ВОЗМОЖНОСТЬ  ПЕРЕРАБОТКИ  МЕДНЫХ  ОТХОДОВ  В  ПОРОШКИ   ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫМ  ДИСПЕРГИРОВАНИЕМ

Агеев  Евгений  Викторович

д-р  техн.  наук,  профессор  кафедры  автомобилей,  транспортных  систем  и  процессов  Юго-Западного  государственного  университета,  РФ,  г.  Курск

E -mail:  ageev_ev@mail.ru

Агеева  Екатерина  Владимировна

канд.  Техн.  наук,  доцент  кафедры  физической  химии  и  химической  технологии  Юго-Западного  государственного  университета,  РФ,  г.  Курск

E-mail:  ageev а

Хорьякова  Наталья  Михайловна

аспирант,  преподаватель  кафедры  автомобилей,  транспортных  систем  и  процессов  Юго-Западного  государственного  университета,  РФ,  г.  Курск.

E -mail:  natali030119891@yandex.ru

Малюхов  Виталий  Сергеевич

студент,  Юго-Западный  государственный  университет,  РФ,  г.  Курск

E-mail: 

THE  POSSIBILITY  OF  PROCESSING  OF  COPPER  WASTE  IN  POWDER  ELECTROEROSIVE  DISPERSION

Ageev  Evgeniy

doctor  of  Technical  Sciences,  Professor  of  Vehicles,  Transport  Systems  and  Processes  of  Southwest  State  University,  Russia,  Kursk

Ageeva  Ekaterina

candidate  of  Technical  Sciences,  Associate  Professor  of  Physical  Chemistry  and  Chemical  Technology  of  Southwest  State  University,  Russia,  Kursk

Khoryakova  Nataliya

graduate  student,  Lecturer  of  Department  of  Vehicles,  Transport  Systems  and  Processes  of  Southwest  State  University,  Russia,  Kursk

Malukhov  Vitaliy

student  of  Southwest  State  University,  Russia,  Kursk

Работа  выполнена  по  теме  гранта  Президента  Российской  Федерации  №  МК-1765.2013.8.

АННОТАЦИЯ

В  статье  описано  получение  медного  порошка  электроэрозионным  диспергированием  отходов  электротехнической  медной  проволоки,  а  также  представлены  результаты  исследования  элементного  состава  полученных  частиц  с  помощью  энерго-дисперсионного  анализатора  рентгеновского  излучения  фирмы  EDAX,  встроенного  в  растровый  электронный  микроскоп  «QUANTA  600  FEG».  Показано,  что  порошок  содержит  98,69  %  меди  и  незначительное  количество  примесей  (1,31  %).

ABSTRACT

The  article  describes  the  preparation  of  copper  powder  electroerosive  dispersing  waste  electrical  copper  wire,  as  well  as  provides  results  of  the  study  of  the  elemental  composition  of  the  resulting  particles  using  energy-dispersive  X-ray  analyzer  firm  EDAX,  built-in  scanning  electron  microscope  «QUANTA  600  FEG».  It  has  been  shown  that  the  powder  contains  98,69  %  copper  and  minor  amounts  of  impurities  (1,31  %).

Ключевые  слова:   медные  отходы;  электроэрозионное  диспергирование;  порошок;  элементный  состав  порошка. 

Keywords:  copper  waste;  electroerosive  dispersion;  powder;  the  elemental  composition  of  the  powder.

Особое  место  в  жизни  человечества  с  древнейших  времён  занимали  медь  и  её  сплавы.  С  середины  1960-х  годов,  мировой  спрос  на  рафинированную  медь  увеличился  более  чем  на  250  %  (с  5  млн.  до  20  млн.  тонн).  Добыча  остается  жизненно  важной  для  того,  чтобы  удовлетворить  этот  растущий  спрос.  Однако,  обеспечение  достаточного  количества  меди  для  удовлетворения  будущих  потребностей  общества  требует  повышения  уровня  утилизации  и  переработки  [4,  6].

С  другой  стороны  возросли  объёмы  образования  отходов  производства  и  отходов  потребления  —  лома.  Образуемые  в  народном  хозяйстве  лом  и  отходы  металлов  подразделяются  на  оборотные,  перерабатываемые  в  местах  образования,  и  товарные,  направляемые  для  переработки  на  другие  предприятия.  Максимальное  вовлечение  в  переработку  лома  и  отходов  в  местах  образования  является  основным  направлением  их  рационального  использования  [4]. 

Неполное  использование  лома  и  отходов  в  местах  образования  обусловливает  наличие  товарных  ресурсов,  которые  составляют  около  30  %  общих  ресурсов  отходов  и  лома  цветных  металлов.  В  Курской  области  отсутствуют  предприятия  по  переработке  лома,  что  требует  значительных  затрат  на  транспортировку  собранного  лома.  Учитывая  вышесказанное,  в  настоящее  время  поиск  и  внедрение  новых  методов  переработки  медных  отходов,  позволяющих  осуществлять  переработку  в  местах  их  образования  является  одним  из  перспективных  направлений  [5].

На  наш  взгляд,  особый  интерес  представляет  переработка  медных  отходов  в  порошки,  для  последующего  использования  в  автомобильной,  авиационной,  электротехнической,  химической,  машиностроительной  промышленности  для  изготовления  ответственных  деталей,  щеток  электрических  машин  и  фильтров  для  тонкой  очистки  масел;  в  порошковой  металлургии  для  изготовления  спеченных  изделий,  колец,  втулок;  в  приборостроении  и  электроугольной  промышленности  для  заделки  контактов  и  пр.  [1].

