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Verfahren zum Wiedergewinnen von Metall aus Abfällen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wiedergewinnen von im wesentlichen reinen Me- tallstücken und magnetischen Oxyden eines ausgewählten Klassierungsbereiches oder mehrerer Klas- sierungsbereiche aus einem Abfall, der eine Mischung von Materialien enthält, wie sie in Abfällen von
Stahlwerken gefunden werden.
Der gemischte Abfall, wie er in Stahlwerken anfällt, ist praktisch höchstens als Füllmaterial ver- wendbar, jedoch haben bestimmte Bestandteile einen wirtschaftlichen Wert, wenn sie hinreichend von
Verunreinigungen getrennt und gereinigt werden können. Der gesamte wirtschaftliche Wert des Abfall- materials hängt nicht. iur von der Menge des gewünschten Materials ab, das aus dem unerwünschten Ab- fall abgetrennt worden ist, sondern auch von der Vollständigkeit der Trennung eines wertvollen Bestand- teiles von einem andern und der Menge der noch verbliebenen Verunreinigungen.
Daher besteht einer der Zwecke der Erfindung darin, ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen im wesentlichen die gesamten wertvollen Bestandteile von Stahlwerkabfall in solcher Weise wiedergewonnen werden können, dass sie voneinander getrennt und im wesentlichen frei von Verunreinigungen sind.
Die Zusammensetzung des Abfalls eines Stahlwerks ändert sich von Tag zu Tag, jedoch besteht er zur Hauptsache aus Stahlherstellungsschlacken, Reinigungsmaterial von Giessvorrichtungen, Auskleidungssteinen von Pfannen und Öfen, Bodenmaterial von Tempergruben, Walzwerkzunder und einigen freien Ab- fallmetallstucken.
Die für die Stahlherstellung verwendeten Schlacken bilden den Hauptbestandteil des zu behandelnden Materials. Sie lassen sich gemäss ihrer Funktion im Stahlherstellungsprozess allgemein in zwei Typen unterteilen. Die Vorlauf- oder Abzugschlacke wird aus dem Ofen oder Kessel während des Schmelz- und Veredelungsvorganges abgezogen und enthält den Hauptteil der Verunreinigungen, die aus dem geschmolzenen Metall während der ersten Veredelungsstufen ausgetrieben worden sind. Die Abstich- oder Feinschlacke fliesst nach dem Abstich des geschmolzenen Metalls am Ende des Veredelungsvorganges aus dem Ofen ab und enthält kleinere Mengen von Verunreinigungen, die von dem Metall freigegeben werden, nachdem die Vorlaufschlacke abgezogen worden ist.
Die Reinigungsmaterialien vol C'iessvorrichtungen enthalten Mischungen von Stahlherstellungsschlakken plus einer Menge von Stahl, die im Verlauf der Ofenspülung, des Ofenabstiches und des Barrengie- ssens verspritzt worden ist, sowie eine kleine Menge des hitzebeständigen Auskleidungsstoffes des Ofens und der Pfanne. Grosse Mengen an verbrauchten hitzebeständigen Stoffen fallen bei Ausbesserungs- und Erneuerungsarbeiten an den Ofen und Pfannen an. Je nach ihrem Ursprung können diese hitzebeständigen Stoffe beträchtliche Mengen an Stahl oder anderem anhaftenden und rückgewinnbaren metallischem Material enthalten.
Das. Bodenmaterial für Tempergruben besteht aus dem ursprünglich eingebrachten Koksstaub, der während des Arbeitens der Grube mit Zunder (magnetischen Eisenoxyden) von den erhitzten Gussbarren und mitunter mit hitzebeständigen Materialien aus der Grube selbst verunreinigt worden ist. In manchen mit hoher Temperatur arbeitenden Tempergruben werden die Gussbarren auf eine Temperatur erhitzt, welche das Äussere des Barrens schmilzt (oder"auswäscht"), und diese aus geschmolzenem Stahl und Oxyd bestehende Mischung wird in das zu verwerfende Bodenmaterial eingeschlossen.
Während der wiederholten Erhitzungs- und Walzvorgänge gehen grosse Mengen von Stahl in Form von Zunder verloren, der Åaus Eisenoxyden besteht, die gebildet werden, wenn der heisse Stahl dem Sauerstoff der Luft ausgesetzt wird. Zunderverluste können 3-5'lu des Gewichtes des Gussblockes betragen. Der Zunder wird periodisch aus den Tempergruben, den Flachwalzwerkkästen, den Plattenerhitzungsöfen und den
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Heizwalzwerkkästen entfernt. Es ist erwünscht, diesen Zunder wiederzugewinnen, da er als Oxydations- mittel bei Stahlherstellungsprozessen oder als metallische Charge für Hochöfen von Wert ist.
Feinschlacke für offene Herde stellt ein dichtes, magnetisches zerbrechliches Material dar, das im allgemeinen keine eingeschlossenen Metallstücke enthält. Im geschmolzenen Zustand besteht sie zur
Hauptsache aus geschmolzenem Kalkstein im Verein mit Verunreinigungen, wie Phosphor (Calciumphos- phaten) und. Silizium (Calciumsilikaten), und gelösten Eisenoxyden. Beim Abkühlen haben die gelösten
Eisenoxyde das Bestreben, sich zu konzentrieren oder zusammenzuklumpen, wenn die Mischung sich ver- festigt. Dadurch wird eine feste Schlacke erzeugt, welche Teile mit einer hohen Konzentration an Eisen- oxyden und andere Teile mit geringerem Eisenoxydgehalt enthält.
