RU2805515C1 - Способ получения свинцово-сурьмянистых порошков из отходов сплава ССу3 в керосине осветительном - Google Patents
Способ получения свинцово-сурьмянистых порошков из отходов сплава ССу3 в керосине осветительном Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805515C1 RU2805515C1 RU2022128104A RU2022128104A RU2805515C1 RU 2805515 C1 RU2805515 C1 RU 2805515C1 RU 2022128104 A RU2022128104 A RU 2022128104A RU 2022128104 A RU2022128104 A RU 2022128104A RU 2805515 C1 RU2805515 C1 RU 2805515C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- alloy
- lead
- ссу3
- waste
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 16
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N lead(II) oxide Inorganic materials [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 238000011197 physicochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических свинцово-сурьмянистых порошков. Порошок получают из отходов сплава ССу3 методом электроэрозионного диспергирования в керосине осветительном. При этом поддерживают напряжение на электродах 150-170 В, емкость разрядных конденсаторов 45-65 мкФ и частоту следования импульсов 75-100 Гц. Обеспечивается получение порошка правильной сферической, округлой, пластинчатой и чешуйчатой формы экологически чистым, недорогим и безопасным способом. 4 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству металлических свинцово-сурьмянистых порошков. В промышленности для получения металлических свинцово-сурьмянистых порошков применяют физические и физико-химические методы.
Известен способ получения порошка свинца [Пат. РФ 2164537 C1 C22B 7/00 (2000.01)], Данный способ переработки свинцового аккумуляторного лома заключается в том, что в потоке оборотной воды производят измельчение, мокрый рассев материала по крупности на фракции, разделение фракций на органическую, окисно-сульфатную и металлизированную с последующей электроплавкой двух последних и классификацией органической фракции на легкую и тяжелую фракции. Окисно-сульфатную фракцию перед электроплавкой подвергают дополнительному измельчению до крупности - 0,04 мм и выделяют из нее фракцию окислов свинца, которую выводят из процесса в виде товарного промпродукта. В частных случаях реализации изобретения сульфатную составляющую перед плавкой подвергают десульфатации, а также и из загрязненной оборотной воды извлекают в отвальный продукт содержащуюся в ней тяжелую органику, при этом обеспечиваются снижение потерь свинца и экологически вредных выбросов сернистого газа, повышение эффективности процесса и снижение экономических затрат.
Недостатком способа является низкая производительность процесса за счет большого количества циклов переработки перед получением полезного объема продукта, загрязнение оборотной воды, что влечет за собой проблему утилизации, и необходимость постоянного её пополнения, а также данный метод является энергоемким.
Известен способ получения свинцового глета и сурика путем окисления в барабане расплавленного свинца горячим воздухом с последующим его окислением в сурик, при этом с целью улучшения условий труда и интенсификации процесса, окисление продуктов ведут при внутреннем обогреве барабана горячим воздухом [а.с. SU №139038, кл. C01G 1/10, опубл. в БИ №12, 1961 г.].
Недостатком данного способа является невозможность проведения непрерывного технологического процесса из-за налипания продукта на стенки аппарата, высокая энергоемкость. Известная технология недостаточно экологична, требует большого количества операций, обеспечивает строго определенную дисперсность свинцового порошка без возможности её варьирования и обладает относительно высокой энергоемкостью.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения металлического порошка [пат. РФ 2116164 С1, B22F 9/14 (1995.01)], в котором получение металлического порошка происходит за счет создание микродуг между подвижным и неподвижным электродами, выполненными из одного материала, например, олова или свинца или их сплава, помещенными в диэлектрическую жидкость. Образующийся при их трении порошок удаляют потоком диэлектрической жидкости. Изменяя скорость подачи жидкости, регулируют гранулометрический состав образующихся частиц, которые удаляют в отстойнике и затем обезвоживают. В качестве диэлектрической жидкости используют дистиллированную воду.
Недостатком прототипа является:
− вибрационное воздействие на всю массу обрабатываемого материала, электродов, частей оборудования;
− выделение мелкой фракции осуществляется путем рассева, что может привести к закупорке ячеек сетки и их чистке с остановкой оборудования;
− максимальный размер зерен порошка определяется размером сетки и при переходе на другую характеристику порошка требуется смена сетки;
− в порошок может попадать материал сетки и за счет механического износа изменять качественный состав получаемого порошка.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи получения порошков из отходов сплава ССу3 в керосине осветительном с низкой себестоимостью, невысокими энергетическими затратами и экологической чистотой процесса.
