Способ переработки рассыпающихся шлаков

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАССЫПАгЮЩИХСЯ ИШАКОВ, включаш ий охлаждение слитого из печи шлака в режимах, обеспечивающих его распад, с последующим разделением на металлическую и неметаллическую составляницие в потоке энергоносителя, отличающийся тем, что, с цепью Новы- . шения эффективности извлечения силвкоксшьция из шлака, разделение ведут в восходящем воздушном, потоке, движущемся со скоростью 3-6 м/с, при концентрации подаваемого на разделение шлака 0,2-2,5 кг/нм йоздуха. S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) В 07 В 1 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ, КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3481994/22-02 (22) 04.08,82 (46) 30.01.84. Бюл. Ф 4 (72) A.A.Ãðàáåêëèñ, В.Л.Демин, Д.Ф.Же. леэнов, М.А.Рысс и Ю.И.Воробьев (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Челябинский электрометаллургический комбинат (53) 669.168(088.8) (56) 1. Переработка шлаков ферросплавкого производства, Челябинск, ЮжноУральское кн.иэд., 1971, с. 12-36.

2. Там же, с. 14-48.

„.Я0„„1 875 А (54)(57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ PACCbHIAr

ЮЩИХСЯ ЬШАКОВ, включающий охлаждение слитого иэ печи шпака в режимах, обеспечивающих его распад, с последующим разделением на металлическую и неметаллическую составляющие s потоке энергоносителя, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повы- . шения эффективности извлечения силикокалъцня из шлака, разделение ведут в восходящем воздушном потоке, движущемся со скоростью 3-6 м/с, при концентрации подаваемого на разделение шлака 0,2-2,5 кг/нм воздуха.

1069875

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к отделению корольков металла иэ шлака, преимущественно для переработки распадающихся шлаков производства силикокальция. 5

Известен способ извлечения силикокальция из шлака, в котором силикокальций из печи разливают в плоскую разъемную изложницу через заправлен ный сухим песком копильник для раз- 10 деления металла и шлака. Более легкий, чем шлак, сплав стекает в изложницу, а шлак остается в копильнике. В полученном шлаковом блоке содержится значительное количество 15 металла. После охлаждения крупные куски металла из блоков выбирают вруч ную, а остальное полностью.отправляют в отвал f1 J. недостатками этого способа являются большие потери металла со шлаком и тяжелые условия труда шлаковщиков.

Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки рассыпаю- 5 щихся шлаков производства ферросплавов. В этом способе шлак после слива из печи, охлаждения и распада подают на воздушный сепаратор, где производится отделение металла и нераспавшихся кусков шлака от мелких фракций шлака в поле действия центро бежных сил и замкнутых воздушных потоков. Освобожденный от пылевидных частиц материал подают на магнитную сепарацию в зону действия слабых и сильных магнитных полей, в которых производится извлечение металла (2).

Однако удовлетворительного разделения шлака на металлическую и неметаллическую составляющие воздушный се-40 паратор не обеспечивает, а применение магнитной сепарации для извлечения силикокальция неприемлемо, так как последний относится к разряду немагнитных материалов. 45

Цель изобретения — повышение эффективности извлечения силикокальция иэ шлака.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе переработки рассыпаю- 50 щихся шлаков, включающем охлаждение слитого иэ печи шлака в режимах, обес печивающих его распад, с последующим разделением на металлическую и неметаллическую составляющие в потоке 55 энергоносителя, разделение ведут в восходящем воздушном потоке, движущемся со скоростью 3-6 м/с при концентрации подаваемого на разделение шлака 0,2-2,5 кг/нм воздуха.

Скорость витания частиц (или критическая скорость ) это скорость вертикального потока воздуха, при которой частица, внесенная в этот поток, находится во взвешенном состоянии (витает ). Скорость витания зависит от размеров частиц, шероховатости и формы их поверхности, плотности, а также от динамической. вязкости.потока воздуха, т.е. каждой конкретной частице соответствует своя скорость витания. Если скорость потока будет больше, чем,скорость витания для частицы, то частица будет двигаться совместно с воздушным потоком вверх, а если скорость потока будет меньше, то частица будет осаждаться в этом потоке. Иначе говоря, в воздушном потоке с заданной скоростью частицы будут разделяться в зависимости от присущих им свойств. Учитывая тот факт, что разделению подвергается не одна частица, а поток частиц, на характер разделения будет сказываться концентрация частиц в воздушном потоке или интенсивность подачи частиц в разделяющую среду в единицу времени.