Die Teile mit hohem Eisenoxydgehalt sind stark magnetisch, enthalten sehr wenig Phosphor-oder Siliziumverunreinigungen und bilden wert- volle Zusätze für die Gicht eines Hochofens. Umgekehrt sind die Teile, die weniger Eisenoxyde enthal- ten, weniger magnetisch und mit Phosphor, Silizium und andern Stoffen, die im Hochofenbetrieb ausser- ordentlich unerwünscht sind, stark verunreinigt. Wenn Fertig- oder Feinschlacke für offene Herde (Mar- tinöfen) gemäss nachfolgender Beschreibung aufgebrochen und behandelt wird, können die erwünschten
Teile, welche die Hauptmenge der Eisenoxyde enthalten, von den unerwünschten Teilen, welche die
Verunreinigungen enthalten, getrennt und wiedergewonnen werden.
Hingegen ist Vorlaufschlacke für offene Herde nicht magnetisch, porös und zerbrechlich, jedoch weniger zerbrechlich als Feinschlacke. Sie enthält kleine eingeschlossene Teilchen von freiem Stahl und hat einen höheren Phosphorgehalt als Feinschlacke. Es ist erwünscht, den freien Stahl wiederzugewinnen, indem er von der Bindung an die Vorlaufschlacke befreit und von den verunreinigenden hochphosphorhal- tigen Schlackenteilchen getrennt wird. Wenn eine Gicht, die sowohl Feinschlacke als auch Vorlaufschlakke enthält, mittels eines Schlagvorganges bearbeitet wird, bewirkt die relative Zähigkeit der Vorlaufschlacke, dass deren geschlagene Teilchen eine grössere mittlere Grösse als die geschlagenen Teilchen der Feinschlacke haben.
Schlacken, die während der Stahlherstellungsvorgänge gebildet werden, die Thomas-Konverter und andere ähnliche pneumatische Verfahren verwenden, ähneln Schlacken von offenen Herden in den physikalischen Eigenschafen und dem chemischen Gehalt.
Der Abfall eines Stahlwerkes in dem Zustand, wie er von dem Stahlwerk erhalten wird, kann zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung in magnetisches und nichtmagnetisches Material eingeteilt werden. Das magnetische Material lässt sich weiterhin in einen nichtzerbrechlichen Teil (wiederzugewinnende Metallstücke) und einen stark zerbrechlichen Teil (Feinschlacken und magnetische Eisenoxyde) unterteilen.
Der nichtmagnetische Teil kann in einen zerbrechlichen Teil und in einen nichtzerbrechlichen Teil unterteilt werden. Vorlaufschlacken, Abstichschlacken und verwendete hitzebeständige Materialien fallen in die Klasse der nichtmagnetischen zerbrechlichen Materialien. Stücke aus nichtmagnetischen Metallen, z. B. rostfreiem Stahl, Messing und Kupfer, fallen in die Klasse der nichtmagnetischen, nichtzerbrechlichen Materialien.
Es sind Verfahren zum Wiedergewinnen von Metallen bekanntgeworden, bei welchen der Abfall, so wie er anfällt und u. a. magnetische Feinschlacke und nichtmagnetische Vorlaufschlacke enthält, einer Magnetscheidung unterworfen wird. Ein solches Verfahren ist insofern nicht befriedigend, als die magnetische Trennung aus dem Abfall unreine magnetische Metallstücke, an welchen beide Schlackenarten anhaften, und weiterhin magnetische Schlacken und magnetische Oxyde entfernt, so dass der abgeschiedene magnetische Anteil ein verunreinigtes Mischprodukt bildet, dessen Wert viel geringer ist als der Wert der einzelnen Bestandteile fur sich.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Wiedergewinnen von im wesentlichen reinen Metallstücken eines ausgewählten Grössenbereiches aus einem Abfall, der aus einer Mischung von Stoffen besteht, wie sie sich beispielsweise im Abfall von Stahlwerken finden, und der Metallstücke, zerbrechliches magnetisches Material, wie Feinschlacke, und zerbrechliches nichtmagnetisches Material, wie Vorlaufschlacke, enthält.
Das Verfahren besteht darin, dass der Abfall mit genügender Kraft geschlagen wird, um das gesamte zerbrechliche magnetische Material und wenigstens einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials auf eine maximale Stückgrösse aufzubrechen, die unterhalb des Minimums des ausgewählten Grö- ssenbereiches liegt, und um die Metallstücke des ausgewählten Grössenbereiches im wesentlichen rein zu machen, und dass der dem Schlagvorgang unterworfene Abfall durch Klassieren in einen Anteil von kleinerer Stückgrösse (Durchläufe), welcher das gesamte aufgebrochene, zerbrechliche magnetische Material und wenigstens einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials enthält, und einen Anteil von
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grösserer Stückgrösse (Rückstände),
welcher die im wesentlichen reinen Metallstücke des ausgewählten Grö- ssenbereiches enthält, getrennt wird, wonach die Rückstände, falls sie sowohl magnetische als auch nichtmagnetische Materialien enthalten, einer magnetischen Trennung unterworfen werden.
