Извлечение цветных металлов из золы и шлаков в электромагнитном аппарате

цветные металлыРазработан способ извлечения цветных металлов из золы, шлаков и других отходов, содержащих цветные металлы в электромагнитном аппарате с кипящим слоем (ЭМА) при обычной температуре, давлении и без катализаторов.

Известно, что электроны движутся вокруг атомного ядра, а значит имеют свое собственное магнитное поле, через которое можно оказывать воздействиевнешним магнитным полем на элементарные частицы и молекулы в целом. Под влиянием магнитных полей у макромолекул вещества происходит возникновение зарядов и изменение их магнитной восприимчивости. В связи с этим магнитная энергия макромолекул может превышать энергию теплового движения, что вызывает ориентационные изменения макромолекул (ее квазикристаллической структуры), поверхностного натяжения, вязкости, электропроводности, диэлектрической проницаемости и др.

На наш взгляд, вследствии этих процессов освобождается часть ионов из связи в макромолекуле, возрастает их ионная активность, являющаяся предпосылкой к протеканию химических реакций при комнатной температуре и нормальном далении, т. е. внешнее магнитное поле может влиять на кинетику, механизм химических реакций.

эдвин шредингерСогласно теории Э. Шредингера ориентация электронного облака в пространстве не может быть произвольной: она определяется значением магнитного квантового числа. В отсутствии внешнего магнитного поля энергия в атоме не зависит от магнитного квантового числа. При действии на электрон внешнегого магнитного поля энергия электрона в атоме изменяется.

Раннее было установлено, что в электромагнитном поле аппарата ЭМА происходит активизация веществ. Это было установлено при синтезе в твердофазных реакциях: при синтезе постоянных магнитов из исходных оксидов и керамических пигментов из гальванических шламов.

Измельчая исходные компоненты и смешивая их в ЭМА, время синтеза при конечной температуре сократилось в 5-10 раз по сравнению с использованием традиционного оборудования. Раннее было установлено, что в электромагнитном поле аппарата ЭМА происходит активизация веществ. Это было установлено при синтезе в твердофазных реакциях: при синтезе постоянных магнитов из исходных оксидов и керамических пигментов из гальванических шламов. Измельчая исходные компоненты и смешивая их в ЭМА, время синтеза при конечной температуре сократилось в 5-10 раз по сравнению с использованием традиционного оборудования. Смотри сравнительную таблицу.

В ЭМА вещество подвергается тройному воздействию:

  1. переменного электромагнитного поля;

  2. постоянного магнитного поля рабочих тел от 1 до 10 мм;

  3. механических ударов множества рабочих тел в рабочей камере ЭМА. В результате этого тройного воздействия В ЭМА осуществляется активация веществ на электронном уровне. В ЭМА в одном устройстве совмещаются электрический привод и технологический аппарат. С точки зрения электоромеханики электромагнитный аппарат является электроприводом с дисперсным магнитотвердым ротороа, а с точки зрения технологических процессов и аппаратов -электромагнитным технологическим аппаратом для обработки материалов или аппаратом с магнитокипящим слоем.

  4. Принцип действия ЭМА заключается в следующем: при подаче переменного напряжения 220-380 В и частотой 50 Гц в аппарате создается переменное электромагнитное поле. Рабочие тела (магнитные гранулы), являющиеся постоянными магнитами гексаферрита бария или стронция, диаметром от1 до 10 мм, помещенные в рабочую камеру ЭМА под действием переменного электромагнитного поля приобретают хаотическое движение, в следствии вращения вокруг собственных осей и соудуарений при этом друг о друга.
emaВ ЭМА проводили извлечение цветных металлов из золы и шлаков. Время обработки золы и шлака в ЭМА составляло 5 мин. Согласно литературным данным извлечение цветных металлов из золы и шлаков является нерентабельным, так как процесс является многостадийным. В нашем случае в ЭМА этот процесс идет при нормальной температуре, без давления и катализатора в одну стадию и всего за 5 мин обработки в зоне рабочей камеры. Перед извлечением цветных металлов из золы и шлаков золу и шлаки измельчали в электромагнитном аппарате до размеров частиц от 10 до 1 мкм. Химический и рентгенофазовый анализ золы и шлама после обработки в ЭМА показали, что цветные металлы перешли в раствор, а в золе и шлаке остались оксиды кальция, алюминия, кремния. Таким образом, в результате извлечения цветных металлов из золы и шлаков, получаем два продукта, а именно концентрат раствора, содержащего цветные металлы и золу и шлак, cостоящие из оксидов кальция, алюминия, кремния, которые можно использовать для производства строительных материалов.

Выводы:

  1. В результате проведенных исследований установлено, что в ЭМА происходит извлечение из золы и шлака при обычной температуре, давлении и без катализаторов с получением концентрата раствора, содержащего цветные металлы изолу и шлам, cостоявшие из окислов кальция, алюминия и кремния.

  2. Учитывая простоту способа извлечения цветных металлов из золы и шлака в ЭМА всего лишь за 5мин обработки при нормальной температуре и давлении, без катализаторов, что невозможно осуществить в традиционных установках, предлагаем электромагнитные аппараты непрерывного действия емкостью рабочей камеры от 5 до 500 литров.