SE410557B

SE410557B - MAKE PREPARATION OF AN OIL-IMMEDIATED PULP

Info

Publication number: SE410557B
Application number: SE7710126A
Authority: SE
Inventors: P Billgren; S Karlsson
Original assignee: Uddeholms Ab
Priority date: 1977-09-09
Filing date: 1977-09-09
Publication date: 1979-10-22
Also published as: SE7710126L

Description

7710126-9 -2- 40 Ett första syfte med föreliggande uppfinning är att avolja den olje- indränkta massan i så hög grad att den utan risk kan sättas på meta11ur~ giska ugnar så att det värdefulla legeringsinnehållet kan tillgodgöras. A first object of the present invention is to oil the soaked mass to such an extent that it can be safely placed on metallurgical furnaces so that the valuable alloy content can be utilized.

Ett andra syfte är att avskilja olja ur den oljeindränkta massan för .:' återanvändning av oljan. Dessa och andra syften kan uppnås därigenom att uppfinningen kännetecknas av vad som anges i efterföljande patentkrav.A second purpose is to separate oil from the oil - soaked mass for reuse of the oil. These and other objects can be achieved in that the invention is characterized by what is stated in the appended claims.

Enligt uppfinningen samlar man den oljeindränkta massan av slipspån, d v s tätpackade metallpartiklar, i en behållare, och värmer denna behållare underifrån,så att en viss mängd olja i de nedre partierna för- ångas och genom gastrycket pressar upp olja i överliggande partier till massans övre yta, varifrån oljan kan avledas. För att inte oljan skall antändas sker uppvärmningen utan lufttillträde. Under processens senare skede blir den resterande oljan så varm att en viss oljerök utvecklas.According to the invention, the oil-soaked mass of abrasive chips, ie tightly packed metal particles, is collected in a container, and this container is heated from below, so that a certain amount of oil in the lower portions evaporates and through the gas pressure presses oil in overlying portions to the upper surface of the mass. , from which the oil can be diverted. In order not to ignite the oil, the heating takes place without air access. During the later stages of the process, the remaining oil becomes so hot that a certain oil smoke develops.

Denna rök eller gas kan förbrännas med en säkerhetsfackla eller utnyttjas för uppvärmningen av behållaren.This smoke or gas can be burned with a safety torch or used to heat the container.

