Способ переработки высокоглиноземистых шлаков алюмотермического производства ферросплавов


 


Владельцы патента RU 2511556:

Урванцев Анатолий Иванович (RU)
Урванцев Илья Анатольевич (RU)
Хохлов Александр Матвеевич (RU)
Дианов Андрей Олегович (RU)

Изобретение относится к горной, металлургической и строительной промышленности и может быть использовано при утилизации шлаков ферросплавного производства. В способе дробление шлака осуществляют до фракции -10,0+0,0 мм с последующим его грохочением на три фракции: -10,0+1,0 мм, -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм, причем фракцию -10,0+1,0 мм подвергают дополнительному дроблению и возвращают на грохочение, затем каждую из двух фракций: -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм раздельно сушат, а затем двумя разделенными потоками подвергают сначала электросепарации с разделением на проводниковые и непроводниковые фракции, затем каждую из полученных фракций подвергают последовательно сначала слабомагнитной, а затем сильномагнитной сепарации с выделением сильномагнитной фракции в виде железного скрапа и крупной и мелкой фракций металлической фазы ферросплавов и выделением немагнитной непроводниковой фракции в виде высокоглиноземистого концентрата. Изобретение позволяет получать 4,42% по выходу концентрата металлофазы с содержанием Ti 34,4% и Fe 46,4%, что по всем компонентам удовлетворяет ГОСТу на порошок ферротитана марки ФТи35с5. 1 табл, 1 ил.

 

Изобретение относится к горной, металлургической и строительной промышленности и может быть использовано при утилизации (безотходной переработке) шлаков ферросплавного производства.

Известен способ переработки отвальных шлаков, в частности сталеплавильных, 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 на каждой стадии дробления посредством перемещения материала в потоке воздуха с извлечением наименее плотной неметаллической составляющей шлака пылевидной фракции (-0,08 мм), после чего осуществляют магнитную сепарацию надрешетного шлака или ручную выборку металла из надрешетного шлака. После заключительной стадии дробления перед воздушной сепарацией проводят избирательное измельчение неметаллической составляющей шлака. 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. Перед каждой стадией дробления материал подвергают сушке (Патент RU №2358027, МПК C22B 7/04, C04B 7/19, опубл. 10.06.2009 г.).

Данный способ является высоко затратным, т.к. требуются большие энергетические затраты на многостадийную воздушную и электромагнитную сепарацию и на измельчение всей шлаковой фазы до фракции -0,08 мм (в пыль). Кроме того, затруднено извлечение хрупкой металлической фазы из фракций менее 0,08 мм, что ухудшает качество производимого цемента (клинкера).

Наиболее близким по технологической сущности является способ переработки металлургических шлаков, включающий предварительное грохочение с выделением негабаритных кусков шлака, магнитную сепарацию первым барабанным железоотделителем, дробление шлака в щековой дробилке, при этом дробленый продукт подвергают с применением второго барабанного железоотделителя магнитной сепарации с разделением магнитного продукта и немагнитного продукта и грохочение немагнитного продукта. Дополнительно проводят дробление на центробежно-ударной дробилке и магнитную сепарацию магнитного продукта или магнитного продукта и надрешетных продуктов грохочения немагнитного продукта, выделение товарного продукта и его классификацию по крупности и возврат немагнитных продуктов дополнительного дробления ко второму барабанному железоотделителю. Магнитную сепарацию перед и после дополнительного дробления проводят с помощью подвесных саморазгружающихся железоотделителей, а выделенный товарный магнитный продукт подвергают грохочению на грохоте с получением двух фракционных магнитных продуктов (Патент RU №2377324, МПК C22B 7/04, B03B 9/04, опубл. 27.12.2009 г.).

Данный способ обеспечивает переработку текущих и отвальных доменных и сталеплавильных шлаков, в том числе низкообогащенного отвального некондиционного магнитного продукта, с получением дешевого железорудного сырья с качественными характеристиками, высококачественного щебня фракций 5-10 мм, 10-20 мм, или смеси фракций 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм и песка фракции 0-5 мм, однако при переработке шлаков ферросплавного производства барабанные и подвесные железоотделители не обеспечивают эффективного извлечения металлической фазы ферросплавов (Fe-Ti, Fe-Nb, Fe-Cr и т.п., особенно мелких корольков металла) из-за недостаточной (а именно, низкой) напряженности магнитного поля. В результате этого выход товарного продукта - порошков ферросплавов не высок, а немагнитная фракция содержит повышенное количество металлической фазы, что резко ухудшает товарные качества клинкера (невысокая тугоплавкость получаемых из него глиноземистых цементов).

Задачей изобретения является создание безотходной технологии переработки шлаков ферросплавного производства.

