Патент на изобретение №2358027

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТВАЛЬНЫХ ШЛАКОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к горной, металлургической и строительной промышленности и может быть использовано при обогащении техногенных отвалов, в частности сталеплавильных шлаков, а именно извлечения из них металлических частиц, препятствующих использованию данного материала при производстве строительных материалов. В способе воздушную сепарацию проводят на каждой стадии дробления посредством перемещения материала в потоке воздуха с обеспечением извлечения наименее плотной неметаллической составляющей шлака пылевидной фракции (-0,08 мм), после чего осуществляют магнитную сепарацию надрешетного шлака или ручную выборку металла из надрешетного шлака, а после заключительной стадии дробления перед воздушной сепарацией проводят избирательное измельчение неметаллической составляющей шлака, при этом в процессе переработки обеспечивают постадийный перевод всей неметаллической составляющей перерабатываемого шлака в пылевидную фракцию (-0,08 мм) и извлечение ее потоком воздуха из шлака на каждой стадии. Изобретение позволяет извлекать практически все металлические корольки из перерабатываемого материала, а также получать хорошо высушенную, очищенную от металла и измельченную сырьевую добавку для портландцемента, что значительно улучшает экономику процесса переработки шлаковых отвалов. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к горной, металлургической и строительной промышленности и может быть использовано при обогащении техногенных отвалов, в частности сталеплавильных шлаков, а именно извлечения из них металлических частиц (корольков), препятствующих использованию данного материала при производстве строительных материалов.

Известен способ переработки отвальных металлургических шлаков [RU 2117708], включающий предварительную выборку крупного металлического скрапа, поэтапное дробление материала с промежуточной выборкой металла на перфорированной поверхности перед каждым этапом дробления. Однако данный способ является малоэффективным, так как при его эксплуатации невозможно извлечь весь металл, содержащийся в шлаке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки отвальных шлаков [RU 2145361], включающий, кроме стадийного дробления и промежуточной выборки металла на роликовых столах и ситах, магнитную сепарацию фракций 0-30 мм и воздушную сепарацию наименьшей фракции 0-10 мм в режиме кипящего слоя.

Данный способ имеет следующие недостатки: во-первых, способ включает в себя большое количество сортирующих и рассеивающих операций, что приводит к повышенному энергопотреблению и излишнему расходу оборудования; во вторых, на каждой стадии дробления образуется значительное количество пылевидной фракции, которая уже не подвергается измельчению, но, переходя от одного агрегата к другому, значительно снижает эффективность их работы и производительность всего технологического процесса.

Задачей изобретения является устранение присущих известному способу недостатков, повышение его эффективности и экономичности.

Поставленная задача решается тем, что в способе переработки шлака, включающем предварительную выборку крупного металлического скрапа, стадийное дробление просеянного шлака, отбор металла на каждой стадии посредством рассеивания на перфорированной поверхности, магнитную сепарацию надрешетного шлака или ручную выборку металла из надрешетного шлака и воздушную сепарацию, согласно изобретению воздушную сепарацию проводят на каждой стадии дробления посредством перемещения материала в потоке воздуха с обеспечением извлечения наименее плотной неметаллической составляющей шлака пылевидной фракции (-0,08 мм), после чего осуществляют магнитную сепарацию надрешетного шлака или ручную выборку металла из надрешетного шлака, а после заключительной стадии дробления перед воздушной сепарацией проводят избирательное измельчение неметаллической составляющей шлака, при этом в процессе переработки обеспечивают постадийный перевод всей неметаллической составляющей перерабатываемого шлака в пылевидную фракцию (-0,08 мм) и извлечение ее потоком воздуха из шлака на каждой стадии.

Кроме того, перед стадийным дроблением материал повышенной влажности сушат.

Целесообразно воздушную сепарацию на заключительной стадии осуществлять в корпусе воздушных сепараторов с вращающимися билами, с помощью которых в процессе воздушной сепарации разбивают спрессованный измельченный материал.

Кроме того, на всех стадиях в процессе воздушной сепарации регулируют температуру и влажность воздушного потока.

Избирательное измельчение неметаллической составляющей предпочтительно осуществляют в валковой мельнице, при этом для измельчения предварительно отбирают фракцию менее 0,01 Dвал, где Dвал – диаметр валков.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для решения поставленной задачи после каждой стадии дробления или измельчения проводят воздушную сепарацию материала посредством организованного перемещения материала в регулируемом потоке воздуха. При этом воздушный поток регулируют таким образом, чтобы из смеси извлечь определенную пылевидную фракцию наименее плотной неметаллической составляющей шлака. После воздушной сепарации перерабатываемый материал сортируют по размеру, при этом проводят выборку металла и шлака, размеры которых больше максимально допустимых для следующего дробильно-размольного агрегата, при этом магнитной сепарации подвергается только материал, не прошедший через сито. В случае переработки немагнитных материалов на этом этапе проводят ручную выборку металла. В процессе магнитной сепарации или ручной выборки металл отделятся от шлака, который возвращается в дробильный агрегат. На всех последующих стадиях очередность операций повторяется. Материал дробится, обеспыливается, сортируется по размеру и, в результате магнитной сепарации или ручной выборки надрешетного продукта, от металла отделяется шлак, который возвращается в дробильный агрегат. На заключительном этапе, перед воздушной сепарацией проводят избирательное измельчение материала в валковой мельнице. При прохождении материала через валковую мельницу происходит интенсивное разрушение наименее прочной неметаллической составляющей шлака. Следует заметить, что перед работой валки прижаты друг к другу нажимным механизмом. В процессе работы под давлением материала валки раздвигаются и образуется щель. При определенных настройках мельницы, она колеблется в диапазоне h=(6-10) мм, при диаметре валков D_в=(0.6-1.0) м, и размере исходного материала 6-10 мм, в то время как размер измельченных неметаллических частиц находится в диапазоне (0,005-0,08) мм. Если в процессе работы в межвалковое пространство попадет кусок металла крупнее 10 мм, то в момент его прохождения через валки размер щели увеличится, образуются пустоты, и в результате часть материала не измельчится. Поэтому перед измельчением весь материал пропускают через сито (решетку), обеспечивая требуемый размер.

