Файл: Чупахин, В. М. Производство жестяной консервной тары учебник.pdf

можно исходить из того, что 1 м3 свободно лежащих обрезков жести имеет массу около 200 кг, а 1 м3 консервных банок № 8 — около 100—120 кг.

Перед направлением скрапа на обработку из него удаляют примеси механические (мусор, тряпки, куски древесины и др.) и металлические (отходы цветных металлов, обрезки и куски черной и оцинкованной стали и др.).

При обработке консервных банок обрезают донышки и крыш­ ки и вырезают продольные швы. Олово с продольных швов сни­ мают отдельно от остального скрапа, так как этот процесс тре­ бует больше времени и, кроме того, здесь содержится большое количество свинца.

1. БЕЗАВТОКЛАВНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ СНЯТИЯ ОЛОВА С ОТХОДОВ БЕЛОЙ ЖЕСТИ

КОНСТРУКЦИЯ И РАБОТА УСТАНОВКИ

Этот способ предложен П. И. Губенко и М. К- Губенко. Его отличительной особенностью является возможность получения из отходов белой жести металлического олова на катодах элек­ тролитной ванны. На рис. 232 показана схема размещения обо-

Рис. 232. Схема расположения, оборудования в безавтоклавном злектролитном цехе.

рудования в электролитном цехе, оборудованном для работы по безавтоклавному химическому способу. Цех предназначен для обработки 2—2,5 т скрапа с получением 30—33 кг металлическо­ го олова в сутки.

408

В комплект оборудования цеха входят две электролитные ванны /, ванна 2 для промывки отходов жести перед снятием с них олова, ванна 3 для снятия остатков олова с отходов же­ сти, ванна 4 для промывки скрапа после снятия с него олова, сборник электролита 5, электропечь 6, формы 7 для расфасовки расплавленного олова, щит 8 для электроприборов, низковольт­ ный генератор постоянного тока 9 в комплекте с электродвига-

Рис. 233. Электролитная ванна и схема коммуникаций:

телем, монорельс, электродвигатель для привода мешалки 10, передвижной центробежный насос 11 с фильтром и пресс 12 для брикетирования обработанного скрапа.

Технологический процесс снятия олова осуществляется в та­ кой последовательности: сортировка и взвешивание отходов, обезжиривание отходов, химическое растворение олова с отхо­ дов в электролитной ванне, снятие остатков олова с жести после электролитной ванны, промывка отходов, осаждение олова на катодах, выплавка олова.

Отходы разделяют на нелакированные и лакированные. Пос­ ле сортировки их укладывают в прямоугольные корзины емко­ стью 0,6 м3. В одну корзину помещается до 100 кг отходов. Для удаления жира отходы нелакированной белой жести промывают в 1%-ном растворе каустической соды, нагретом до 70—75° С. Лакированную жесть обрабатывают в отдельной ванне в 3%-ном

409

растворе каустической соды при той же температуре с последую­ щей промывкой горячей водой.

Х и м и ч е с к о е р а с т в о р е н и е о л о в а и е г о э л е к ­ т р о л и з . Электролитная ванна (рис. 233) состоит из двух отсе­ ков. соединенных между собой двойным дном. В правом отсеке устанавливают корзины с промытыми и обезжиренными отхода­ ми жести, а в левом отсеке закрепляют катоды. Электролитом для снятия олова является 5%-ный раствор едкого натра с по­ стоянным содержанием 2,5% окислителя — метанитробензойной кислоты.

Электролит приготовляют следующим образом. В наполнен­ ные водой электролитные ванны загружают кусками по 1,5—2 кг твердую техническую каустическую соду из расчета 50 кг на 1000 л воды. Перед окончанием растворения раствор подогрева­ ют до 80—85° С, затем загружают в него окислитель в количест­ ве 25 кг на 1000 л и смесь перемешивают до однородной концен­ траций. Перемешивание производится центробежным насосом. При загрузке скрапа в ванну насос выключают, а затем снова включают для обеспечения непрерывной циркуляции электроли­ та. Срок действия электролита 6—7 месяцев.

При химическом растворении олова в растворе каустической соды и окислителя электролитные ванны не следует преждевре­ менно включать в электрическую сеть. К моменту включения ванн в электрическую сеть в электролите должно содержаться не менее 20 г олова на 1 л раствора.

При растворении едкого натра и окислителя происходит сле­ дующая химическая реакция:

C6H4N02COOH + Na0H^C6H4N02C00Na + Н20.