Технический результат, который будет достигнут от использования данного изобретения заключается в снижении энергозатрат на переработку шлаков и получение более качественного товарного продукта (сырья для производства высококачественного клинкера).

Технический результат достигается тем, что в способе переработки высокоглиноземистых шлаков алюмотермического производства ферросплавов, включающем предварительное грохочение с выделением негабаритных кусков, сепарацию с выделением металлоконцентрата, дробление шлака, грохочение, дополнительное дробление и магнитную сепарацию с выделением магнитного и немагнитного продукта, дробление осуществляют до фракции -10,0+0,0 мм с последующим его грохочением на три фракции -10,0+1,0 мм, -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм, фракцию -10,0+1,0 мм подвергают дополнительному дроблению и возвращают на грохочение, затем каждую из полученных двух фракций -1,0+0,315 мм и -0,3+0,0 мм раздельно подвергают сушке, а затем двумя разделенными потоками подвергают сначала электросепарации с разделением на проводниковые и непроводниковые фракции, после чего каждую из полученных фракций подвергают последовательно сначала слабомагнитной, а затем сильномагнитной сепарации с выделением сильномагнитной фракции - железного скрапа, крупной и мелкой фракций металлической фазы ферросплавов (Fe-Ti, Fe-Nb, Fe-Cr и т.п.) и немагнитной непроводниковой фракции - высокоглиноземистого концентрата (высокоглиноземистого, сырья для последующего производства клинкера).

Сущность изобретения заключается в повышенном извлечении металлической фазы (Fe-Ti, Fe-Nb, Fe-Cr и т.п.) из высокоглиноземистых шлаков за счет совместного использования электростатических и электромагнитных полей высокой напряженности.

Дополнительное дробление и магнитная сепарация с выделением магнитного и немагнитного продукта до фракции -10,0+0,0 мм с последующим грохочением немагнитного продукта на три фракции -10,0+1,0 мм, -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм, доизмельчение (дополнительное дробление) фракции -10,0+1,0 мм и возврат на грохочение, затем раздельная сушка каждой из полученных двух фракций -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм двумя разделенными потоками с последующей электросепарацией с разделением на проводниковые и непроводниковые фракции, затем слабомагнитная, а затем сильномагнитная сепарация каждой из полученных фракций с выделением сильномагнитной фракции - железного скрапа, крупной и мелкой фракции металлической фазы ферросплавов и немагнитной непроводниковой фракции -высокоглиноземистого сырья для производства клинкера (высокоглиноземистого концентрата) обеспечивает получение высококачественных товарных продуктов и значительно снижает энергозатраты на переработку высокоглиноземистых шлаков алюмотермического производства ферросплавов.

Из анализа научно-технической и патентной литературы заявляемой совокупности признаков, обеспечивающих безотходную переработку шлаков алюмотермического производства ферросплавов с получением высококачественных товарных продуктов, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Изобретение осуществляется следующим образом (см. фигуру-схему).

Исходный шлак текущего производства ферросплавов из приемного бункера поступает на вибропитатель с колошниковой решеткой, где отделяют куски крупностью 300 мм, которые поступают на склад негабаритов или на участок дробления. Из подрешетного продукта отделяют крупные куски ферросплава товарного сорта ручной выборкой. При большой производительности эта операция может быть осуществлена на сепараторах или фотометрически (на схеме не показано). Затем шлак поступает на среднее и мелкое дробление (см. схему). После сухой слабомагнитной сепарации дробленый продукт поступает на грохот(ы), где выделяют 3 фракции: -10+1,0 мм, -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм. Фракцию -10+1,0 мм доизмельчают и снова подают на грохочение. Выделенные фракции -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм раздельными потоками поступают на сушку, а затем на электросепарацию. После электросепарации проводниковые фракции раздельными потоками поступают на сухую магнитную сепарацию в слабом магнитном поле. Непроводниковые фракции объединяют и также подвергают сухой магнитной сепарации в слабом магнитном поле, после чего выделяют магнитные фракции товарного продукта - железный скрап. Слабо магнитные фракции после сухой магнитной сепарации поступают на высокоградиентную магнитную сепарацию с последующим выделением товарного продукта: концентрата ферросплава 2-х фракций - крупного и мелкого и высокоглиноземистого концентрата.

Качественные характеристики продукта, полученного заявляемым способом и способом по прототипу, приведены в таблице.

