Патент на изобретение №2309186

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ОБОГАЩЕНИЮ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано в технологиях переработки шлаков металлургических производств. Шлак обрабатывают в центробежном роторном дробильном аппарате с горизонтальным или с вертикальным ротором, содержащим ударные ускорительные элементы и отражательные поверхности. Скорость удара ускорительного элемента о частицу шлака не менее 20 м/с. При указанной скорости удара о частицу шлака происходит так называемое «селективное измельчение», заключающееся в измельчении слабых и сохранении прочных частиц при одинаковом воздействии на частицы материала, имеющие разную прочность. В результате происходит отделение как металла от шлаковой составляющей, так и шлаковой составляющей от металла, при этом не измельченные металлические частицы шлака не ломают машину. Изобретение позволит повысить степень обогащения металлургических шлаков. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано в технологиях переработки шлаков металлургических производств с целью отделения как металла от шлаковой составляющей, так и шлаковой составляющей от частиц металла.

Шлаки металлургических производств – мартеновского, конвертерного, электросталеплавильного, доменного, в том числе ванадиевый шлак, титаномагниевый, глиноземистый и т.д., представляют собой измельчаемую шлаковую составляющую и практически неизмельчаемую металлическую.

При этом необходимо отметить, что в зависимости от вида шлака полезным продуктом может быть как металл, так и шлаковая составляющая.

Известно, что шлаковые составляющие от частиц металла на участках их первичной переработки отделяют в галтовочном барабане (Патент РФ №2139359, опубл. 1999 г.).

Галтовочный барабан представляет собой трубу диаметром от 1,5 до 3 метров, вращающуюся со скоростью, обеспечивающей подъем кусков шлака до верха трубы и их падение. При падении кусков шлака происходит измельчение и отделение шлаковой составляющей от металла.

Подготовка шлаков в галтовочном барабане эффективна для обработки шлака с крупными размерами кусков – не менее 100 мм.

Если куски шлака имеют размер менее 100 мм, то их массы недостаточно для разрушения при падении с верхней точки трубы галтовочного барабана.

Задача настоящего изобретения заключается в эффективном отделении шлаковой составляющей от металла при обработке металлургических шлаков крупностью менее 100 мм.

Для решения поставленной задачи способ подготовки к обогащению металлургических шлаков включает механическое воздействие на частицу материала, при этом шлак обрабатывают в центробежном роторном дробильном аппарате, содержащем ударные ускорительные элементы и отражательные поверхности, со скоростью удара ускорительного элемента о частицу шлака не менее 20 м/с.

При этом шлак обрабатывают в центробежном дробильном аппарате с горизонтальным ротором или в центробежном дробильном аппарате с вертикальным ротором.

Центробежные роторные дробильные аппараты известны для дробления измельчаемых материалов разной прочности, таких как известняк, доломит, мрамор, гипс и другие подобные им материалы.

Обработка металлургических шлаков, содержащих металл, в таких устройствах не проводилась, т.к. металлическая составляющая шлака относится к неизмельчаемому или трудноизмельчаемому материалу и может привести к поломке такой машины.

При проведении испытаний выяснилось, что при определенной линейной скорости удара ускорительного элемента, являющегося рабочим инструментом дробильного аппарата, о частицу шлака происходит так называемое «селективное измельчение», заключающееся в измельчении слабых и сохранении прочных частиц при одинаковом воздействии на частицы материала, имеющие разную прочность.

В результате происходит отделение как металла от шлаковой составляющей, так и шлаковой составляющей от металла, при этом неизмельченные металлические частицы шлака не ломают машину.

Для достижения этого эффекта линейная скорость движения ускорительного элемента и, как следствие, скорость удара ускорительного элемента о частицу шлака должна быть не менее 20 м/с.

Новый технический результат заявленного решения заключается в повышении степени обогащения металлургических шлаков.

Для реализации заявленного способа можно использовать центробежные дробильные аппараты с горизонтальным или с вертикальным ротором.

Центробежные дробильные аппараты с горизонтальным ротором выпускаются для дробления известняка, доломита, мрамора, гипса и других подобных материалов с размером кусков – от 150 до 600 мм. Ударным ускорительным элементом в таком аппарате является било, а отражательной поверхностью – отражательная плита.

Дробление осуществляется за счет динамичного прохождения обрабатываемого материала через зазор между концом била и началом отражательной плиты и представляет собой в большей степени истирание.

Центробежные дробильные аппараты с вертикальным ротором выпускаются для дробления рудных и нерудных материалов, а также щебня, стекла, гранита, мрамора, гипса и т.д.

Ударным ускорительным элементом в этом аппарате является ускоритель в виде лопатки, а отражательной поверхностью – футерованная поверхность камеры аппарата.

Дробление и измельчение в этом аппарате осуществляется следующим образом. Исходный материал подается в центр камеры и под действием центробежных сил отлетает к отражательной поверхности, ударяясь об нее, измельчается.

Пример.

Обработке подвергали мартеновский сталеплавильный и конверторный ванадиевый шлак с трудноизмельчаемыми корольками железа. Размер кусков – до 70 мм. В мартеновском шлаке полезным продуктом является железо, а в ванадиевом шлаке – ванадиевая шлаковая составляющая. Применяли аппарат с горизонтальным ротором модели ДРО-542 завода Дробмаш и аппарат модели ДР4-4 и ДР4-4 ОАО «УралНИИАсбест».

Аппарат содержит корпус, ротор, четыре ряда бил, отражательные плиты, винт для регулировки величины зазора между краем била и началом отражательной плиты. На входе в корпус устанавливают решетку с ячейками, обеспечивающими необходимую крупность загружаемого материала.

Перед обработкой материала устройство настраивают на необходимую линейную скорость края бил. Для этого устанавливают необходимый зазор между концом била и началом отражательной плиты. Чем выше линейная скорость края била, тем выше степень измельчения шлака. Чем больше зазор между концом била и началом отражательной плиты, тем более крупный материал можно загружать.

В данном примере аппарат настраивают таким образом, чтобы величина зазора была 70 мм. Обработку проводят при вращении ротора с линейной скоростью вращения ротора от 20 до 90 м/с, что соответствует заявленной скорости удара ускорительного элемента о частицу шлака.

Подготовленный к обогащению материал методом рассева на сите разделяли на чистый шлак и на шлак с повышенным содержанием металлических корольков.

Степень обогащения шлака в зависимости от свойств исходного сырья составляет до 80%.

Для обработки шлака можно использовать аппарат с вертикальным ротором модели «Титан Д-125», «Титан Д-160», «Титан Д-250».

Способ подготовки шлаков к обогащению можно встраивать в традиционные технологические линии по переработке отходов металлургического производства.

Формула изобретения

1. Способ подготовки к обогащению металлургических шлаков, включающий механическое воздействие на частицу материала, отличающийся тем, что шлак обрабатывают в центробежном роторном дробильном аппарате, содержащем ударные ускорительные элементы и отражательные поверхности, со скоростью удара ускорительного элемента о частицу шлака не менее 20 м/с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлак обрабатывают в центробежном дробильном аппарате с горизонтальным ротором.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что шлак обрабатывают в центробежном дробильном аппарате с вертикальным ротором.