Анализ вещественного состава и физико-механических свойств распавшихся шлаков от производства 30 и 15%ного силикокальция, показывает, что металлическая и неметаллическая составляющие имеют сходные значения удельной плотности (табл.1).

Таблица 1 г/см г/см3

Сплав

СК 15

СК 30

3,0-3,1

2,4-2 5

2,9-3,0

2,9-3,0

Вместе с этим металлические включе° ния, в основном, присутствуют в клас. ах 2,5-0,315 мм, т.е. в относительно крупных фракциях (табл.2i.

1069875

Шлак от сплава

СК 30

Фракция (класс), Шлак от сплава СК 15

Выход Содержание фракции, металла,% ф от фракции

Выход фрак- Содержание цнии % металла,Ъ от фракции

+ 2,5 6,2

2,5-1,6 0,8

1,6-1,0 0,9

1,0-0,63 2,3

84,5

7,1

25,0

0,9

88,9

35,0

82,8

17,8 0,6

19,1 0,6

13,2 0,6

80,6

0,63-0,4

3,7

50,1

0,4-0,315 2,9

0,315-0,2 6,5

17,9

0,2

6,9

10,5

1,9

5,7

0,2-0,164,1

4,3

2,3

3,5

2.,1

0,16-0,10 16,6

2,3

9,9

1,3

0,1-0,063 19,0

0,063 37,0

1 у 4

23,2

0,9

52,7

1,0 воздушного потока свыше 6 м/с приводит к тому, что вместе со шлаком в него увлекаются и частички металла, а снижение скорости ниже 3 м/с приводит к выпадению большого количества шлаковых частиц совместчо с металлом в бункер осаждения.

На качество разделения исходного материала оказывает влияние и величина его весовой концентрации в воздушном потоке. Снижение весовой концентрации ниже 0,2 кг/нм3 воздуха приводит к сокращению производительности процесса без улучшения качества разделения..При этом при больших, скоростях потока происходит активный вынос металлических включений вместе со-шлаком. Увеличение весовой концентрации свыше 2,5 кг/нм З резко сни-. жает эФфективность разделения из-за того, что воздушный поток даже при больших значениях скоростей обладает относительно низкой энергоемкостью и не обеспечивает полного взаимодействия с разделяемым потоком материала.

П .р и м е р. Шлаки производства силикокальция, слитые иэ печи, подвергают силикатному распаду, который происходит за счет полиморфного превращения ортосиликата кальция при

Петрографический анализ продуктов распада показывает, что сплав силикокальция в шлаке не связан с минеральной составляющей, а представлен в виде окатанных гладких частиц с плотной40 шаровидной поверхностью. Шлаковые частицы имеют рыхлую. пористую, шероховатую поверхность и неопределенную форму..

Значения показателей физических свойств металлической и неметаллической составляющих и опытная проверка разделения шлака и металла в восходящем воздушном потоке позволяет подобрать исходные параметры для осущест- 5О вления процесса.

Скорость воздушного потока определяют расчетным путем и уточняют в опытных условиях. Значения опытных скоростей витания частиц на 20-22% превышают расчетные. Значения весовой концентрации определяют опытным путем.

:Удовлетворительные показатели процесса разделения распавшегося шлака на металлическую и неметаллическую со- 60

:ставляющие получают при значениях скоростей потока от 3 до 6 м/с.и зна чениях .концентрации разделяемого материала в воздушном потоке от 0,2 до 2,5 кг/нм3. Увеличение скорости таблица 2