Auf diese Weise werden bei der Durchführung der Erfindung zwei gesonderte und voneinander verschiedene physikalische Eigenschaften (Zerbrechlichkeit und magnetische Aufnahmefähigkeit) der behan- delten Stoffe nutzbar gemacht, um die Trennung der wertvollen Bestandteile von dem Rest des behandelten Abfalles zu erreichen. Statt nur die relativen magnetischen Aufnahmefähigkeiten der verschiedenen Materialien zu verwenden, um zu versuchen, sie voneinander zu trennen, wird bei der Erfindung in einer bestimmten Aufeinanderfolge gemäss nachfolgender Beschreibung diese magnetische Trennung mit einer Trennung kombiniert, die auf den relativen Zerbrechbarkeitseigenschaften der in Rede stehenden Materialien basiert, um den wertvollen Inhalt des Abfalles vollständiger zu erhalten.
Dabei wird nicht nur mehr wertvolles Material aus einer gegebenen Abfallmenge wiedergewonnen, sondern es werden diese wertvollen Bestandteile auch vollständiger voneinander getrennt und sind weniger mit unerwünschten Stoffen verunreinigt.
Im folgenden wird die praktische Durchführung der Erfindung an Hand eines vereinfachten Beispiels, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, erläutert.
Der Einfachheit halber soll angenommen werden, dass die zu behandelnden Abfälle nur folgende Bestandteile enthalten :
1. wiederzugewinnende Stahlstücke (nichtzerbrechliches Material),
2. Feinschlacke (zerbrechliches magnetisches Material) und
3. Vorlaufschlacke (zerbrechliches nichtmagnetisches Material).
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wiedergewonnen werden, wird der Abfall in einem Schlagwerk mit solcher Kraft geschlagen, dass die gan- ze darin enthaltene Feinschlacke und zumindest ein Teil der Vorlaufschlacke bis zu einer maximalen
Grösse zerbrochen wird, die unterhalb der 7,6 cm-Maschengrösse liegt, so dass im Bereich von 7,6 bis
30,5 cm-Maschengrösse hauptsächlich praktisch reine Metallstücke vorhanden sind.
Wenn auch die Vor- laufschlacke zufolge ihrer grösseren Zähigkeit nicht so stark aufgebrochen wird wie die Feinschlacke, kann doch die Schlagkraft derart geregelt werden, dass nach dem Zerschlagen ein Teil, wenn nicht die ganze
Vorlaufschlacke zu einer kleineren Teilchengrösse als die gewählte untere Klassierungsgrenze von 7,6 cm zerkleinert ist. Ein Sieb trennt nun den zerschlagenen Abfall in einen Durchlauf von weniger als 7,6 cmMaschengrösse, der die ganze zerkleinerte Feinschlacke und - je nach der angewendeten Schlagkraft - die ganze oder einen Teil der Vorlaufschlacke enthält, und einen Rückstand von 7,6 bis 30,5 cm-Maschengrösse, der die im wesentlichen reinen Metallstücke und gegebenenfalls einen Teil der Vorlaufschlacke enthält.
Ist noch Vorlaufschlacke vorhanden, wird dieser Ruckstand in einem Magnetscheider behandelt, um die praktisch reinen Stahlstücke von den Resten der nichtmagnetischen Vorlaufschlacke abzutrennen.
Obwohl also von Abfällen ausgegangen wird, welche Stahlstücke (magnetisch). Feinschlacke (magnetisch) und Vorlaufschlacke (nichtmagnetisch) enthalten, wird durch die erfindungsgemässe Kombination einer Zerschlagung auf geeignete Stückgrösse und anschliessenden Siebklassierung erreicht, dass der Siebrückstand ausser den zu gewinnenden Stahlstücken kein magnetisches Material mehr enthält, wobei die magnetische Feinschlacke von den magnetischen Stahlstücken ohne Anwendung einer Magnetscheidung voneinander getrennt wurden. Würde man hingegen die Abfälle vor der Zerschlagung bzw. vor der Klassierung nach Stückgrösse der Magnetscheidung unterwerfen, wie dies z.
B. aus der britischen Patentschrift Nr. 737,756 bekannt ist, würde der abgetrennte magnetische Anteil nicht nur Stahlstücke enthal- ten, sondern durch die magnetische Feinschlacke verunreinigt sein. Das erfindungsgemässe Verfahren sieht daher eine Zerschlagung, gefolgt von einer Grössenklassierung vor, und diese beiden Stufen müssen vor jeder Magnetscheidung durchgeführt werden.
. Kleinere Maschengrössen werden durch die Zahl der Maschenöffnungen je 2,5 cm (linear) bestisrrt So hat beispielsweise ein 8-Maschensieb 8 Maschenöffnungen auf je 2, 5. cm, und jede Öffnung hat eine Seitenlänge von etwas weniger als 0, 3*cm.
Nachstehend werden an Hand der Zeichnung zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise erläutert. Fig. l zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer Einrichtung, welche zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist. Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform.
