Лейбович Л.И. и др.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ СМА30ЧН0-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

Лейбович Л. И., Корчевский Н. В., НПФ «Рецикл», Николаев, Украина
Луговский В. В., Министерство промышленной политики Украины, Киев, Украина
Фистик А. Г., ГП НПКГ «Зоря-Машпроект», Николаев, Украина

Интенсификация процессов механической обработки металлов, внедрение высокопроизводительного оборудования, автоматизированных процессов, широкое применение конструкционных материалов приводят к тому, что обработка металлов резанием становится невозможной без применения эффективных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).
В связи с разнообразием требований, предъявляемых к СОЖ для механической обработки металлов, в них вводят компоненты различного функционального действия. В настоящее время разработано большое количество смазочно-охлаждающих жидкостей. Эти СОЖ в основном подразделяются на два типа:
— водные эмульсии различных масел с антикоррозионными, антиокислительными и противозадирными присадками;
— водные растворы этаноламинов с антикоррозионными, антиокислительными и противозадирными присадками.
Наиболее широкое распространение в качестве добавок к СОЖ находят серо-, хлор-, фосфор- и азотсодержащие органические соединения. В последние годы большое внимание уделяется производству присадок алкилфенольного типа, например, 2,6-дитретбутил-4-метилфенол (ионол), 4,4-метиленбис (4-метил-6-третбутилфенол) — НГ-2246 и т. д., а также различным серосодержащим присадкам. Среди алкилзамещенных фенолов эффективным функциональным действием, особенно ингибирующим, обладают экранированные фенолы.
В процессе использования СОЖ подвержены загрязнению:
— мельчайшими механическими частицами (примесями), выделяющимися из окисленного слоя металла, шламом после травления и продуктами износа металла при травлении и холодной прокатке;
— свободными (неэмульгированными) маслами, выделяющимися из эмульсии в результате расслоения;
— маслами, попадающими в эмульсионную систему в результате утечек из механических и гидравлических узлов металлообрабатывающего оборудования и др.
Одновременно происходит термическая деструкция органических составляющих СОЖ, так как в местах контакта режущего инструмента и обрабатываемой детали локальная температура может достигать 450—500°С.
Отработанная СОЖ (эмульсия) представляет собой особый вид сточных вод, очень опасных для окружающей среды, так как содержит большое количество устойчиво эмульгированных нефтепродуктов. В отработанной СОЖ содержится 10—30 г/л эмульгированных масел и большое количество свободных масел. Общее количество эфирорастворимых веществ в эмульсионных сточных водах составляет 20—30 г/л. В связи с этим необходимо проведение комплекса мероприятий по нейтрализации отработанной СОЖ.
В настоящее время существуют следующие пути переработки отработанной СОЖ:
— сжигание в инсинераторах органической составляющей после разделения воды и масла;
— восстановление физико-химических свойств СОЖ для повторного использования в технологических процессах.
Предпочтительность того или иного способа переработки отработанной СОЖ определяется технико-экономическими показателями, которые свойственны конкретному предприятию. Для предприятия, на котором образуется небольшое количество отработанной СОЖ, нет смысла разрабатывать технологию и оборудование по восстановлению физико-химических свойств СОЖ. Но для крупных машиностроительных предприятий, на которых образуются десятки тонн отработанных СОЖ в год и финансовые затраты на их восполнение и уничтожение составляют десятки тысяч гривень, становится целесообразным внедрение оборудования по восстановлению СОЖ.
Исходя из исследований состава отработанных СОЖ, как масляных, так и этаноламиновых, в процессе их переработки необходимо осуществить:
— магнитную фильтрацию жидкости;
— увеличение кислотного числа;
— разделение воды и органических жидкостей;
— нейтрализацию в воде неорганических и органических примесей;
— восстановление свойств органических жидкостей или их жидкофазное окисление в электрохимическом реакторе.
Технология магнитной фильтрации отработанной СОЖ включает пропускание очищаемой СОЖ через магнитную систему, очистку магнитной системы от шлама и вывод очищенной СОЖ из аппарата магнитной фильтрации.
Термическая деструкция органической фазы в СОЖ ведет к повышению кислотности. При этом происходит разрушение эмульсии и ухудшаются физико-химические свойства СОЖ. Для водных систем не представляется возможным использование метода перколяции для достижения требуемого кислотного числа — КЧ < 0,12 мг КОН/г. Целесообразно в этом случае применение метода электрохимической обработки СОЖ, в котором часть анолита удаляется из жидкости для достижения значений рН = 7,8—8,0. При этом процесс омыления масел не наблюдается.
Имеется целый ряд методов деэмульгации СОЖ. Наиболее распространен метод, основанный на добавке кислот и реагентов-коагулянтов, например солей железа, с заключительной нейтрализацией. Недостатки этого метода — большое количество солей в сточных водах и низкая экономичность процесса.
Менее распространен метод ультрафильтрации. Его недостатки — высокие инвестиционные и эксплуатационные затраты, проблемы с утилизацией УФ-концентрата. Как вариант, возможно первичное разложение за счет электрохимической обработки с последующей ультрафильтрацией.
Нейтрализация органических и неорганических примесей в отделенной воде осуществляется методом жидкофазного окисления органических примесей в анодной камере электрохимического реактора и удалением ионов тяжелых металлов в катодную камеру этого же электрохимического реактора. Очищенную таким образом воду целесообразно после ультрафильтрации использовать для приготовления новой смазочно-охлаждающей жидкости.
Для СОЖ, содержащих этаноламины, целесообразно использовать метод жидкофазного окисления органических веществ в электрохимическом реакторе, так как содержание, например, триэтаноламина не превышает 12 г/л, тем более, что этаноламины имеют свойство вступать в прочные химические связи с металлами, особенно цветными. Это является одной из весомых причин потерь необходимых свойств этими СОЖ.
Восстановление масла возможно обработкой его тринатрийфосфатом, серной кислотой, селикагелем или отбеливающими землями. Коллоидные частицы мыл в маслах лучше всего адсорбируются естественными отбеливающими землями.
На основании изложенного выше можно сделать вывод, что целесообразно на крупных машиностроительных и металлообрабатывающих предприятиях организовать технологический цикл переработки отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей с целью их полного или частичного возврата в технологический цикл. Так как на предприятиях возможно использование нескольких типов СОЖ, то оборудование по их переработке должно быть многофункционально. Оценка запросов украинских предприятий по переработке СОЖ показывает, что нецелесообразно создание чрезмерно больших установок по переработке СОЖ. Вероятно, наиболее приемлема установка производительностью 0,05—0,10 м³/сут.