Таблица
Результаты переработки шлака алюмотермического производства ферротитана.
Способ Полученные Выход, Содержание, % Извле
переработки продукты % Ti Al2O3 Fe CaO MgO SiO2 чение
Ti, %
По Концентрат 5,12 22,00 18,70
прототипу ВСМС (металлическая фаза)
Хвосты ВСМС (шлаковая фаза) 94,88 5,18 81,30
Исходный шлак 100,00 6,02 100,00
По Концентрат 4,42 34,40 7,80 46,40 5,30 1,33 6,30 25,30
предлага совместной
емому электрической
изобретению и магнитной Сепарации (металлофаза)
Хвосты обогащения (шлаковая фаза) 95,58 4,71 63,30 1,43 22,50 4,76 1,72 74,70
Исходный шлак 100,00 6,02 60,80 3,41 21,70 4,61 1,92 100,00
ГОСТ 4761-91 ФТи35 с5 100,00 28-46 8 5-8

Как видно из Таблицы, при переработке шлака (ферросплавного производства) по предлагаемому изобретению получается 4,42% по выходу концентрата металлофазы с содержанием Ti 34,4% и Fe 46,4%, что по всем компонентам удовлетворяет ГОСТу на порошок ферротитана марки ФТи35с5.

По способу-прототипу концентрат металлофазы не удовлетворяет ГОСТу прежде всего по титану. Извлечение металлического титана в металлофазу по предлагаемому изобретению также выше и составляет 25,3% (против 18,7% по прототипу).

В хвостах электростатического и магнитного обогащения титан представлен (остался) в виде неэлектропроводной и немагнитной шлаковой фазы, удовлетворяющей требованиям на сырье для производства высокоглиноземистых цементов ВГЦ1 (по ГОСТ 23464).

Способ переработки высокоглиноземистых шлаков алюмотермического производства ферросплавов, включающий предварительное грохочение с выделением негабаритных кусков, сепарацию с выделением металлоконцентрата, дробление шлака, грохочение, дополнительное дробление и магнитную сепарацию с выделением магнитного и немагнитного продуктов, отличающийся тем, что дробление шлака осуществляют до фракции -10,0+0,0 мм с последующим его грохочением на три фракции: -10,0+1,0 мм, -1,0+0,315 мм и -0,315 +0,0 мм, причем фракцию -10,0+1,0 мм подвергают дополнительному дроблению и возвращают на грохочение, затем каждую из двух фракций: -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм раздельно сушат, а затем двумя разделенными потоками подвергают сначала электросепарации с разделением на проводниковые и непроводниковые фракции, затем каждую из полученных фракций подвергают последовательно сначала слабомагнитной, а затем сильномагнитной сепарации с выделением сильномагнитной фракции в виде железного скрапа и крупной и мелкой фракций металлической фазы ферросплавов и выделением немагнитной непроводниковой фракции в виде высокоглиноземистого концентрата.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к металлургии, а именно к способу извлечения никеля и кобальта из отвальных конверторных шлаков комбинатов. Способ включает химико-термическую обработку шлаков, содержащих 0,4-1% никеля и 0,2-0,9% кобальта в виде окислов и 2-10% серы.

Изобретение относится к области рециклинга цветных металлов (например, алюминия и его сплавов, магния, цинка). Устройство включает раму со сжимающей шлак головкой, изложницу для сбора отжатого из шлака металла, установленную на ней шлаковницу, патрубок для подключения вакуума к изложнице через сквозное отверстие, выполненное в боковой стенке изложницы, и уплотнение, размещенное в зазоре между шлаковницей и изложницей.
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу переработки алюмосодержащих шлаков и получению сплавов на основе алюминия электролизом расплавов.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке вторичных алюминиевых отходов, и может быть использовано для подготовки шлаков, образующихся при производстве алюминия из ломов и отходов для дальнейшей переработки и применения.
Изобретение относится к извлечению цветных металлов, в частности меди, никеля и кобальта, из металлургических отходов, содержащих эти цветные металлы в степени окисления, большей или равной нулю.
Изобретение относится к металлургической и строительной отраслям промышленности и может быть использовано при переработке распадающегося металлургического шлака, а именно для извлечения из него металлической составляющей, препятствующей его использованию в качестве сырьевого компонента при производстве строительных материалов.

Изобретение относится к угольным энергетическим котлам с твердым шлакоудалением, в том числе при их работе на углях, содержащих благородные металлы. .

Изобретение относится к угольным энергетическим котлам с жидким шлакоудалением, особенно при их работе на углях, содержащих благородные металлы. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения ферромарганца со сверхнизким содержанием фосфора и углерода, содержащего 0,1% вес. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к переработке алюмосодержащих шлаков, а также к получению сплавов на основе алюминия электролизом расплавов.