Das zu behandelnde Gut ist ein Abfall, der eine Mischung von Stoffen enthält, wie sie beispielsweise in Stahlwerkabfall gefunden werden, der nichtzerbrechliches magnetisches Material (Metallstücke), zer-
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von Metall, z. B. rostfreiem Stahl, Messing oder Kupfer) enthält.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird dieser Abfall auf einem Sieb 10 angeordnet, welches einen Gitterdrahtabstand von 30, 5 cm hat, so dass es Material mit -30, 5 cm-Maschengrösse in einen (nicht dargestellten) Trichter hindurchfallen lässt und Material mit +30,5 cm-Maschengrösse zurückhält. Das auf dem Sieb zurückbleibende Material mit +30, 5 cm-Maschengrösse wird durch einen einen Magneten tra- genden Kran einer Schlagwirkung unterworfen, welche den grössten Teil dieses Materials auf eine -30, 5 cm- Maschengrösse aufbricht, so dass es durch das Sieb in den Trichter mit dem ursprünglich hindurchgegange- nen Material hindurchfällt.
Irgendwelches Material mit +30,5 cm-Maschengrösse, das durch diesen Vorgang nicht aufgebrochen werden kann, ist genügend magnetisch, so dass es durch den Magnetkran von dem Sieb zu einer Stelle transportiert werden kann, wo es für den Versand zur Fabrik vorbereitet wird.
Das in dem Trichter befindliche gemischte Material mit-30, 5 cm-Maschengrösse wird mittels eines (nicht dargestellten) Becherwerkes einem Förderer 11 mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt. Der Förderer 11 befördert das Abfallmaterial mit -30, 5 cm-Maschengrösse zu einem mit 12 bezeichneten Rollensieb von 7,6 cm-Maschengrösse, wo es in.
Rückstände von 7,6 bis 30,5 cm-Maschengrösse und Durchläu-
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einem umlaufenden Schlagwerk 14 befördert, wo auf sie eine genügende Schlagkraft ausgeübt wird, um das gesamte zerbrechliche magnetische Material und zumindest einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials auf eine maximale Grösse aufzubrechen, die unterhalb des Minimums des ausgewählten Klassierungsbereiches (7, 6 - 30, 5 cm-Maschengrösse) liegt, und um die Metallstücke des ausgewählten Grössenbereiches im wesentlichen rein zu machen.
Der dem Schlagvorgang unterworfene Abfall wird durch einen Förderer 15 zu einem mit 16 bezeichneten Rollensieb von 7,6 cm-Maschengrösse befördert, wo es in Rückstände und Durcläufe getrennt wird.
Die Durchläufe enthalten das gesamte aufgebrochene, zerbrechliche magnetische Material und einen Teil oder die Gesamtheit des aufgebrochenen, zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials, je nach der Schlagkraft, die in dem Schlagwerk 14 verwendet wird.
Die Rückstände enthalten das im wesentlichen reine Metall des ausgewählten Klassierungsbereiches, und sie können, je nach der in dem Schlagwerk 14 verwendeten Schlagkraft, einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials enthalten oder nicht. Die Rückstände werden auf ein Förderband 17 gebracht, das, wenn die Rückstände von dem Sieb 16 sowohl magnetisches als auch nichtmagnetisches Material enthalten, am Kopfende eine magnetische Rolle 18 besitzt, um das an sie abgegebene Material in einen magnetischen und einen nichtmagnetischen Anteil zu trennen.
Der magnetische Anteil, der aus den im wesentlichen reinen magnetischen Metallstücken der ausgewählten Grösse besteht,'wird mittels einer Rutsche 19 in einen Waggon für den Versand zum Walzwerk abgezweigt oder für einen späteren Abtransport auf dem Boden abgelagert.
Der nichtmagnetische Anteil des geschlagenen und in der Grösse klassierten Materials wird durch die magnetische Rolle 18 des Förderbandes 17 nicht beeinflusst und wird mittels einer Rutsche 20 zu dem Förderer 11 zur weiteren Behandlung abgezweigt. Irgendwelche vorhandene, im wesentlichen reine nichtmagnetische Metallstücke werden von Hand von der Rutsche 20 abgenommen und auf einer getrennten Stelle abgelagert.
Wenn die Rückstände von dem Sieb 16 kein zerbrechliches nichtmagnetisches Material enthalten, trennt die magnetische Rolle 18 die im wesentlichen reinen magnetischen Metallstücke von den im wesentlichen reinen nichtmagnetischen Metallstücken. Die im wesentlichen reinen nichtmagnetischen Metallstücke werden nicht wieder in die Anlage zurückgeführt, und die Rutsche 20 wird entsprechend geän- dert, um das Material an einer getrennten Stelle abzulagern. Wenn die Rückstände von dem Sieb 16 kein nichtmagnetisches Material enthalten, wird die magnetische Rolle 18 nicht verwendet, und die Gesamtheit des im wesentlichen reinen magnetischen Metalls wird von dem Förderband 17 zur Rutsche 19 abgezweigt.
In entsprechender Weise kann, wenn die Rückstände von dem Sieb 16 kein magnetisches Material enthalten, die magnetische Rolle 18 wegfallen.
