Регенерация цветных металлов из отходов центробежной фильтрацией

В.Е. Дьяков 

РЕГЕНЕРАЦИЯ  
ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ОТХОДОВ 
ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ФИЛЬТРАЦИЕЙ 
монография 

Vitaly E. Dyakov 

REGENERATION 
OF NON-FERROUS METALS 
FROM WASTE 
BY CENTRIFUGAL FILTRATION 
(monograph) 

Moscow, 2018 

Москва 

БИБЛИО-ГЛОБУС 

2018 

УДК 669 
ББК 34.3 
Д93 

Рецензенты: 

Олейникова Н.В. – доктор технических наук, профессор кафедры еталлургии цветных металлов Института цветных металлов и материаловедения ФГАОУ ВО «СФУ». 

Юхин Ю.М. – профессор, доктор химических наук, главный научный сотрудник 
ФГБУН Института химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук. 

Федотов В.А. – старший научных сотрудник, кандидат химических наук, заведующий научно-технологическим отделом  ИHX CO PAH. 

Д93 

Дьяков В.Е. 

Регенерация цветных металлов из отходов центробежной фильтрацией: монография / В.Е. Дьяков. – М.: БИБЛИО–ГЛОБУС, 2018. – 116 с. 

ISBN: 978-5-6040673-7-6 
DOI: 10.18334/9785604067376

Монография посвящена обобщению исследований по регенерации цветных металлов из 
отходов центробежной фильтрацией.  
Описаны результаты исследований по применению разработанного метода отделения 
легкоплавких металлов из различных нагретых металлических отходов в поле центробежных сил. Приведены результаты исследования выделения цинка из отходов цинкования, 
олова из отходов ванн лужения, припоев из отходов консервной промышленности и печатных плат радиоэлектроники. Показаны результаты регенерации индия, серебросодержащих 
припоев и галлия из отходов из паяльных ванн.  
Приведены примеры центробежного выделения олова и его сплавов из отходов автомобильных подшипников и латунных радиаторов.
Описаны лабораторные и промышленные испытания переработки отходов силумина и 
отходов ванн электролиза алюминия, а также переработки щелочных плавов рафинирования свинца. Проведен обзор 45 изобретений по совершенствованию аппаратов центробежной фильтрации расплавов. 
Ключевые слова: центрифуга, фильтрация, отходы припоев, цинк, олово, индий, алюминий, галлий, щелочные плавы, печатные платы, отходы подшипников и радиаторов.  

ISBN: 978-5-6040673-7-6 
© Дьяков В.Е., 2018 
© Оформление, дизайн обложки 
ООО Издательский дом «БИБЛИО-ГЛОБУС», 2018 

Оглавление 

Введение .................................................................................................................... 6 

Глава 1. Общие сведения о центрифугах для!фильтрации расплавов ................. 7 

Глава 2. Центробежная фильтрация отходов с!ванн горячего цинкования стали .... 17 

Глава 3. Регенерация олова из отходов лужения центробежной фильтрацией 32 

Глава 4. Регенерация припоев из отходов консервной промышленности ........ 37 

Глава 5. Центробежная переработка отходов печатных плат ............................ 39 

Глава 6. Центробежное отделение припоев с!отходов латунных радиаторов .. 44 

Глава 7. Регенерация припоев из ванн пайки радиоэлектронных изделий ....... 47 

Глава 8. Фильтрация индий содержащих отходов .............................................. 51 

Глава 9. Центробежная регенерация олова из!отходов автоагрегатных заводов ..... 59 

Глава 10. Центробежная фильтрация отходов алюминия и сплава силумина . 62 

Глава 11. Центробежная фильтрация отходов с!ванн электролиза алюминия . 70 

Глава 12. Регенерация галлия из отходов центробежной фильтрацией............ 74

Глава 13. Центробежная фильтрация щелочных плавов рафинирования свинца .... 81 

Глава 14. Обзор совершенствования центрифуг для фильтрации расплавов ... 87 

Выводы ................................................................................................................... 100 

Список литературы ............................................................................................... 101 