Поставленная задача достигается тем, что свинцово-сурьмянистый порошок получают методом электроэрозионного диспергирования из отходов сплава ССу3 в керосине осветительном при напряжении на электродах 150…170 В, ёмкости разрядных конденсаторов 45…65 мкФ и частоте следования импульсов 75…100 Гц.
Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных электрических разрядов между электродами. В зоне разряда под действием высоких температур происходит нагрев, расплавление и частичное испарение металла.
На фигуре 1 – микрофотография частиц порошка; на фигуре 2 – интегральная кривая и гистограмма распределения по размерам частиц порошка; на фигуре 3 – спектрограмма элементного состава частиц порошка; на фигуре 4 – дифрактограмма фазового состава частиц порошка.
Пример 1.
На экспериментальной установке для получения свинцово-сурьмянистых порошков из токопроводящих материалов в керосине осветительном при массе загрузки 450 г диспергировали отходы сплава ССу3. При этом использовали следующие электрические параметры установки:
− напряжение на электродах от 85…130 В;
− ёмкость конденсаторов 25…45 мкФ;
− частота следования импульсов 25…50 Гц.
Данные режимы для получения свинцово-сурьмянистых порошков из отходов сплава ССу3 в воде дистиллированной не рекомендуются, т.к. процесс диспергирования идет прерывисто, поскольку недостаточно энергии для пробоя рабочей жидкости.
Пример 2.
На экспериментальной установке для получения свинцово-сурьмянистых порошков из токопроводящих материалов в керосине осветительном при массе загрузки 450 г диспергировали отходы сплава ССу3. При этом использовали следующие электрические параметры установки:
− напряжение на электродах от 150…170 В;
− ёмкость конденсаторов 45…65 мкФ;
− частота следования импульсов 75…100 Гц.
Полученный свинцово-сурьмянистый порошок исследовали различными методами.
Микроанализ частиц порошка, проведенный с помощью растрового электронного микроскопа «QUANTA 600 FEG», показал, что порошок, полученный методом ЭЭД из отходов сплава ССу3 в керосине осветительном, состоит в основном из частиц правильной сферической, округлой, пластинчатой и чешуйчатой формы. Причем, частицы пластинчатой и чешуйчатой формы преобладают в составе шихты, они меньше по размерам и их количественно больше (фигура 1).
Анализ распределения по размерам частиц порошка, полученного с помощью анализатора размеров частиц «Analysette 22 NanoTec», показал, что частицы порошка имеют размеры от 0,1 до 60 мкм со средним объемным диаметром 4,76 мкм (фигура 2).
Рентгеноспектральный микроанализ частиц порошка, проведенный с помощью энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы «EDAX», встроенного в растровый электронный микроскоп «QUANTA 600 FEG», показал, что порошок, полученный методом ЭЭД из отходов сплава ССу3, состоит из следующих равномерно распределенных по объему частиц элементов: углерод, кислород, свинец, сурьма, в малых количествах присутствует алюминий (фигура 3).
Анализ фазового состава частиц порошка, проведенный с помощью рентгеновской дифракции на дифрактометре «Rigaku Ultima IV», показал, что частицы порошка, полученные методом ЭЭД в керосине осветительном из отходов сплава ССу3, состоят из следующих фаз: Pb, PbO, PbO2, Pb5O8.
Проведенные исследования показали, что способом электроэрозионного диспергирования отходов сплава ССу3 в керосине осветительном имеется возможность получения порошка-сплава с равномерным распределением легирующих элементов.
Пример 3.
На экспериментальной установке для получения свинцово-сурьмянистых порошков из токопроводящих материалов в керосине осветительном при массе загрузки 450 г диспергировали отходы сплава ССу3. При этом использовали следующие электрические параметры установки:
− напряжение на электродах от 200…250 В;
− ёмкость конденсаторов 45…65 мкФ;
− частота следования импульсов 25…50 Гц.
Данные режимы получения порошка не рекомендуются, т.к. процесс диспергирования идет не стабильно и сопровождается хлопками.