Die Durchläufe von dem Rollensieb 12 und die Durchläufe von dem Rollensieb 16 werden mittels eines Förderers 21 Magnetscheidern 22 und 23 zugeführt. Der Magnetscheider 22 ist eine Magnetvorrichtung mit Querband, während der Magnetscheider 23 eine magnetische Kopfrolle aufweist. Der Magnetscheider 22 trennt magnetisches Material aus dem Abfall auf dem Förderer 21 ab und gibt das auf diese Weise abgetrennte magnetische Material auf ein mit 24 bezeichnetes Vibrationssieb von 1, 27 cm-Maschengrösse, wie dies durch der Pfeil 25 angedeutet ist. Der Magnetscheider 23 trennt magnetisches Ma-
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terial aus dem auf dem Förderer 21 befindlichen Abfall ab und gibt das auf diese Weise abgetrennte ma- gnetische Material ebenfalls auf das Sieb 24, wie dies durch den Pfeil 26 angedeutet ist.
Das von den Magnetscheidern 22 und 23 aus dem Abfall nicht entfernte nichtmagnetische Material wird auf ein mit 27 bezeichnetes Vibrationssieb von 1, 9 cm-Maschengrösse abgegeben. Die Siebrückstän- de, die eine Maschengrosse von 1, 9 bis 7,6 cm haben, werden durch ein Förderband 28 zu einem Trich- ter 28b befördert, und die Siebdurchläufe, die eine Maschengrösse von weniger als 1, 9 cm haben, werden durch ein Förderband 29 zu einem Trichter 29b befördert.
Die Durchläufe von dem Sieb 24 (-1, 27 cm-Maschengrösse) werden, wie dies durch den Pfeil 30 an- gedeutet ist, auf einen Förderer 31 abgegeben, welcher das darauf befindliche Material durch einen Dreh - trockner 32 transportiert. Das aus dem Trockner 32 austretende Material wird durch einen Förderer 33 und ein Maschensieb 34 befördert. Die Durchläufe von dem Sieb 34 werden auf ein Förderband 35 abgegeben, wie dies durch den Pfeil 36 angedeutet ist, und die Rückstände von dem Sieb 34 werden auf ein Förder- band 37 abgegeben, wie dies durch den Pfeil 38 angedeutet ist. Das Förderband 35 gibt das auf ihm be- findliche Material an eine magnetische Konzentrierungsvorrichtung 39 ab, welche das Material in ein höher magnetisches Produkt, das reine Metallteilchen und magnetische Oxyde enthält, und einen gerin- ger magnetischen Teil trennt.
Das höher magnetische Produkt wird durch ein Förderband 40 von der Kon- zentrierungsvorrichtung 39 zu einem Speichertrichter 41 befördert. Der geringer magnetische Teil aus der
Konzentrierungsvorrichtung 39 wird durch ein Förderband 42 zu dem Förderband 29 befördert.
Die Rückstände von dem Sieb 34 werden durch den Förderer 37 zu einer magnetischen Konzentrie- rungsvorrichtung 43 befördert, die sie in ein höher magnetisches Produkt, das reine Metallteilchen und magnetische Oxyde enthält, und einen geringer magnetischen Teil trennt. Das höher magnetische Produkt wird durch einen Förderer 44 von der magnetischen Konzentrierungsvorrichtung 43 zu einem Förderband 45 befördert, welches das Produkt zu einem Speichertrichter 46 befördert.
Der geringer magnetische Teil aus der magnetischen Konzentrierungsvorrichtung 43 wird durch ein Förderband 47 einem Walzenbreche ; 48 zugeführt, der einen Walzendurchgang von 0, 3 cm hat, um magnetische Teilchen zu zerbrechen und aus ihm freizugeben. Das aufgebrochene Material wird von dem
Walzenbrecher 48 durch ein Förderband 49 wegbefördert und auf das Förderhand 21 zur erneuten Verarbeitung abgegeben, die eine magnetische Behandlung einschliesst, um aus ihm weitere magnetische Teilchen wiederzugewinnen.
Die Rückstände von dem Sieb 24 werden auf einen Förderer 50 abgegeben, wie dies durch den Pfeil 51 angedeutet ist, und dieses Förderband transportiert das auf ihm befindliche Material zu einem rotierenden Schlagwerk 52, das auf das Material eine genügende Schlagkraft ausübt, um seinen zerbrechlichen Anteil auf eine maximale Grösse aufzubrechen, die effektiv kleiner als die maximale Grösse der in ihm enthaltenen Metallstücke ist. Das aus dem Schlagwerk 52 kommende geschlagene Material wird durch ein Förderband 53 an ein Vibrationssieb 54 abgegeben, um aus ihm die Metallstücke einer Grösse abzutrennen, die zwischen der maximalen Grösse der Metallstücke und der maximalen Grösse des aufgebrochenen zerbrechlichen Gehaltes liegt. Das Sieb 54 hat in diesem besonderen Fall eine Maschengrösse von 1, 27 cm.
Die Rückstände von dem Sieb 54 wandern auf das Förderband 45, wie dies durch den Pfeil 55 angedeutet ist, und werden durch das Förderband 45 in den Trichter 46 abgegeben. Die Durchläufe von dem Sieb 54 werden auf das Förderband 49 abgegeben, wie dies durch den Pfeil 56 angedeutet ist, und werden zur Wiederbehandlung auf das Förderband 21 befördert.