Sättet enligt uppfinningen bygger på följande principer: a) ett tillräckligt stort gastryck skall genom uppvärmning av behållaren underifrån åstadkommas i massans nedre delar för att med viss önskad hastighet pressa oljan uppåt. Detta villkor kan uttryckas dv A-Q/.ÉB dt dy .......... (1) Härvid gäller att %% = Volymströmvätska A = Horísontell sektionsarea a= Permeabilitet ÉP- . . . dy = Tryckgradient i vertikalled b) Kornstorleken, eller rättare sagt tätpackningen, skall vara sådan att gasbubblor väsentligen icke kan stiga uppåt och oljedroppar väsenligen icke kan falla nedåt i mellanrummen mellan kornen. Om- rörning i vätskan skall med andra ord förhindras genom kapillärkrafterna i den finfördelade massan. Man får härvid utgå från att en gasbubbla ü som strävar uppåt utsätts för två krafter i det kritiska moment då den skall avsnöras, nämligen den uppåtriktade flytkraften och den återhållande ytspänningskraften. På omvänt sätt påverkas även en oljedroppe som håller på att avsnöras och falla nedåt. Om kanalerna i massan är mindre än de kritiska gasbubblornas respektive dropparnas . 40 p 7710126-9 radie, hämmas följaktligen omrörningen av vätskan. 4 _ 3 Tyngdkraften FT = -3- 11 r Wævätska - S; gas) ° g Ytspänningskraften FY = 0 ' 211 I' Vid den kritiska minsta bubbel- eller droppradien är FT = FY Den kritiska minsta bubbel-eller droppradien, rçrít, vilken bestämmer den önskade, lägsta tätpackningsgraden, är alltså: rkrít= å_ U ............(2) (yvätskaﬂP gas) f g Följande gäller härvid bubblas radie r = 0' = ytspänning vätska - gas 9 = täthet g = tyngdacceleration 'fätpackningsgraden bör alltså vara sådan att den minsta bredden på kanalerna mellan metallpartiklarna icke överstiger dubbla kritiska raden rkrit. c) Gastrycket P a i botten av kärlet skall vara högre än det hydrostatiska trycket hos oljan, men lägre än det hydrostatiska trycket hos hela den överliggande massan. AI annat fallsöker sig gas upp genom massan från underliggande. partier. Detta ger uttrycket: P atm + gvätska' g . h atm + gmassa . g 0 h . . . . . . . . . . . (3) varvid h = den oljeindränkta massans höjd.The method according to the invention is based on the following principles: a) a sufficiently large gas pressure must be achieved by heating the container from below in the lower parts of the pulp in order to press the oil upwards at a certain desired speed. This condition can be expressed dv A-Q / .ÉB dt dy .......... (1) In this case, %% = Volume flow fluid A = Horizontal section area a = Permeability ÉP-. . . dy = Vertical pressure gradient b) The grain size, or rather the tight packing, must be such that gas bubbles can essentially not rise upwards and oil droplets can essentially not fall downwards in the gaps between the grains. In other words, agitation in the liquid must be prevented by the capillary forces in the atomized mass. It must be assumed here that a gas bubble ü which strives upwards is subjected to two forces in the critical moment when it is to be cordoned off, namely the upward buoyancy force and the restraining surface tension force. Conversely, an oil droplet that is being laced and falling down is also affected. If the channels in the mass are smaller than those of the critical gas bubbles and droplets, respectively. 40 p 7710126-9 radius, consequently the stirring of the liquid is inhibited. 4 _ 3 Gravity FT = -3- 11 r Liquid - S; gas) ° g The surface tension force FY = 0 '211 I' At the critical minimum bubble or drip radius, FT = FY The critical minimum bubble or drip radius, rçrít, which determines the desired, lowest degree of tightness, is thus: rkrít = å_ U. ........... (2) (surface liquid ﬂ P gas) fg The following applies to the radius r of the bubble r = 0 '= surface tension liquid - gas 9 = density g = acceleration of gravity' the degree of fat packing should therefore be such that the minimum width of the channels between the metal particles do not exceed double the critical line rkrit. c) The gas pressure P a in the bottom of the vessel shall be higher than the hydrostatic pressure of the oil, but lower than the hydrostatic pressure of the whole overlying mass. Otherwise, gas seeks up through the mass from the underlying. parties. This gives the expression: P atm + liquid 'g. h atm + gmassa. g 0 h. . . . . . . . . . . (3) where h = the height of the oil-soaked mass.

Genom att kombinera villkor (3) med ekvationen (1) kan den maximala avskiljningshastigheten beräknas.By combining condition (3) with equation (1), the maximum separation rate can be calculated.

Uppfinningen skall nu närmare förklaras med hänvisning till bifogade ritningsfigurer vilka schematiskt illustrerar uppfinningen principer.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing figures which schematically illustrate principles of the invention.

I figurerna visar Fig. 1 en behållare innehållande massa som håller på att avoljas, medan Fig. 2 visar ett batteri av behållare under avoljning av innehållet.In the figures, Fig. 1 shows a container containing pulp which is being oiled, while Fig. 2 shows a battery of containers during oiling of the contents.