Технологическая линия для переработки золошлаковых отходов - продуктов сжигания угольного топлива, содержащая оборудованную приемным бункером систему транспортирования золошлаковых отходов из отвала, дозатор-питатель золошлаковых отходов, связанный со смесителем, соединенным с источником разжижающей среды линией подачи, средства классификации золошлаковых частиц, систему отвода обезвоженных масс от классифицированных фракций частиц на утилизацию, при этом приемный бункер снабжен первым активным измельчителем, размещенным в его полости перед выпускным отверстием, причем его выход посредством первого транспортера связан с металлокамневыделителем, выполненным с возможностью дополнительного измельчения золошлаковых отходов, в свою очередь золошлаковый выход металлокамневыделителя посредством второго транспортера связан с дозатором-питателем золошлаковых отходов, кроме того, средства классификации золошлаковых частиц выполнены в виде гидроциклонов, при этом песковый вход первого из них подключен к пульповому выходу смесителя посредством первого трубопровода, снабженного первым песковым насосом, причем выход легкой и мелкой фракции первого гидроциклона посредством второго трубопровода связан со входом флотационной установки, а песковый выход первого гидроциклона открыт в накопительный бак, выход которого связан со входом дезинтегратора, выход которого связан с Песковым входом второго гидроциклона, выход легкой и мелкой фракции которого сообщен со вторым трубопроводом, а его песковый выход посредством второго пескового насоса сообщен с накопительным баком, кроме того, выход флотированного материала флотационной установки сообщен со сборником недожога, а камерный выход флотационной установки сообщен со входом гидроциклона первой ступени осветления, жидкостный выход которого связан со входом гидроциклона второй ступени осветления, при этом песковые выходы гидроциклонов первой и второй ступеней осветления сообщены со сборником зольной фракции, причем жидкостный выход гидроциклона второй ступени осветления сообщен с баком сбора осветленной воды, выход которого через насос осветленной воды связан со смесителем и патрубком подвода воды в верхний участок первого трубопровода, кроме того, первый трубопровод дополнительно сообщен со смесителем посредством рециркуляционного трубопровода.

Изобретение относится к области удаления и переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях и котельных, работающих на каменноугольных топливах.

Изобретение относится к металлургии, а именно к переработке металлургических отходов доменного и мартеновского шлаков. .

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству чугуна, стали и ферросплавов. .

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к переработке металлургических шлаков, используемых в стройиндустрии, в частности в дорожном строительстве, в бетонных работах и др., к получению или обогащению магнитного железосодержащего продукта, используемого в доменной плавке для замены железорудного сырья, в выплавке стали и при производстве агломерата.

Изобретение относится к области удаления и переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях, работающих на каменноугольных топливах.

Изобретение относится к области черной металлургии и, в частности, касается переработки отвальных распадающихся шлаков, и может быть использовано для утилизации отходов металлургических производств, в частности отвальных распадающихся шлаков доменного, сталеплавильного и ферросплавного производств.

Изобретение относится к способам переработки твердых промышленных отходов, в частности золы и/или шлака котельных и теплоэлектростанций (ТЭС). .

Изобретение относится к способу удаления несгоревшего углерода из золы-уноса, образующейся на электростанциях, работающих на угле, и т.п., и к эффективному использованию золы-уноса и удаленного несгоревшего углерода.

Изобретение относится к классификации порошковых материалов и может быть использовано при переработке техногенных отходов, преимущественно ценосфер летучих зол тепловых электростанций, для получения широкого ассортимента полых алюмосиликатных микросфер с заданными свойствами.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к переработке отвального металлургического шлака. Установка для переработки шлака содержит бункер, устройство для извлечения «коржей» и кусков шлака более 350 мм и шаровую мельницу. При этом она снабжена транспортером для извлечения «корольков», имеющим на рабочей поверхности магнитные элементы, состоящие из подвижного и неподвижного наборов постоянных магнитов, размещенных в двух параллельных плоскостях. Магнитные элементы транспортера для извлечения «корольков» имеют магнитный поток с коэрцитивной силой от 900 до 1300 кА/м. На ведомой ветви транспортера установлены выключатель для замыкания магнитного потока, причем ведомый шкив снабжен планетарно расположенными неприводными роликами в количестве от трех до восемнадцати, и включатель для размыкания магнитного потока. Установка также снабжена вальцами для измельчения низкомагнитного материала отвального металлургического шлака до величины 0-1,0 мм, дозатором и стеллажами, рабочая поверхность которых снабжена магнитными элементами с коэрцитивной силой от 1900 кА/м до 3000 кА/м. Стеллажи размещены под углом от 0° до 75° к вертикали. Обеспечивается снижение расхода электроэнергии и практически полное извлечение железа и железосодержащих веществ из отвального металлургического шлака. 3 ил.
Наверх