Gemäss Fig. 2 wird der Abfall, wie er vom Werk erhalten wird, durch einen Greiferkran in einen Aufnahmetrichter 60 befördert. Aus dem Trichter 60 wird das Material über ein mit 61 bezeichnetes Rollensieb von 30, 5 cm-Maschengrösse geführt, welches den Abfall von weniger als 30, 5 cm-Maschengrösse als Durchläufe hindurchlässt und den Abfall von mehr als 30,5 cm-Maschengrösse als Rückstände abgibt, die in eine Kugelfallzone stürzen. Dieses Material von grösserer Maschengrösse wird durch herabfallende Kugeln in üblicher Weise einer Schlagwirkung unterworfen, um jedwedes an dem Metall anhaftendes, zerbrechbares Material wegzubrechen und irgendwelche zerbrechbaren Stücke von grosser Abmessung, die Metall enthalten können, aufzubrechen.
Nach dem Bearbeiten durch herunterfallende Kugeln wird offensichtlich reines Metall von Beschickungsmuldengrösse durch den Magneten des Kugelfallkranes aufgenommen und zum Versand zu dem Magazin des offenen Herdes befördert. Reines Metall, welches für das Beschicken eines offenen Herdes zu gross ist, wird mittels Sauerstoffflamme auf Beschickungsmuldengrösse zerkleinert und ebenfalls zum Versand wegtransportiert. Das Material, welches in der Kugelfallzone bleibt, wird nach dem Zerbrechen von dem Kran wieder in den Aufnahmetrichter 60 zurückgebracht, wo der grössere Teil als Durchlauf durch das Rollensieb 61 zu einem (nicht dargestellten) Behälter geführt wird, um mit dem vorher durchgegangenen Material von weniger als 30,5 cm-Maschengrösse behandelt zu
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werden.
Ein Becherförderer, der unterhalb des Auslasses des Behälters angeordnet ist, legt das Material von - 30. 5 cm-Maschengrösse mit einer geregelten Geschwindigkeit auf einem Förderer 62 ab. Das Förder- band 62 transportiert den gemischten Abfall zu einem mit 63 bezeichneten Rollensieb von 7,6 cm-Ma- schengrösse, welches Material in Rückstände und Durchläufe trennt. Die Rückstände werden durch eine
Rutsche 64 auf ein Förderband 65 geleitet, während die Durchläufe durch eine Rutsche 66 auf ein Förder- band 67 geleitet werden.
Das Förderband 65 transportiert Rückstände von dem Sieb 63 zu einem rotieren- den Schlagwerk 68,. welches auf das Material eine genügende Schlagkraft ausübt, um den gesamten An- teil des zerbrechlichen magnetischen Materials auf eine maximale Grösse aufzubrechen, welche unterhalb des Minimums des Klassierungsbereiches für die Metallstücke (12,7 bis 30,5 cm) liegt, der für die Wie- dergewinnung an dieser Stufe ausgewählt worden ist, und um die Metallstücke des ausgewählten Klassie- rungsbereiches im wesentlichen rein zu machen. Der Schlagvorgang zerkleinert auch einen Teil oder die
Gesamtheit des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials auf eine maximale Grösse, die ebenfalls un- terhalb des Minimums des ausgewählten Klassierungsbereiches liegt.
Der aus dem Schlagbrecher 68 kommende geschlagene Abfall wird vermittels eines Förderbandes 69 auf ein mit 70 bezeichnetes Rollensieb von 12,7 cm-Maschengrösse befördert, wo es in Rückstände und
Durchläufe getrennt wird. Die Durchläufe enthalten das gesamte zerbrechliche magnetische Material des ursprünglichen Abfalls und weiterhin einen Teil oder die Gesamtheit des ursprünglichen zerbrechlichen nichtmagnetischen Gehaltes in Abhängigkeit von der Schlagkraft, die in dem Schlagbrecher 68 verwen- det worden ist. Die Rückstände enthalten das im wesentlichen reine Metall des ausgewählten Grössenbe- reiches (12, 7 - 30, 5 cm) und können, je nach der in dem Schlagbrecher 68 verwendeten Schlagkraft, einen Teil des ursprünglichen zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials enthalten oder nicht.
Die
Rückstände werden von einem Riemen 71 zu einer Stelle befördert, die zur Speicherung geeignet ist, und vermittels einer (nicht dargestellten) Rutsche auf dem Boden ablegt. Wenn die Rückstände von dem Sieb
70 sowohl magnetische als auch nichtmagnetische Materialien enthalten, wird ein Laufkettenkran (nicht dargestellt), der einen Magneten C aufweist, verwendet, um das reine magnetische Metall von 12,7 bis - 30, 5 cm-Maschengrösse abzutrennen und für den Versand zum Walzwerk zu verladen, während das nichtmagnetische Material zurückbleibt. Dieses nichtmagnetische Material wird wieder in den Aufnahmetrichter 60 gegeben, um weiter zerkleinert zu werden, gegebenenfalls nach Untersuchung auf noch verwertbares Material.
Die Durchläufe von dem Rollensieb 70 und die Durchläufe von dem Rollensieb 63 werden durch den Förderer 67 auf ein mit 72 bezeichnetes Sieb von 2,5 cm-Maschengrösse übertragen, wo sie in Rückstände (2,5 bis-12, 7 cm) und Durchläufe (-2, 5 cm) klassiert werden. Die Rückstände werden von einer Rutsche 74 auf einem Förderer 73 abgelegt, und die Durchläufe werden von einer Rutsche 76 zu einem Förderband 75 geleitet.