Выбор  метода  получения  порошков  определяется  областью  их  применения,  желательным  набором  свойств  конечного  продукта.  Характеристики  получаемого  продукта  —  гранулометрический  состав  и  форма  частиц,  содержание  примесей,  величина  удельной  поверхности  —  могут  колебаться  в  зависимости  от  способа  получения  в  весьма  широких  пределах.  В  последние  годы,  одним  из  перспективных  методов  получения  высокодисперсных  порошков  становиться  выбранный  нами  метод  электроэрозионного  диспергирования  металлов.  Этот  способ  позволяет  получать  порошок  из  практически  любого  токопроводящего  металла  [2]. 

Тем  не  менее  широкое  использование  метода  электроэрозионного  диспергирования  сдерживается  отсутствием  справочного  материала  по  оптимизации  режимов  порошкообразования  и  свойствам  полученных  медных  порошков.  Поэтому  для  широкого  использования  данного  метода  для  производства  порошков,  требуются  обширные  теоретические  и  экспериментальные  исследования.

Поэтому,  целью  исследования  является  получение  медных  порошковых  материалов  методом  электроэрозионного  диспергирования  из  отходов  электротехнической  медной  проволоки  и  изучение  их  элементного  состава.

Процесс  получения  медных  порошков  осуществлялся  на  установке  для  получения  нанодисперсных  порошков  из  токопроводящих  материалов.  Установка  содержит  реактор  электроэрозионного  диспергирования  для  загружаемых  в  него  медных  отходов,  регулятор  напряжения  и  генератор  импульсов,  силовой  блок  и  блок  управления  [3].

Для  получения  медного  порошка  методом  электроэрозионного  диспергирования  использовали  отходы  медной  проволоки.  Проволоку  загружали  в  реактор,  заполненный  рабочей  жидкостью  —  дистиллированной  водой,  процесс  проводили  при  следующих  электрических  параметрах:  напряжение  порядка  200—220  В,  частота  28  Гц.  В  результате  локального  воздействия  кратковременных  электрических  разрядов  между  электродами  произошло  разрушение  медной  проволоки  и  образование  мелкодисперсного  медного  порошка. 

Для  достижения  поставленной  цели  с  помощью  энерго-дисперсионного  анализатора  рентгеновского  излучения  фирмы  EDAX,  встроенного  в  растровый  электронный  микроскоп  «QUANTA  600  FEG»,  были  получены  спектры  характеристического  рентгеновского  излучения  в  различных  точках  по  поверхности  образца  порошка  (рисунок  1). 

Рисунок  1.  Элементный  состав  медного  порошка  в  одной  из  точек

На  спектре  каждому  химическому  элементу  соответствует  пик  определенной  высоты.  По  точкам  был  проведен  элементный  анализ  по  безэталонному  методу.  Расчет  сделан  в  автоматическом  режиме  на  элементную  форму.  Усредненный  элементный  состав  образца  медного  порошка  представлен  в  таблице  1.

Таблица  1.

Усредненный  элементный  состав  образца  медного  порошка

Показано,  что  порошок  содержит  98,69  %  меди  и  незначительное  количество  примесей  (1,31  %).  На  основании  полученных  результатов  можно  сказать,  что  медные  порошки,  полученные  методом  электроэрозионного  диспергирования,  могут  поменяться  для  переработки  отходов  потребления,  причем  с  небольшими  затратами  и  без  вредного  воздействия  на  окружающую  среду.

Список  литературы: 

1.Агеев  Е.В.  Анализ  способов  производства  медных  порошков  [Текст]  /  Е.В.  Агеев,  Н.М.  Хорьякова,  В.С.  Малюхов  //  Современные  твердофазные  технологии:  теория,  практика  и  инновационный  менеджмент:  сб.  докладов  Междунар.  науч.-инновац.  конф.:  Тамбов:  Изд-во  ИИ  Чеснокова  А.В.,  2013.  —  С.  166—169.  —  ISBN  978-5-905724-24-4.

2.Агеев  Е.В.  Состав  и  свойства  порошков,  полученных  электроэрозионным  диспергированием  отходов  твердых  сплавов:  монография  [Текст]  /  Е.В.  Агеев,  Р.А.  Латыпов,  Б.А.  Семенихин,  Е.В.  Агеева.  Юго-Зап.  гос.  ун-т.  Курск,  2011.  —  123  с.  —  ISBN  978-5-7681-0629-4.

3.Агеев  Е.В.  Патент  2449859,  Российская  Федерация,  C2,  B22F9/14.  Установка  для  получения  нанодисперсных  порошков  из  токопроводящих  материалов  /  Агеев  Е.В.;  заявитель  и  патентообладатель  Юго-Западный  государственный  университет.  №  2010104316/02;  заяв.  08.02.2010;  опубл.  10.05.2012.  —  4  с.

4.Бредихин  В.Н.  Медь  вторичная:  Монография  [Текст]  /  Бредихин  В.Н.,  Маняк  Н.А.,  Кафтаненко  А.Я.  Донецк:  ДонНТУ,  2006.  —  416  с.  —  ISBN  996-96301-7-8.

5.Колобов  Г.А.  Сбор  и  обработка  вторичного  сырья  цветных  металлов.  Учебник  для  вузов  [Текст]  /  Колобов  Г.А.,  Бредихин  В.Н.,  Чернобаев  В.М.  М.:  Металлургия,  1993.  —  228  с. 

6.Производство  и  потребление  меди  (Сводные  данные)  //  Мировые  товарные  рынки.  —  2014.  —  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://  www.cmmarket.ru/  stat.php?  commod=cu&table=cuostat  (дата  обращения:  25.01.14).