Vitaly E. Dyakov 

"TSNIIOLOVO", JSC

REGENERATION OF NON-FERROUS METALS FROM WASTE 
BY!CENTRIFUGAL FILTRATION 

Contents 

1. General information on centrifuges for filtering melts………………...…… 
7 

2. Centrifugal filtration of waste from hot-dip galvanizing baths………...…… 
17 

3. Regeneration of tin from tinning waste by centrifugal filtration………....… 
32 

4. Regeneration of solders from canned food waste……………………...…… 
37 

5. Centrifugal processing of waste printed circuit boards………………...…… 
39 

6. Centrifugal separation of solders from brass radiator waste………..……….
44

7. Regeneration of solders from brazing baths for radio electronic products…. 
47 

8. Filtration of indium-containing waste…………………………………..…... 
51 

9. Centrifugal regeneration of tin from the waste from auto-aggregate plants...
59 

10. Centrifugal filtration of aluminum and silumin alloy waste………….…… 
62 

11. Centrifugal filtration of waste from aluminum electrolysis baths………… 
70 

12. Regeneration of gallium from waste by centrifugal filtration…………...… 
74 

13. Centrifugal filtration of alkali solutions of lead refining………………..… 
81 

14. Review on the improvement of devices for centrifugal filtration of melts...
87 

Bibliography…………………………………………………………………… 
101 

The monograph is devoted to synthesis of research studies on regeneration 
of non-ferrous metals from waste by centrifugal filtration.  
We describe the results of researches on application of the developed method 
for separating fusible metals from various heated metal waste in centrifugal force 
field. We present the results of the study of zinc separation from the waste 
of galvanizing, tin separation from baths tinning waste, solders separation from the 
waste of canning industry and printed circuit boards of radio electronics. We show 

the results of regeneration of indium, silver-containing solders and gallium from 
solder baths waste. 
We also give examples of centrifugal separation of tin and its alloys from 
waste of automobile bearings and brass radiators. 
We describe laboratory and industrial tests of silumin waste processing and 
aluminum electrolysis bath waste, as well as the processing of alkaline melts of lead 
refining. We review 45 inventions that improve devices of centrifugal filtration 
of melts.  
Keywords: сentrifuge, filtration, solder waste, zinc, tin, indium, aluminum, 
gallium, alkaline floats, printed circuit boards, bearings and radiators waste. 

ВВЕДЕНИЕ 

Монография посвящена обзору результатов научно-исследовательских работ по расширению применений аппарата центробежной фильтрации освоенного в производстве олова. Разработка технологии рафинирования олова проведена Сутуриным С.Н., начальником опытного цеха Новосибирского оловянного комбината. Серию промышленных аппаратов центробежной фильтрации разработал конструктор Долгов А.В., научный сотрудник СКБ ГИТ АН СО 
РАН. Большой вклад в освоении центробежной фильтрации олова 
внесли инженеры оловянного комбината Дугельный А.П. и Степанов Г.И. Исследованиям оказывалась неоценимая методическая и 
инструментальная помощь сотрудников институтов ИНХ СО РАН, 
Катализа, Гидродинамики, МИСИС, Гидроцветмет, ВАМИ. Головной институт ЦНИИолово организовал координацию и обработку 
выполненных работ. 

В монографии сделан обзор многолетнего коллективного труда 
по исследованию и испытанию центробежной фильтрации различных отходов цветных металлов из расплава. 

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦЕНТРИФУГАХ 
ДЛЯ!ФИЛЬТРАЦИИ РАСПЛАВОВ 

В металлургии рафинирования олова от железа применяется 
аппарат центробежной фильтрация расплавленного металла от твердых примесей. Поэтому сделаны попытки положительные результаты использования центробежной фильтрации в производстве олова 
распространить в технологии регенерации вторичных цветных металлов. Первоначальные исследования фильтрации расплавов проводились на лабораторной центрифуге [1]. 