I Fig. 1 betecknas en oljeindränkt massa allmänt med siffran 1. Denna massa består av slipspån som erhållits vid slipning av metallföremål under tillsats av skärolja. Vid de försök som ligger till grund för l0 40 7710126-9 -4- uppfinningen har metallen ifråga utgjorts av snabbstål och spånorna har haft storlekar alltifrån mycket små, jämförelsevis runda partiklar ø SP-m, till något större, vanligen långsträckta partiklar med storlekar ca 150 x 20 Mm. Denna blandning av fina spån och olja ger en massa l med en karakteristisk gelêartad konsistens. Massan är samlad i en be- hållare 2, som utgörs av ett vanligt oljeplåtfat som normalt används som transportbehållare för ifrågavarande "avfallsprodukt". Behållaren 2 är hermetiskt tillsluten med ett lock 3. För uppvärming av innehållet i behållaren 2 är under behållaren anordnad en brännare 4. Enligt den visade utföringsformen utgörs brännaren av en gasbrännare, varigenom även gaser som erhålls vid processen praktiskt kan tillvaratas för uppvärmningen. Även andra uppvärmningsmetoder är givetvis tänkbara, såsom till exempel uppvärmning med oljebrännare vilket framgångsrikt använts vid utförda försök. Även elektrisk uppvärmning är i princip tänkbar. Med siffran 5 betecknas en ledning för avledande av brännbar gas. Ett bräddavlopp har betecknats 6. Avstängningsventiler i gasledningen 5 respektive i bräddavloppet 6 har betecknats 7 och 8.In Fig. 1, an oil-soaked mass is generally denoted by the number 1. This mass consists of grinding chips obtained from grinding metal objects during the addition of cutting oil. In the experiments on which the invention is based, the metal in question has been made of high-speed steel and the chips have had sizes ranging from very small, comparatively round particles ø SP-m, to slightly larger, usually elongated particles with sizes approx. 150 x 20 mm. This mixture of fine shavings and oil gives a mass l with a characteristic gel-like consistency. The pulp is collected in a container 2, which consists of an ordinary oil plate barrel which is normally used as a transport container for the "waste product" in question. The container 2 is hermetically sealed with a lid 3. For heating the contents of the container 2, a burner 4 is arranged below the container. According to the embodiment shown, the burner consists of a gas burner, whereby also gases obtained in the process can be practically used for heating. Other heating methods are of course also conceivable, such as, for example, heating with an oil burner, which has been used successfully in experiments performed. Electric heating is also conceivable in principle. The number 5 denotes a line for diverting combustible gas. An overflow drain has been designated 6. Shut-off valves in the gas line 5 and in the overflow drain 6, respectively, have been designated 7 and 8.

Uppfinningen kan illustreras genom följande exempel. Ett oljefat med ll0 liter oljespån värmdes underifrån med en oljebrännare. Oljehalten var vid försökets start 32,5 viktsprocent. Efter 10 timar hade olje- halten i kärlets bottenparti sjunkit till mindre än 0,22, d v s denna del i behållaren var i praktiken fri från olja. Även massans centrum hade väsentligen helt avoljats, medan ytterpartierna vid den nivå som anges i Fig. 1 hade sänkts till 4,2 respektive 2.32. I det översta partiet av massan var oljehalten i centrum l7,0Z och i ytterpartierna 9,5 respektive 15,52. Provtagningspunkterna har markerats i Fig. l.The invention can be illustrated by the following examples. An oil barrel with 110 liters of oil shavings was heated from below with an oil burner. The oil content at the start of the experiment was 32.5% by weight. After 10 hours, the oil content in the bottom part of the vessel had dropped to less than 0.22, i.e. this part of the container was in practice free of oil. The center of the pulp had also been substantially completely oiled, while the outer portions at the level indicated in Fig. 1 had been lowered to 4.2 and 2.32, respectively. In the upper part of the mass the oil content in the center was 1.7,0Z and in the outer parts 9.5 and 15.52 respectively. The sampling points are marked in Fig. 1.

Högst upp fanns ett oljelager som avtappades genom bräddavloppet 6.At the top was an oil storage that was drained through the overflow drain 6.

Mot slutet av avoljningen bildades varm oljerök som avleddes genom ledningen 5 och avbrändes i en säkerhetsfackla.Towards the end of the oiling, hot oil fumes formed which were diverted through line 5 and burned in a safety torch.

Ett antal behållare bestående av vanliga oljefat avoljades på detta sätt.A number of containers consisting of ordinary oil drums were oiled in this way.

