УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ТОПЛИВНОЙ КОМПОЗИЦИИ И МЕТАЛЛОВ ИЗ ОТХОДОВ

Техническое решение относится к машиностроению и может быть использовано для получения различных строительных материалов (мастики, древесно-полимерных композитов и т.д.), углеводородного топлива (мазут, газ, бензин) и химических элементов из смеси промышленных отходов с добавками битума, органических и минеральных наполнителей.
Известно устройство для приготовления материала из смеси отходов резины для литьевого оборудования, содержащее корпус, шнековый смеситель-питатель, инжекционный цилиндр со штоком, нагревательное средство с соосно установленным ротором с лопастями и приводом (см. п., RU, №2015019, МПК-5, В29С 35/00, 43/00).
Недостатком известного устройства является сложность и громоздкость конструкции, снижены технологические возможности за счет использования инжекционного питателя.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для приготовления шихты из отходов стружки и связующих материалов, содержащее бункер для основного материала, бункер для связующего материала, нагреватель, выполненный в виде трубчатых элементов, расположенных в канале между бункером для основного материала и дозатором, дозаторы и шнековый смеситель (см. п., RU, №2024353, МПК-5, B22F 1 /00; В29С 33/02, В22С 5/08).
Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности за счет размещения нагревателя для обогрева одной составляющей, что уменьшает диапазон температурной обработки.
Техническим результатом заявленного технического решения является расширение технологических возможностей за счет расширения температурного режима.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для получения строительных материалов, топливной композиции и металлов из отходов, содержащем накопитель отходов, шнековый смеситель с входным и выходным окнами, нагреватель, корпус шнекового смесителя выполнен с двойной стенкой, образующей полость для прохода теплоносителя и снабжен дополнительными выходными окнами с заслонками для отбора жидкой и газообразной фракций, шнек смесителя выполнен полым, при этом загрузочное окно снабжено уплотнителем, а выходное окно для твердой фракции снабжено уплотнителем массы с приводом, причем нагреватель размещен вне корпуса шнекового смесителя.
Выполнение корпуса шнекового смесителя с двойной стенкой, снабженного дополнительными выходными окнами с заслонками для жидкой и газообразной фракций, и расположение нагревателя вне корпуса позволяет подаваемую смесь перемешать и быстро нагреть в широком диапазоне температур за счет нагрева смеси одновременно со стороны шнека и со стороны корпуса смесителя и дополнительно за счет саморазогрева при перемещении ее шнеком внутри смесителя, что расширяет температурный режим обработки и технологические возможности устройства.
На фиг. изображен общий вид устройства в разрезе.
Устройство для получения строительных материалов и топливной композиции и металлов из отходов содержит накопитель отходов (условно не показан), шнековый смеситель, содержащий корпус 1, выполненный с двойной стенкой, образующей полость для прохода теплоносителя, например, горячего воздуха или дыма. Внутри корпуса 1 размещен шнек 2, приводимый в движение приводом 3. Шнек 2 выполнен полым. В корпусе 1 выполнены: загрузочное окно 4 и выходные окна 5, 6, 7, расположенные с противоположной от загрузочного окна стороны и предназначены для удаления газообразной, жидкой и твердой фракций переработки отходов соответственно. Загрузочное окно 4 снабжено уплотнителем 8, ограничивающим доступ воздуха в корпус 1. Выходные окна 5, 6 для отбора соответственно газообразной и жидкой фракций переработки снабжены заслонками 9, 10. На выходе твердой фракции через выходное окно 7 установлен уплотнитель 11 массы с приводом 12. Кроме того, устройство содержит нагреватель с регулятором температуры и вентилятором (условно не показан), обеспечивающий подачу горячего теплоносителя в полости корпуса 1 и шнека 2 для нагрева отходов в широком диапазоне температур.
Устройство работает следующим образом.
Смесь промышленных отходов, находящихся в накопителе подают через загрузочное окно 4 корпуса 1 шнекового смесителя. Пройдя уплотнитель 8, ограничивающий попадание воздуха в корпус 1 смесь попадает на шнек 2. При включении привода 3 вращающийся шнек 2 перемещает смесь внутри корпуса 1 смесителя, при этом смесь измельчается, самонагревается. Одновременно нагрев смеси отходов осуществляется от стенок корпуса и шнека, в полости которых подается горячий теплоноситель от нагревателя, при этом смесь отходов нагревается до температуры, поддерживаемой терморегулятором. В смеситель загружают смесь различного состава и количественного содержания из углеродосодержащих и углеводородосодержащих материалов, а именно: уголь, торф, опилки, органику, пластик высокого и низкого давления, резину, асфальт, кожу, ткани, шлаки, отработанные масла, рубероид, линолеум или алюмосиликатное сырье, предварительно обработанное гидрохлорированием для извлечения металла.
В зависимости от состава загружаемой смеси и температуры нагрева получают мастику или древесно-полимерную композицию, мазут, газ, бензин и т.д., при этом при нагревании смеси жидкая фракция стекает и отводится из корпуса 1 через выходное окно 6 при открытой заслонке 9. Твердая фракция, перемещаясь к выходному окну 7, при необходимости сжимается уплотнителем 11 массы при включенном приводе 12 и удаляется через выходное окно 7 в формы.
Пример 1. Получение гидроизоляционной композиции - мастики на заявляемом устройстве.
В загрузочное окно 4 устройства загружают в равной пропорции битум или использованный рубероид, органический наполнитель: древесные опилки и/или торф и/или ил и/или солому и/или отходы пластмассы и отработанные масла. Осуществляют нагрев смеси до t 80-200°C в зависимости от получаемых характеристик. Выходные окна 5, 6 закрыты. Смесь, перемещаясь шнеком, перемешивается, дополнительно самонагревается, удаляется через выходное окно 7 с получением мастики с определенными свойствами в зависимости от температуры нагрева.
Пример 2. Получение жидкой или газообразной топливной композиции на заявляемом устройстве.
В загрузочное окно 4 устройства загружают предварительно измельченную смесь углеводородосодержащих и углеродсодержащих материалов (уголь, торф, опилки, органика, отходы пластмассы высокого и низкого давления и/или резину и/или асфальт и/или кожу и/или ткани и/или кости и/или рубероид и/или линолеум и отработанные масла). Смесь нагревают до температуры от 80 до 650°С и перемещают шнеком, при этом газообразные фракции в виде газа отводятся через выходное окно 5 при открытой заслонке 9, жидкие фракции - мазут отводятся через выходное окно 6 при открытой заслонке 10, твердая фракция удаляется через выходное окно 7 при необходимости уплотнения уплотнителем 11 массы.
Пример 3. Получение металлов из отходов обогатительных фабрик на заявляемом устройстве.
Хвосты обогатительных фабрик по переработке алюмосиликатного рудного сырья подвергают гидрохлорированию и затем подают в устройство, нагревая его до температуры 250°С. При нагреве алюминий и серебро в виде солей соляной кислоты выпадают в отстойник устройства. При дальнейшем нагреве жидкой фракции образуется металл в виде слитков.
Устройство, обеспечивающее получение широкой номенклатуры материалов из отходов, найдет промышленное применение.