20400, A, 15.07.2007 PL, 161291, B1, 30.06.1993 JP, 58055543, A, 01.04.1983 JP, 63293124, A, 30.11.1988 Гудима Н. В., Шеин Я. П.Краткий справочник по металлургии цветных металлов. – М.: Металлургия. – 1975. – С. 144 – 156 C2 1 3 електротехнічним властивостям, тобто відповідає вимогам ГОСТу 859-78. Мідь. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є спосіб переробки мідьвмісного кабельного брухту з одержанням електротехнічної міді, що передбачає подрібнення брухту, відокремлення металевої фракції, термообробку відокремленої металевої фракції при 350-500°С в присутності кисню повітря до появи окалини, плавлення металевої фракції та розлив у форми (див. деклараційний патент України на винахід №20400, МПК С22В7/00, С22В15/00). Істотним недоліком способу за прототипом є відносна енергоємність, яка обумовлена наявністю таких енергоємних операцій, як термообробка до появи окалини та повторна сепарація обпаленої міді, а також зниження корисного виходу в результаті її умисного окислення. Додатковим недоліком є не досить висока чистота отриманої електротехнічної міді, яка не відповідає сучасним вимогам кабельного виробництва - основного споживача міді високої чистоти катодної якості за таким важливим параметром, як вміст газів, насамперед, кисню, а також загальному зниженню якості металу за вмістом домішок внаслідок вибраного способу переробки мідьвмісного кабельного брухту, технології його переплаву і розливу. В основу винаходу поставлено задачу розробити удосконалений спосіб переробки мідьвмісного кабельного брухту з одержанням електротехнічної міді, в якому шляхом зміни операцій плавлення і розливу забезпечити спрощення й прискорення процесу, а також зменшення енергоємності та втрат міді. Поставлена задача вирішена в способі переробки мідьвмісного кабельного брухту з одержанням електротехнічної міді, що передбачає подрібнення брухту, відокремлення металевої фракції, плавлення металевої фракції та розливання у форми тим, що плавлення металевої фракції здійснюють в індукційній печі, яка футерована сухим набивним вогнетривом, інертним до міді, під шаром захисного флюсу з наступним розливанням через закритий жолоб в закриті керамічні виливниці, що захищені тим самим флюсом. Як флюс використовують натуральний лускатий графіт, а як футерівку - графітовий тигель. Новим у винаході, що заявляється є: - умови плавлення металевої фракції - в індукційній печі, яка футерована сухим набивним вогнетривом, інертним до міді, під шаром захисного флюсу; - умови розливання - через закритий жолоб в закриті керамічні виливниці, що також захищені флюсом. Новизна також полягає в тому, що як флюс використовують натуральний лускатий графіт, а як футерівку - графітовий тигель. З науково-технічної і патентної літератури не відомі технічні рішення переробки мідьвмісного кабельного брухту з такими умовами плавлення металевої фракції та розливу. Заявлена сукупність відомих та нових ознак дозволяє: 87564 4 1) виключити операцію навмисного окислення міді термообробкою на повітрі; 2) виключити операцію фінальної сепарації обпаленої міді; 3) забезпечити повне збереження якості міді по вмісту домішок; 4) забезпечити максимальне виведення газів з розплаву в процесі плавки та захист від окислення при розливі, що гарантує отримання порівняних результатів за остаточним вмістом газів, насамперед кисню, з катодною міддю, яка отримана методом електролітичного рафінування. Приклади здійснення способу. Приклад 1. 1000кг кабельного брухту роздробили і відділили від ізоляційних покривів методом гравітаційної сепарації на комплексній лінії по переробці кабельних відходів Елдан Е2000С. Отриману металеву фракцію з вмістом міді марки М0к 98,0%, залишок ізоляції та інші неметалеві приробки переплавили в індукційній печі ІТПЕ-0,4, футерованій сухим набивним вогнетривом, інертним до міді, в умовах проведення плавлення, під шаром вуглевмісного захисного флюсу, в якості якого використовувався натуральний лускатий графіт, і розливали у закриті керамічні виливниці через закритий жолоб з витяганням злитка через 3 години. Отримали мідь з таким складом: 99,99% міді, менше 0,01% кисню. За вмістом домішок і якістю отримана мідь відповідає міді марки М0к. Приклад 2. В умовах прикладу 1, переробили кабельні відходи з чистотою вихідного металу, яка відповідає марці М00к, отримали металеву фракцію з вмістом міді марки М00к 98,5%, залишком ізоляції та іншими неметалевими приробками, а при подальшому переплаві отримали мідь з таким складом: 99,99% міді, менше 0,01% кисню. За вмістом домішок та якістю отримана мідь відповідає міді марки М00к. Приклад 3. В умовах прикладу 2 форму відразу після розливу присипали захисним флюсом і здійснили вибивку злитку після природного охолодження протягом 5 годин, отримали злиток з таким складом: 99,99% міді, менше 0,008% кисню. За вмістом домішок і якістю отримана мідь відповідає міді марки М00к. Подальше збільшення строку остигання виливниці недоцільно, тому що не призводить до істотного зниження вмісту кисню, але подовжує цикл і скорочує строк служби виливниць. Приклад 4. Здійснювали переробку мідьвмісного кабельного брухту в умовах прикладу 1, але в процесі плавлення розплав додатково обробляли аргоном. Отримали мідь з таким складом: міді - 99,99%, кисню - менше 0,01%. За вмістом домішок та якістю отримана мідь відповідає міді марки М0к. Приклад 5. Здійснювали переробку мідьвмісного кабельного брухту в умовах прикладу 1, але в процесі плавлення розплав додатково обробляли газом азотом. Отримали мідь з таким складом: міді 99,99%, кисню - менше 0,01%. 5 87564 За вмістом домішок та якістю отримана мідь відповідає міді марки М0к. Приклад 6. Здійснювали переробку мідьвмісного кабельного брухту в умовах прикладу 2, але в процесі плавлення розплав додатково обробляли аргоном. Отримали мідь з таким складом: міді - 99,99%, кисню - менше 0,01%. За вмістом домішок та якістю отримана мідь відповідає міді марки М00к. Приклад 7. Здійснювали переробку мідьвмісного кабельного брухту в умовах прикладу 2, але в процесі плавлення розплав додатково обробляли газом азотом. Отримали мідь з таким складом: міді 99,99%, кисню - менше 0,01%. За вмістом домішок та якістю отримана мідь відповідає міді марки М00к. Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 Як видно з прикладів, при переплавленні кабельних відходів в індукційній печі з інертною до міді футеровкою під шаром захисного флюсу з подальшим розливом через закритий жолоб в закриті керамічні виливниці, захищені у містах виходу на поверхню елементів ливникової системи живлення тим самим флюсом після заливки, забезпечується збереження вихідного хімічного вмісту міді за домішками з видаленням з розплаву газів, які утворюються в процесі деструкції залишків ізоляційних поверхонь, та захистом від окислення при взаємодії розплаву з атмосферою. При цьому чистота злитків міді, отриманих за таким методом, досягає чистоти марки М00к з ще меншим залишковим вмістом кисню, ніж регламентується діючими стандартами. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601