Таким образом, измельченная неметаллическая составляющая шлака хорошо отделяется в воздушном потоке, так как ее плотность почти в 4 раза меньше плотности металла, содержащегося в смеси.

В частных воплощениях способа в корпусе воздушного сепаратора устанавливаются вращающиеся била, которые разбивают в процессе сепарации брикеты измельченного материала, выходящие из разгрузочной щели мельницы.

Процесс переработки материала организуют таким образом, чтобы постадийно перевести всю неметаллическую составляющую перерабатываемого шлака в определенное дисперсное состояние и извлечь воздушным потоком из смеси.

Извлеченную пылевидную составляющую транспортируют пневмотранспортом к месту сбора усреднения и хранения. В процессе движения пылевоздушной смеси по трубопроводу проводят окончательную сушку или разогрев транспортируемого материала. Для этого в частных воплощениях способа регулируют температуру и влажность воздушного потока сепаратора.

В результате использования данного способа, из перерабатываемого материала извлекают практически все металлические корольки, а также поучают хорошо высушенную, очищенную от металла и измельченную в соответствии с требования цементной промышленности сырьевую добавку для портландцемента, что значительно улучшает экономику процесса переработки отвалов.

В частных случаях использования способа, когда с отвала поступает материал повышенной влажности, перед стадийным дроблением материал сушат.

Пример.

Приведем пример использования предлагаемого способа при обогащении отвального сталеплавильного шлака.

Шлак из шлакового отвала большегрузными автомобилями доставляется на загрузочную площадку, где извлекается крупногабаритный скрап и особо крупные куски шлака. Через галтовочный барабан материал попадает на решетку с ячейками 200×300 мм. Оставшиеся на решетке крупные куски скрапа выбираются, а просеянные куски шлака попадают на конвейер, который подает их к электромагнитному металлоотделителю и далее – к сушилке. Высушенный материал попадает на питатель щековой дробилки, где шлак дробится до размера куска 60 мм. После щековой дробилки материал подают в воздушный сепаратор, в котором скорость воздушного потока регулируют таким образом, чтобы удалить из смеси фракцию (-0,08 мм). Таким образом, из материала извлекается неметаллическая составляющая указанной фракции. Количество отобранного на этом этапе материала указанной фракции составляет 9% от веса исходного материала. После сепаратора материал сортируют по крупности на решетке 40×40 мм. Надрешетный продукт подают на магнитную сепарацию, где отделяют металл в количестве 6% от веса исходного материала неразмолотого шлака, который возвращается на щековую дробилку для повторного размола. Прошедший через решетку материал подается на конусную инерционную дробилку, где подвергается мелкому дроблению до фракции -10 мм. Продукт дробления поступает в сепаратор, где воздушным потоком отделяется фракция (-0,08 мм). В результате данной операции из смеси извлекается еще 32% исходного веса материала. Оставшийся материал сортируют по крупности на решетке 8×8 мм. Надрешетный продукт подвергают магнитной сепарации, где отделяют металл от неразмолотого шлака, который возвращается в конусную дробилку для повторного размола. Фракция менее 8 мм поступает в валковую мельницу, где подвергается избирательному измельчению с последующей воздушной сепарацией. Диаметр валков 1000 мм. В процессе работы мельницы размер щели колеблется в диапазоне 8-10 мм. Воздушный поток в сепараторе настраивают на извлечение неметаллической составляющей фракции (-0,08 мм). В результате, извлекают всю неметаллическую составляющую шлака – 45% к исходному весу материала. После этой операции в бункере воздушного сепаратора остается металл фракции (-8 мм), количество которого – 4% от веса исходного материала.

Таким образом, в процессе переработки получают 14% металла, и 86% неметаллической составляющей фракции (-0,08 мм).

Формула изобретения

1. Способ переработки отвального шлака, включающий предварительную выборку крупного металлического скрапа, стадийное дробление просеянного шлака, отбор металла на каждой стадии посредством рассеивания на перфорированной поверхности, магнитную сепарацию надрешетного шлака или ручную выборку металла из надрешетного шлака и воздушную сепарацию, отличающийся тем, что воздушную сепарацию проводят на каждой стадии дробления посредством перемещения материала в потоке воздуха с обеспечением извлечения наименее плотной неметаллической составляющей шлака пылевидной фракции (-0,08 мм), после чего осуществляют магнитную сепарацию надрешетного шлака или ручную выборку металла из надрешетного шлака, а после заключительной стадии дробления перед воздушной сепарацией проводят избирательное измельчение неметаллической составляющей шлака, при этом в процессе переработки обеспечивают постадийный перевод всей неметаллической составляющей перерабатываемого шлака в пылевидную фракцию (-0,08 мм) и извлечение ее потоком воздуха из шлака на каждой стадии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед каждой стадией дробления материал подвергают сушке.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение пылевидной фракции (-0,08 мм) на заключительной стадии осуществляют в корпусе воздушных сепараторов с вращающимися билами, с помощью которых в процессе воздушной сепарации разбивают спрессованный измельченный шлак.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на всех стадиях в процессе воздушной сепарации регулируют температуру и влажность воздушного потока.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что избирательное измельчение неметаллической составляющей шлака осуществляют в валковой мельнице, при этом для измельчения предварительно отбирают фракцию меньше 0,01 Dвал, где Dвал – диаметр валков.