 

Рисунок 1.  Лабораторная центрифуга ОП-110 

1 – Нижняя тарель; 2 – Верхняя тарель; 3 – Окно загрузочное;  
4 – Фильтрующая щель 

Фильтр опускается в металл, расплавленный в обогреваемом котле 
и приводится во вращение. Твердые частицы примесей при вращении 
фильтра попадают через окна 3 (рис. 1) верхней тарели 2 в полость между тарелями 1, 2 фильтра. Под действием центробежных сил жидкий металл продавливается через щель 4, образуемую основаниями тарелей 1, 2 

и отфильтровывается от твердых кристаллов. В щели накапливается 
масса кристаллов примесей, которая в свою очередь служит фильтром 
для более мелких частиц. После наполнения полости фильтра съемами 
он поднимается до уровня сборника съемов. При этом снимается стопор, 
установкой которого определяется величина щели между основаниями 
конусных тарелей и под действием центробежных сил съемы сбрасываются в сборник. После очистки полости фильтра от съемов, тарели сжимаются, стопор фиксирует их взаимное положение, фильтр опускается 
в расплав и цикл повторяется. В некоторых в лабораторных опытах рафинирования цветных металлов [2] использовалась центрифуга ЦП 100 
с измененным узлом подъема ротора (рис. 2). 

 

Рисунок 2. Лабораторная центрифуга ЦП 100 с погружаемым фильтром 
1 – Котел; 2 – Верхняя тарель; 3 – Нижняя тарель; 4 – Фильтрующая щель; 
5 – Заборные окна; 6 – Стопор раскрытия тарелей и разгрузки осадка 
из фильтра; 7 – Механизм подъема фильтра; 8 – Двигатель вращения 
фильтра; 9 – Съемный конус сбора дроссов; 10 – Съемный конус сбора брызг 
из фильтра; 11 – Уровень подъема фильтра для раскрытия тарелей и 
разгрузки осадка 

В дальнейшем при неизменном принципе погружаемого фильтра изменялся диаметр 80, 120, 130, 150 съемных тарелей и съемных 
узлов сбора осадков под конкретные задачи (рис. 3) для улучшения 
обслуживания подъема фильтра. 

  

Рисунок 3. Центрифуга лабораторная ЦП-100 м с погружаемым фильтром 
1 – Нижняя тарель;2 – Верхний тарель; 3 – Фильтрующая щель; 4 – Окно 
загрузочное; 5 – Сборник осадка; 6 – Привод; 7 – Механизм перемещения 
фильтра; 8 – Фиксатор сжатия пружины 

Фильтр погружался в расплав, в котле емкостью 10 л. Двигателем постоянного тока фильтр приводился во вращение в расплаве 
в течение 1–5 мин. Периодически фильтр с твердыми кристаллами 
поднимали над поверхностью расплава и увеличили скорость его 
вращения на 20–30 сек. Происходила очистка осадка от жидкого металла и после этого останавливали вращение фильтра. Верхнюю тарель освобождали и удаляли из полости фильтра твердые остатки 
для взвешивания и анализа. При необходимости периодически отбирались пробы металла брызг из фильтра и металла из ванны котла. 
Цикл повторяли до полного удаления твердой фазы в расплаве, что 

определялось визуально по отсутствию осадка в тарелях. Контроль 
температуры нагрева тарелей погруженных в котел осуществлялся 
хромель копелевой термопарой с прибором ТРМ-1 [2]. 

Для рафинирования вторичных припоев в условиях производства 
в непрерывном автоматическом режиме разработан серийный вариант 
аппарат ЦП-100с (рис. 4). При задаваемой с пульта скорости забора 300–
400 об/мин и длительности вращения фильтра 25–30 сек. достигалась 
необходимое наполнение фильтра. Осушка съемов от жидкого припоя 
(отжим) осуществлялся в течение 20–25 сек. при скорости вращения 
1100–1500 об/мин. 

 

Рисунок 4. Центрифуга ЦП-100 с фильтрации отходов припоев [3] 
1 – Котел; 2 – Фильтр; 3 – Ротор; 4 – Механизм подъема фильтра;  
5 – Транспортер; 6 – Механизм открытия тарелей 

Укрупненные опыты проводились на центрифуге ЦП-200 
(рис. 5) [4].  

Аппарат центрифуги ЦП-200 [4], поставленный Японской фирме, 
представляет собой ротор 1 с фильтром 2 из двух конусообразных тарелей 3 сжатых большими основаниями с образованием фильтрующей 
щели 4 (рис. 5а). Основание конуса верхней тарели у ротора снабжено