Статья на тему: "Экологические проблемы литейного производства"

Экологические проблемы литейного производства

Полоскин Денис Алексеевич

Студент 633 группы, ГАПОУ «БМТ»

Руководитель - Хадиева М.И., преподаватель спец.дисциплин

Цель: Актуализировать методы утилизации и вторичного использования литейных отходов.

Литейное производство – это отрасль машиностроения, которая является  одним из технологических процессов получения изделия, заполнением расплавленным металлом заранее приготовленной формы, в которой металл отвердевает. Отливки широко применяют в машиностроении, металлургии и строительстве.

Значение литейного производства в машиностроении характеризуется тем, что более 75 % по весу всех деталей машин и орудий являются литыми. Изготовление деталей путем отливки является не только простым, но часто при очень сложных конструкциях и крупных размерах деталей - и единственным. Литейным процессом можно получить изделия и из таких металлов, которые не обладают способностью коваться. В литейном производстве детали машин изготовляются индивидуальным, серийным и в некоторых случаях массовым порядком.

С экологической точки зрения данное производство является одним из самых опасных. Отходы, выбросы в атмосферу и сбросы в водоемы, реки и озера отрицательно влияют на окружающую среду.

Наиболее крупными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух  являются: индукционные и электродуговые печи, участки переработки и складирования шихты, формовочных материалов.

При производстве одной тонны отливок из стали, чугуна выделяется около 45-50 кг пыли, 250 кг оксидов углерода, 2 кг оксидов серы и азота и до 3 кг других отравляющих веществ (фенол, аммиак, цианидов). В водные бассейны поступает порядка 4 м³ сточных вод, и вывозится в отвалы до 7 тонн отработанных формовочных смесей.

Утилизация отходов литейного производства – это актуальная проблема, так как в наше время в связи с увлечением потребности в литейном производстве, вырастает и количество самих предприятий, вследствие этого увеличивается и отходы производства. При плавке образуется большое количество отходов (40 – 100 кг на 1 т), определенную часть которых составляют донные шлаки и донные сливы, содержащие хлориды, фториды и другие соединения металлов, которые в настоящее время не используются как вторичное сырье, а вывозятся в отвалы. Содержание металла подобного рода в отвалах составляет 15 – 45 %. Таким образом, теряются тонны ценных металлов, которые должны быть возвращены в производство. Кроме этого, происходит загрязнение и засаливание почв.

В России и за границей известны множество способов переработки металлсодержащих отходов, но только некоторые из них получили широкое применение в промышленности. Сложность заключается в нестабильности процессов, их длительности малом выходе металла. Наиболее часто применяемыми методами являются:

Метод мокрой дезинтеграции заключается в растворении отходов в воде, чистой или с катализаторами. В механизме переработки растворимые соли переводят в раствор, а нерастворимые соли и оксиды теряют прочность и рассыпаются, металлическая часть донного слива освобождается и легко отделяется от неметаллической. Данный процесс является экзотермическим, протекает с выделением большого количества тепла, сопровождаясь бурлением и выделением газов. Выход металла в лабораторных условиях составляет 18 – 21.5 %.

Наиболее перспективным является способ плавки отходов. Для утилизации отходов с содержанием металла не менее 10 % сначала необходимо обогащение отходов магнием с частичным отделением солевой части. Отходы загружаются в подготовительный стальной тигель, добавляется флюс (2 – 4 % массы шихты) и плавится. После плавления отходов производится рафинирование жидкого расплава специальным флюсом, расход которого составляет 0,5 – 0,7 % от массы шихты. После отстаивания выход годного металла составляет 75 – 80 % от содержания его в шлаках.

Так как в результате процесса происходит разложение конгломерата, после просушивания и прокаливания можно получить оксид магния с содержанием до 10 % примесей. Часть оставшейся неметаллической части можно использовать в производстве керамики и стройматериалов.

Так же отходами производства при литье в песчаные формы является горелый песок, при хранении которого на свалках происходит пыление и загрязнение окружающей среды. Кроме того, выбрасывание отработанных отходов в отвалы экономически нецелесообразны. Для решения этой проблемы необходимо проводить регенерацию (удаление пыли и мелких фракций). Но для проведение этих операций целесообразнее всего утилизировать отходы на предназначенных для этого полигонах.

На предприятии Бугульминский механический завод ПАО «Татнефть» имеется литейный цех, в котором формы подвергаются вторичной переработке. В литейном цеху расположена химическая лаборатория, которая берет пробы отработанных форм и анализирует их, после чего решается, возможно ли повторно применить их. Годные использованные формы превращают во вторичную смесь, отделяют от шлаков и смешивают с новым составом, которые в дальнейшем применяют в литейном производстве. Но шлаки, отбракованные формы, которые не подлежат восстановлению выбрасываются и свозятся на полигоны.

Вместо того, чтобы утилизировать формы их можно использовать в качестве заполнителя для жезелезнобетонных блоков. Для их изготовления может использоваться песок отработанных литейных форм, заменяя им до 50 % природного мелкого заполнителя. Песок предварительно освобождается с помощью магнита от железистых включений и затем подвергается измельчению в ударно-отражательной дробилке до получения материала, прохождение которого через сита с размером отверстия 1, 2, 4 и 6,3 мм составляет соответственно 96,4; 97,7; 99,0 и 99,4 масс. %. В процессе измельчения разрушаются пористые комковидные включения в песке и происходит механическая активация поверхности частиц, что позволяет при использовании такого песка в качестве мелкого заполнителя улучшить механические и другие свойства бетона. Чтобы нейтрализовать отрицательное влияние на процесс твердения бетона содержащихся в песке остатков мелассы, кислот и других веществ, в бетон рекомендуется вводить добавки ускорителей твердения.

В настоящее время без литейного производства невозможно представить современную промышленность. Поэтому необходимо проведение мероприятий по предотвращению и уменьшению отрицательного воздействия данного производства на окружающую нас среду.