Die Rückstände werden durch das Förderband 73 zu einem rotierenden Schlagbrecher 77 befördert, wo sie mit genügender Kraft beaufschlagt werden, um den gesamten zerbrechlichen magnetischen Anteil auf eine maximale Grösse aufzubrechen, die unterhalb des Minimums des Metallstückgrössenbereiches (7,6 bis-12, 7 cm) liegt, der für die Wiedergewinnung in dieser Stufe ausgedrillt worden ist, und um die Metallstücke des ausgewählten Klassierungsbereiches im wesentlichen rein zu machen. Ein Teil oder die Gesamtheit des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials wird auf eine maximale Grösse aufgebrochen, die ebenfalls unterhalb des Minimums des ausgewählten Klassierungsbereiches für diese Stufe liegt.
Der aus dem Schlagbrecher 77 kommende geschlagene Abfall wird durch einen Förderer 78 zu einem mit 79 bezeichneten Walzensieb von 7,6 cm-Maschengrösse befördert, wo er durch Klassierung in Rückstände und Durchläufe getrennt wird. Die Durchläufe enthalten das gesamte aufgebrochene zerbrechliche magnetische Material und weiterhin einen Teil oder die Gesamtheit des aufgebrochenen zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials in Abhängigkeit von der in dem Schlagbrecher 77 verwendeten Schlagkraft. Die Rückstände enthalten das im wesentlichen reine Metall des ausgewählten Klassierungsbereiches (7,6 bis - 12, 7 cm) und können, je nach der in dem Schlagbrecher 77 verwendeten Schlagkraft, einen Teil des aufgebrochenen zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials enthalten.
Die Rückstände von dem Sieb 79 werden von einemFörderriemen80 zu einer Speicherstelle befördert und auf dem Boden abgelagert. Wenn die Rückstände von dem Sieb 79 sowohl magnetische als auch nichtmagnetische Stoffe enthalten, wird ein Laufkettenkran (nicht dargestellt), der einen Magneten D aufweist, verwendet, um das reine magnetsche Metall von 7,6 bis -12, 7 cm Maschengrösseabzutrennen und für den Versand zur Verarbeitungsstätte aufzuladen, während das nichtmagnetische Material zurückbleibt. Dieses nichtmagnetische Material kann von Hand nach noch zu verwendendem Material-sortiert oder in den Aüfnahmetrichter 60 für weitere Behandlung zurückgeführt werden.
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Die aus dem Vibrationssieb 72 erhaltenen Durchläufe (-2,5 cm) und die aus dem Walzensieb 79 erhaltenen Durchläufe (-7,6 cm) werden von dem Förderband 75 zu Magnetscheidern 81 und 82 geführt, um magnetisch getrennt zu werden. Der Magnetscheider 81 ist eine Magnetvorrichtung mit querlaufendem Riemen, während der Magnetscheider 82 eine vordere magnetische Rolle aufweist.
Der Magnetscheider 81 trennt magnetisches Material von dem auf dem Förderband 75 befindlichen Abfall und gibt das auf diese Weise abgetrennte magnetische Material auf ein Sieb 83 ab, wie dies durch den Pfeil 84 angedeutet ist. Der Magnetscheider 82 trennt magnetisches Material von dem auf dem Förderband 75 befindlichen Abfall und gibt das auf diese Weise abgetrennte magnetische Material ebenfalls auf das Sieb 83 ab, wie dies durch den Pfeil 85 angedeutet ist. Das aus dem Abfall durch die Magnetscheider 81 und 82 nicht entfernte nichtmagnetische Material wird auf einem Förderband 86 abgelegt und zu einem Trichter 87 befördert.
Das magnetische Material auf dem Sieb 83 wird dann, um es magnetisch zu konzentrieren, in der gleichen Weise behandelt, wie es in Verbindung mit dem magnetischen Material auf dem Sieb 24 der Ausführungsform gemäss Fig. l beschrieben wurde. Entsprechende Teile sind in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch mit dem Index"a"benannt.
Das Verfahren und die Einrichtung, die in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurden, umfassen die Verwendung von zwei Brecherzweigen, nämlich eines Brecherzweiges, der das Sieb 63, den rotierenden Schlagbrecher 68 und das Sieb 70 enthält, und eines andern Brecherzweiges, der das Sieb 72, den rotierenden Schlagbrecher 77 und das Sieb 79 enthält. Wenn die Menge des zu behandelnden Stahlwerkabfalles die anfängliche Investierung, die für eine Anlage erforderlich ist, wie sie in Fig. 2 aufgezeigt ist, nicht rechtfertigt, dann kann eine Anlage verwendet werden, die einen einzigen Brecherzweig, d. h. ein Sieb 12, einen rotierenden Schlagbrecher 14 und ein Sieb 16, enthält. Eine solche Anlage mit einem einzigen Brecherzweig ist in Fig. l dargestellt.