THE TECHNOLOGY FOR COOLING AND LUBRICATING EMULSION TREATMENT IN INDUSTRY

Leybovych L. I., Korchevskiy N. V., SPF «Recycle», Mykolaiv, Ukraine
Lugovskiy V. V., Ministry of Industrial Policy, Kiev, Ukraine
Fistik A. G., SE «Zorya-Mashproekt», Mykolaiv, Ukraine

The paper analyses the feasibility of introducing the technological process for treatment of spent lubricants and cooling liquids (LCL) at an industry level. The principles of organization of such technological process are considered. The paper demonstrates the feasibility of using the electrochemical process for treatment of spent LCLs.

Главная страница

Сведения об авторах

Лейбович Лев Иссахарович, к. т. н., зам. директора, НПФ «Рецикл», ул. Чкалова, 46/10, Николаев, 54017, Украина. Тел./факс (0512) 36-23-53. E-mail: recycledogmksat.net

Корчевский Николай Владимирович, к. т. н., зам. директора, НПФ «Рецикл», ул. Чкалова, 46/10, Николаев, 54017, Украина. Тел./факс (0512)36-23-53. E-mail: recycledogmksat.net

Луговский Виктор Владимирович, к. т. н., зам. директора департамента, Министерство промышленной политики Украины, ул. Сурикова, 3, Киев, 03035, Украина. Тел. (044) 226-31-92

Фистик Александр Григорьевич, гл. технолог, ГП НПКГ «Зоря-Машпроект», Октябрьский просп., 42-А, Николаев, 54018, Украина. Тел (0512) 50-52-80

Последние изменения внесены 24.04.07