1069875

Показатели извлечения сплава иэ шлака производства СК 30

Крупный продукт после пневмоклассификации

Фракция материала, MM

Мелкий продукт после пневмоклассификации

Выход, %

Выход,Ъ

Содержание металла,В

Содержание металла,%

В про- От исдукте ходного

От продукта

От исходно-, го

От про- От исдукта ходно-, го

В про- От исдукте ходного

+ 2,5

2, 5-1,6

1,6-1,0

76,5

85,0 6,04

7,1

90 6 0,81

9,2

0,9

0,6

6,0

90,3 0,54

0,10

1,0-0,63

0,5 87,8 О, 44

0,5 59,0 0,30

0,11

16,7

0,63-0,4

0,11

2,5

0,10

0,05

0,11

0,4-0 315

0,2

0,10

0,315-0,2

0,1

2,1

1,86

5,3 0,10

3,5 0,08

2,5

0,2-0,16

0,16-0,1

0,1-0,063

0,063

30,1 0,06

0,1

0,2

2,27

9,87 2,3 0,23

0,1

1g,9

0,3

1,3 0,30

0,9 0,47

25,7

23,2

58,5

0,1

52,7

8, 19 100, О

100,0

9,8

1,25

90,20 Извлечение металла в крупный продукт составляет 86,9%. медленном охлаждении в интервале температур от 525 до 380 С с увеличением удельного объема приблизительно на

22%. Распавшийся шлак накапливают в бункерах, над которыми устраивают приемные решетки, ограничивающие по-. 5 падение крупных кусков нераспавшего- ся шлака на дальнейшую переработку. иэ бункеров питателем и ленточным транспортером шлак подают в айпарат цля разделения шлака- на металлическую 10 и неметаллическую составляющие в восходящем воздушном потоке. Для разделе ния материал загружают в аппарат свер ху. Скорость восходящего воздушного потока в аппарате задают, исходя из f5 значения скорости витания частиц граничной крупности. Значение граничной крупности определяют в результате исследования физических свойств раэделяемого материала. Для шлаков силит кокальция в качестве границы разделения принят размер зерна 0,315 мм.

Весовую концентрацию разделяемого в аппарате метариала в каждый момент времени задают, исходя иэ объема протекаемого через аппарат воздуха в единицу времени за счет изменения производительности питателя. Например, если через аппарат в течение минуты проходит 10 нм3 воздуха, то производительность питателя должна находиться. s пределах 2-25 кг/мин.

При пневмоклассификации шлаков

15 и 30%-ного силикокальция при скоростях в аппарате 4-6 м/с и концентрации шлака в потоке 1,8 кг/нмз получают извлечение сплава 69-87% (табл. 3 и 43 .

Таблица 3

1069875

Таблица 4

Показатели извлечения сплава из шлака производства СК 15 Мелкий продукт

Фракция материа" ла, мм

Крупный продукт

Выход, Ъ

Выход, %

Содержание металла,Ф

Содержание металла,а

От про- От исдукта ходного

В про- От исдукте ходного

От про- От исдукта ходного

В про- От исдукте ходно-. го

1,55

25,0

33,3

6,2

0,28

4,2

0,8

35,0

17,7

0,16

5,0

0,9

12,5

0,44

19,2

2,3

13,7

0,45

0,4

9,9

17,9

3,3

0,.5

0,04

0,4-0,315 11,5

0,16

0,12

0;8

5 1

0,04

7,7

2,1

0,9

4,8

9,4

1,7

7,1

5,9

5,2

0,25

3,3

0,9

0,13

4,2 0,01

4,8

3,9

0,2

16,4

20,1

1,2

1,5

0,2

5,4

0,01

2,0

0,34

3,4

0,26

0,01

18,7

1,4

0,3

23,0

0,01

44,8

2,6

2,6

36,5

1,0

0,5

0,36

3,20 100,0 81,5

100,0 18,5

1,42

+ Извлечение металла в крупный продукт составляет 69,3%.

Использование предлагаемого спо-. соба позволяет сократить потери ценного легирующего сплава и повысить эффективность его использования в металлургии. 50

Составитель О.Веретенников

Редактор М.янович Техред В.далекорей Корректор И.Муска

Заказ 11601/1 2 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

+ 2,5

2,5-1,6

1,6-1,0

1,0-0,63

0,63-0,4

О, 315-0, 2

0,2-0,16

0,16-0,1

0,1-0,063

0,063

Экономический эффект от внедрения данного способа при объеме переработки шлаков в 20 тыс. т за счет доиэвлечения силикокальция составит

102 тыс.руб.в год.