Claims (1)
- Способ получения свинцово-сурьмянистого порошка, отличающийся тем, что порошок получают методом электроэрозионного диспергирования из отходов сплава ССу3 в керосине осветительном при напряжении на электродах 150-170 В, ёмкости разрядных конденсаторов 45-65 мкФ и частоте следования импульсов 75-100 Гц.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2805515C1 true RU2805515C1 (ru) | 2023-10-18 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2015859C1 (ru) * | 1991-11-22 | 1994-07-15 | Леонид Павлович Фоминский | Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов в насыпном слое |
| RU2116164C1 (ru) * | 1997-08-11 | 1998-07-27 | Открытое акционерное общество "ЦНИИОлово" | Способ получения металлического порошка |
| US20070101823A1 (en) * | 2003-06-25 | 2007-05-10 | Prasenjit Sen | Process and apparatus for producing metal nanoparticles |
| WO2011155473A1 (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-15 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 金属微粒子の製造方法および金属微粒子分散溶液 |
| WO2021019303A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | Monastyrov Mykola | Metal particles and method for preparation thereof using electroerosion dispersion |
| RU2747205C1 (ru) * | 2020-05-28 | 2021-04-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка тяжелых вольфрамовых псевдосплавов электроэрозионным диспергированием отходов сплава ВНЖ в керосине |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2015859C1 (ru) * | 1991-11-22 | 1994-07-15 | Леонид Павлович Фоминский | Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов в насыпном слое |
| RU2116164C1 (ru) * | 1997-08-11 | 1998-07-27 | Открытое акционерное общество "ЦНИИОлово" | Способ получения металлического порошка |
| US20070101823A1 (en) * | 2003-06-25 | 2007-05-10 | Prasenjit Sen | Process and apparatus for producing metal nanoparticles |
| WO2011155473A1 (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-15 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 金属微粒子の製造方法および金属微粒子分散溶液 |
| WO2021019303A1 (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | Monastyrov Mykola | Metal particles and method for preparation thereof using electroerosion dispersion |
| RU2747205C1 (ru) * | 2020-05-28 | 2021-04-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ получения порошка тяжелых вольфрамовых псевдосплавов электроэрозионным диспергированием отходов сплава ВНЖ в керосине |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АГЕЕВА Е.В. и др. Изучение параметров электродиспергирования отходов сплава ССу3. Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. Том 12 N2, 27.06.2022, c. 52-66. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12435438B2 (en) | System and method for extraction and refining of titanium | |
| DE2207048A1 (de) | Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Lichtbogens und Verfahren zur Gewinnung oder Behandlung von Metallen mittels einer solchen Einrichtung | |
| RU2597443C1 (ru) | Способ получения стальных порошков электроэррозионным диспергированием отходов шарикоподшипниковой стали в воде | |
| RU2805515C1 (ru) | Способ получения свинцово-сурьмянистых порошков из отходов сплава ССу3 в керосине осветительном | |
| RU2699479C1 (ru) | Способ получения нихромовых порошков электроэрозионным диспергированием в воде дистиллированной | |
| US4123345A (en) | Liquid treating apparatus | |
| Zeng et al. | Electro-dewatering of steel industrial sludge: Performance and metal speciation | |
| RU2597445C2 (ru) | Способ получения нанопорошка меди из отходов | |
| DE2240954A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur reduzierung von materie zu bestandteilselementen und zur abtrennung eines der elemente von den anderen elementen | |
| RU2782593C1 (ru) | Способ получения свинцово-сурьмянистого порошка из отходов сплава ССу3 в воде дистиллированной | |
| RU2612117C1 (ru) | Способ получения алюминиевого нанопорошка | |
| Yadav et al. | Production of tungsten carbide nanoparticles through Micro-EDM and its characterization | |
| WO2002043905A2 (en) | A method and apparatus for the production of metal powder granules by electric discharge | |
| RU2829391C1 (ru) | Способ получения никелевого порошка из отходов никеля марки ПНК-0Т1 в воде дистиллированной | |
| RU2824153C1 (ru) | Способ получения твердосплавного порошка из отходов сплава Т30К4 в дизельном топливе | |
| RU2772879C1 (ru) | Способ получения никельхромовых порошков из отходов сплава Х20Н80 в воде дистиллированной | |
| US3682807A (en) | Method of refining waste oils | |
| RU2784145C1 (ru) | Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в керосине осветительном | |
| CN115634774B (zh) | 一种氧化钕的制备装置 | |
| RU2827580C1 (ru) | Способ получения безвольфрамового твердосплавного порошка из отходов сплава ТН20 в дистиллированной воде | |
| RU2631549C1 (ru) | Способ получения порошка титана методом электроэрозионного диспергирования | |
| RU2804892C1 (ru) | Способ получения порошка молибдена электроэрозией молибденовых отходов | |
| RU2841941C1 (ru) | Способ получения порошка карбида вольфрама из металлоотходов вольфрама марки ва в керосине авиационном | |
| RU2779730C1 (ru) | Способ получения жаропрочного никелевого порошка из отходов сплава ЖС6У в воде дистиллированной | |
| RU2763431C1 (ru) | Способ получения безвольфрамовых твердосплавных порошковых материалов в воде дистилированной |