Behållarna med innehåll smältes sedan i en 30 tons ljusbågsugn i mängder upp till 400 kg per charge. Inga tendenser till förbränníngspuffar, risker för foderslitage, eller anmärkningsvärd rökutveckling kunde påvisas.The containers with contents were then melted in a 30 ton arc furnace in amounts up to 400 kg per batch. No tendency to combustion puffs, risks of feed wear, or remarkable smoke development could be detected.

Ehuru detta normalt icke visats vara erforderligt är det i och för sig möjligt att separera den översta delen av den avoljade oljemassan från botten- och mittenpartierna och överföra den förra till en ny behållare för forsatt avoljning. Härigenom kan man erhålla en massa som är praktiskt -s- 7710126-9 taget fri från oljeföroreningar.Although this has not normally been shown to be necessary, it is per se possible to separate the upper part of the oiled oil mass from the bottom and middle portions and transfer the former to a new container for continued oiling. In this way a mass can be obtained which is practically -s- 7710126-9 taken free from oil contaminants.

Fig. 2 visar schematiskt en produktionsanläggning för avoljning av oljefat innehållande oljeíndränkt oljespån. Behållarna l är som visas i figuren anordnade på en gemensam eldstad 10. Den avdrivna oljan leds genom en ledning 11 till en uppsamlingsbehållare 12. Den gas som bildas vid oljeavdrivningen utnyttjas enligt denna utföringsform för uppvärmningen i eldstaden 10 och avleds härvid genom en ledning 13.Fig. 2 schematically shows a production plant for oiling oil drums containing oil-soaked oil shavings. The containers 1 are as shown in the figure arranged on a common fireplace 10. The evaporated oil is led through a line 11 to a collecting container 12. The gas formed during the oil evaporation is used according to this embodiment for the heating in the fireplace 10 and is thereby diverted through a pipe 13.

Claims

7710126-9 - e- PATENT REQUIREMENTS

1. l. When recovering a mass of tightly packed metal particles soaked in oil or oil emulsion, characterized in that the mass is collected in a container (2), that it is heated from below so that the oil / oil emulsion, starting from the container the lower part, is evaporated in an evaporation zone which is gradually caused to migrate upwards in the mass during continued heating of the container from below and to thereby drive the oil-oil emulsion in the upper parts of the mass towards the surface from which the liquid is diverted from the container.

2. A method according to claim 1, characterized in that gas formed above the surface of the mass is diverted from the container, which is so closed that air cannot penetrate.

3. A method according to claim 2, characterized in that said gas is used for heating the container.

4. A method according to claim 2, characterized in that said gas is burned in a safety torch.

5. A method according to any one of claims 1-4, characterized in that the container is heated from below to such an extent that the gas pressure Pgas in the lower part of the mass becomes higher than the hydrostatic pressure of the oil but lower than the hydrostatic pressure exerted by the above. lying parts of the mass, which condition can be expressed Patm + f liquid 'g- h <Pgas <whereby h = the height of the soaked mass.

6. A method according to claim 5, characterized in that the container is heated to such an extent that a maximum liquid flow rate is reached, said maximum liquid flow rate being determined by compiling the above expression in claim 5 with the expression ¶ = A ~ æ ~ ¶ "7 '7710126- 9 where A = Horizontal section area () C = Permeability %% = Vertical joint pressure gradient

7. A method according to any one of claims 1-6, characterized in that the grain size and the degree of tight packing in the pulp is such that gas bubbles can substantially not rise upwards and oil-oil emulsion droplets can substantially not fall downwards in the pulp during the treatment.

8. A method according to claim 7, characterized in that the degree of tight packing is such that the minimum width of the channels between the metal particles does not exceed double the critical radius rkrit determined by the expression I. f knt 2 (f liquid -y gas). g The following applies r = radius of the bubble CT = surface tension liquid - gas f = density g = acceleration of gravity

9. A method according to any one of claims 1 - 8, characterized in that ordinary oil drums are used as containers and that the containers with contents are charged in a metallurgical smelting furnace after the treatment. PROMISED PUBLICATIONS: Sweden 340 S92 (82 a: 1/01) Germany 1,814,471