способ переработки распадающихся металлургических шлаков

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСПАДАЮЩИХСЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ преимущественно от производства низкоуглеродистого феррохрома, включающий охлаждение, воздушную и магнитную сепарацию, дробление, отличающийся тем, что шлак после полного затвердевания на стадии силикатного распада подвергают горячему грохочению с выделением в надрешетном продукте металлического скрапа, а подрешетный продукт подвергают вторичному грохочению с принудительным охлаждением до полного силикатного распада, причем на стадии грохочения проводят воздушную сепарацию, а дроблению подвергают промежуточный продукт магнитной сепарации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области черной металлургии, а конкретно к переработке распадающихся металлургических шлаков, и может быть использовано для переработки шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома.

В промышленном производстве известен способ переработки распадающегося шлака [1] По известной технологии горячий шлак (с температурой около 1000^оС) в специальных ковшах подают на остывочные стенды на 2-3 сут. Затем остывший шлак вываливают на бункерные решетки и после выдержки до температуры силикатного распада распавшийся материал передают на основную переработку.

Недостатки известного решения необходимость использования многочисленного технологического оборудования, большой площади бункерного отделения, значительная продолжительность процесса переработки при недостаточной степени извлечения металла из шлака и интенсивное пылевыделение на рабочих местах.

Наиболее близким по технической сущности является способ переработки распадающихся металлургических шлаков [2] Шлак после затвердевания до начала силикатного распада перед воздушной сепарацией подвергают первичному дроблению, а воздушную сепарацию осуществляют одновременно с дополнительным измельчением и принудительным охлаждением шлака до полного завершения силикатного распада.

Недостаток известной технологии необходимость создания участков с мощными энергоемкими дробильными установками. Так как дроблению подвергается практически весь шлак, в том числе и скрап с крупными металлическими кусками, то оборудование быстро изнашивается. Не решается проблема запыления на стадии дробления определенная часть шлака самораспадается с обильным пылевыделением. Поэтому поставлена задача разработать способ переработки распадающихся металлургических шлаков с меньшими энергозатратами, надежной устойчивой работой оборудования и уменьшением пылевыбросов.

По способу согласно изобретению полностью затвердевший шлак подают на решетку грохота и с началом периода силикатного распада в горячем состоянии проводят грохочение с одновременным охлаждением и воздушной сепарации. Первоначальное грохочение проводят до тех пор, пока надрешетный продукт распадется и провалится сквозь сито грохота и на решетках останутся крупные куски скрапа размером до 100-300 мм, которые сбрасывают в емкости или накопители. Подрешетный продукт подвергают вторичному грохочению в условиях режима охлаждения и воздушной сепарации до полного силикатного распада. На этой стадии продукты распада рассевают на несколько фракций. Выделенные нераспадающиеся части в виде отдельных фракций, например +20 и 20-(2-3) мм, подают на магнитную сепарацию. Полученный металлоконцентрат или чистый скрап, как товарная продукция отправляется потребителю. Оставшийся промежуточный продукт, который может содержать мелкие сростки металла и шлака, подвергают дроблению, после чего передают на воздушную и магнитную сепарации.

Предлагаемая технология предусматривает использование грохочения для инициирования процесса силикатного распада. Грохочение затвердевшего горячего шлака, совмещенного с принудительным охлаждением и воздушной сепарацией, способствует послойному силикатному распаду шлакового блока как за счет механического воздействия, так и за счет принудительного охлаждения все возрастающей в процессе грохочения охлаждаемой площади шлакового материала. Воздушная сепарация обеспечивает удаление пыли уже с начальных стадий силикатного распада. Дроблению подвергают промежуточный продукт после извлечения из него скрапа и значительного количества металлической составляющей.

Применение предлагаемого способа при промышленной переработке металлургических шлаков не вызывает затруднений, так как для его реализации используется в основном стандартное оборудование и механизмы.

П р и м е р. Монолит шлака от производства низкоуглеродистого феррохрома с температурой 600-700^оС на поверхности загрузили на качающийся грохот. Процесс грохочения производили в закрытом от внешней среды кожухе при интенсивном охлаждении и воздушной сепарации. Под воздействием механического перемещения и перекатывания по поверхности сита и под воздействием охлаждения монолит распадался, в том числе на отдельные куски крупностью до +300 мм. Более мелкие распавшиеся части шлака и скрапа проваливались под решетку грохота. Крупные куски монолита это практически чистый скрап оставался на решетке грохота. Этот скреп отделяли в отдельную емкость. Время распада шлакового блока на решетке грохота составило около одного часа. Подрешетный продукт крупностью менее +300 мм с температурой 400-600^оС поступал в приемную воронку охладителя и последовательно проходил при валковых грохота, продуваемые воздухом. Время транспортирования (вторичного грохочения) составило 30 мин, что обеспечило полный распад промежуточного продукта.

Охлаждение шлака осуществляется в противотоке воздухом, поступающем от вентилятора, через прососы по высоте шахты охладителя. Продукт с мелкими частицами размером менее 2 мм через пневмотранспорт поступал в центробежный сепаратор воздушно-проходного типа, где разделялся на две фракции: 2-0,06 мм и менее 0,06 мм (пыль). Пыль осаждалась в последовательно установленных циклонах первой и второй ступеней осаждения и в рукавном фильтре, затем разгружалась в бункер. Обеспыленная фракция размером 2,0 + 0,6 мм после сепаратора направлялась в промежуточную емкость, далее на магнитную сепарацию и последующий передел.

Выделенная на втором грохоте фракция крупнее 20 мм на 20-30% представляли собой зашлакованные корольки металлической части, которые в процессе быстрого охлаждения образовали прочные соединения. Поэтому после магнитной сепарации указанная часть продуктов переработки направлялась на дробление и измельчение. Фракции -20+2,0 мм содержали в себе как минеральную, так и металлическую составляющие. Металлическую часть направляли на магнитную сепарацию. Минеральную составляющую передали на измельчение, а затем вновь на воздушную и магнитную сепарацию.

На основании проведенных испытаний после охладителя были получены следующие фракции: +20 мм 7% -20 мм + 2,0 мм 13% -2,0 мм + 0,06 мм 30% 0,06 мм 50% Расход воздуха на охлаждение составил 14-20 тыс. нм³/ч. Температура кускового материала на выходе из охладителя составляла около 50^оС, а температура отходящего воздуха 250-300^оС.

На стадии первичного горячего грохочения время распада шлакового блока составило 1 ч, а весь процесс распада прошел за 1,5 ч против 1,6 ч в прототипе.

По предлагаемому способу степень извлечения металла из шлака составила 90% (по прототипу 87,7%).

Это объясняется тем, что извлечение металла осуществляется уже на каждой стадии грохочения по мере его раскрытия от минеральной составляющей. Технологический процесс значительно проще и дешевле известных способов за счет снижения энергозатрат, снижения мощностей дробильного и помольного оборудования.