Станнат натрия образуется в результате химического взаимо­ действия едкого натра и окислителя с оловом:

C0H4COONaN

II

2Sn+2Q H4NOaCOONa+ 4Na0H^2Na2Sn03+ C6H4C00NaN+2H20.

Содержание олова в электролите постепенно повышается до указанного, т. е. до 20 г/л, тогда ванну включают в сеть посто­ янного тока. При электролизе напряжение тока на клеммах ванн 2,5—3 В при плотности тока 185—200 А на 1 м2 площади катода. Образование олова на катоде и восстановление окисли­ теля протекают в виде следующей реакции (обратной преды­ дущей) :

C6H4COONaN

II

2Na2Sn03+C6H4C00NaN+2H20^:2Sn+2CeH4N02C00Na+4Na0H.

Во время электролиза необходимо поддерживать постоянную циркуляцию электролита с таким расчетом, чтобы полная его смена происходила в ваннах не менее 5—6 раз в час. Аноды и ка­

410

тоды в электролитных ваннах необходимо располагать на рас­ стоянии 65—70 мм один от другого.

Процесс снятия олова продолжается 60—70 мин при темпе­ ратуре электролита 75—85° С. По окончании электролиза на скрапе не должно оставаться более 0,04% олова. Для оконча­ тельного снятия олова с отходов последние перегружаются элек­ тротельфером из электролитных ванн в другую ванну с таким же раствором, имеющим такую же температуру. После этого скрап промывают в ванне с холодной водой с целью улавливания

ли толщиной 2—3 мм и установленный на стойках 2. Внутри каркаса расположена ванна 3, также изготовленная из листовой стали. Ванна покрыта слоем асбеста 4, поверх которого намо­ тана хромоникелевая проволока 5. Между этой проволокой и внутренними стенками каркаса 1 также проложена асбестовая прокладка 6. Для слива из ванны жидкого олова имеется пат­ рубок 7. Мощность печи 4,0 кВт при напряжении 220 В.

Олово плавят в печи следующим образом. Разрезанный на две части катод загружают в ванну, предварительно нагретую до 300—320° С. Чтобы предохранить олово от окисления и угара, в ванну добавляют канифоль, которая в процессе плавки нахо­ дится на поверхности расплавленного олова. Расплавленное оло­ во периодически сливают из ванны через патрубок 7, для чего печь наклоняют. Розлив олова производится в предварительно подогретые формы, которые вмещают до 25 кг металла. Качест­ во олова контролируют в лаборатории.

П р о и з в о д с т в е н н ы й к о н т р о л ь . В процессе работы установки техническому анализу подвергают материалы, приме­

411

няемые растворы и обработанный скрап. Вновь приготовленный электролит перед эксплуатацией проверяют на содержание оло­ ва и щелочи. В процессе работы электролит проверяют по тем же признакам один раз в сутки. При этом свободного едкого нат­ ра должно быть не больше 15 г/л при содержании олова 20— 30 г/л.

Общее содержание олова определяют следующим образом. В эрленмейеровскую колбу емкостью 400 мл наливают 10 мл электролита, прибавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты, 50 м-л воды и 0,5 г алюминиевой стружки. Колбу закры­ вают и раствор кипятят до полного растворения выделяющегося слова. Затем в колбу загружают несколько кусочков мрамора, раствор охлаждают и титруют 0,1 н. раствором йода в присут­ ствии крахмала до получения синего окрашивания. Содержание олова (в г/л) определяют по следующей формуле:

AN-59,35

(Х -1 )

где А — количество раствора йода, пошедшего на титрование, мл; N — коэффициент нормальности раствора йода;

В — количество электролита, взятого для анализа, мл.

Количество метанитробензойнокислого натрия в электролите соответствует общему содержанию в нем олова, так как 1 г кис­ лоты в щелочном растворе растворяет 1 г олова с отходов белой жести.

РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ И РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

При электрохимическом эквиваленте четырехвалентного оло­ ва С = 1,107 г/(А-ч) для выделения из щелочного электролита 1370 г олова в час и при использовании силы тока на 65% потре­ буется следующая сила тока:

Одновременно работают две электролитные ванны, соединен­ ные параллельно, поэтому сила тока, приходящаяся на одну ванну

1900

/ i = ----- = 950 А.

2

Так как напряжение на клеммах генератора составляет 3 В, то мощность генератора

N = 1 900-3 = 5 700 Вт да 6 кВт.

412