In der Anlage gemäss Fig. l sind zwei Trichter 28b und 29b vorgesehen, um Schlacke und Rückstände von 1, 9 bis 7,6 cm-Maschengrösse bzw.-1, 19 cm-Maschengrösse aufzuspeichern. Wie ersichtlich, hat das Walzensieb 12 eine Durchgangsgrösse von 7,6 cm, so dass jedweder Anteil des ursprünglichen Abfalles, der unterhalb einer 7,6 cm-Maschengrösse liegt, nicht zu dem Schlagbrecher 14 zur Behandlung geführt, sondern unmittelbar zur magnetischen Trennung durch die Magnetscheider 22 und 23 abgezweigt wird. Der magnetische Anteil wird abgetrennt und dem Sieb 24 zugeführt und dann der magnetischen Konzentrie-
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Trichtern 28b und 29b gespeichert werden.
In einigen Fällen sind diese nichtmagnetischen klassierten Teilchen als Zuschlagstoff für Bauzwecke wertvoll und bilden ein verkaufsfähiges Erzeugnis ohne weitere Behandlung. In andern Fällen wird das 1, 9 - 7, 6 cm-Material, als Flussmittel in Hochöfen des Stahlwerkes verlangt. Die klassierte Schlacke ersetzt einen Teil des gewöhnlich verwendeten Kalksteins und trägt weiterhin zu dem Metallgehalt eines Möllers bei. Das feinere Material kann als feiner Zuschlagstoff benutzt oder zur Verwendung als Bodenzusatz präpariert werden.
Die magnetischen Ruckstände aus der magnetischen Konzentrierungsvorrichtung 39 und der nichtmagnetische Anteil des rückzuführenden-1, 27 cm-Materials aus dem Walzenbrecher 48 werden ebenfalls an diese Speicherbehälter abgegeben, ebenso die nichtmagnetischen Anteile des-7, 6 cm-Materials, das lach dem Bearbeiten in dem Schlagbrecher 14 durch das Sieb 16 hindurchgeht.
Bei der Anlage, wie sie in Fig. l dargestellt ist, entwickelt sich das behandelte Material in fünf Klassen : Von der Rutsche 19 wird das reine magnetische Metall vom Klassierbereich 7, 6 - 30, 5 cm er- halten ; in dem Trichter 46 werden die metallischen Stoffe und Oxyde in dem Grössenbereich des 8-Maschensiebes bis-7, 6 cm abgesetzt, die für eine unmittelbare Beschickung in einem Hochofen geeignet sind ; in den Trichtern 28b und 29b befindet sich das oben erwähnte klassierte Zuschlag-oder Flussmittel ; und in dem Trichter 41 befinden sich die metallischen Stoffe und Oxyde der Durchläufe durch das 8-Maschensieb, welche zum Beschicken in einem Hochofen nach Sintern oder Agglomerieren geeignet sind.
Zusätzlich wird irgendwelches Metall von einer Stückengrösse oberhalb 30,5 cm von dem Sieb 10 erhalten und erforderlichenfalls weiterbehandelt, um ein Metall von-30, 5 cm bis Beschickungsmuldengrösse für die unmittelbare Wiederverwendung in dem offenen Herd zu schaffen.
In Fig. 2 ist das Schema für eine Anlage dargestellt, bei welcher für das Zuschlag- oder Flussmittel von grösserer Grösse keinerlei Absatzmöglichkeit gegeben ist, so dass das Hauptinteresse auf die Wiedergewinnung von möglichst viel Metall gerichtet ist. Die Kapazität der in Fig. 2 dargestellten Anlage ist auch grösser als diejenige gemäss Fig. 1, u. zw. zufolge des Umstandes, dass der erste Schlagbrecher bei der Anlage gemäss Fig. 2 reines Metall im 12, 7-3u,-t cin-Bereich liefert, während der Bereich bei der Anlage
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gemäss Fig. l auf 7, 6 - 30, 5 cm ausgedehnt ist. Der engere Bereich bei der Anlage gemäss Fig. 2 ermög- licht die Zufuhr von mehr Material je Stunde, wodurch der Anlage eine grössere Kapazität gegeben wird.
Während in Fig. l die nichtmagnetischen Schlacken unterhalb 7,6 cm unbehandelt bleiben, um einen Zuschlagstoff oder ein Flussmittel von verkaufbarer Grösse zu schaffen, wird gemäss Fig. 2 das gesamte Material von 2,5 bis 12,7 cm von dem Sieb 72 dem Schlagbrecher 77 zugeführt, um alle in diesem Grö- ssenbereich vorhandenen metallischen Stoffe oder Oxyde wiederzugewinnen.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Anlage ergeben sich sechs Klassen des Erzeugnisses : Von der Kugelfallzone wird reines Metall von 30,5 cm bis Beschickungsmuldengrösse erhalten; an der Stelle des Magneten C wird reines Metall mit 12, 7 - 30, 5 cm-Maschengrösse erhalten ; an der Stelle des Magneten D wird reines Metall mit 7, 6 - 12, 7 cm-Maschengrösse erhalten ; an dem Abgabeende des Förderers 44a werden metallische Stoffe und Oxyde in einer Grösse entsprechend einem 8-Maschensieb bis 7,6 cm erhalten, die für die unmittelbare Verwendung in einem Hochofen geeignet sind ; an dem Abgabeende des Förderers 40a werden metallische Stoffe und Oxyde in einer Grösse entsprechend dem Durchgang durch ein 8-Maschensieb erhalten, welche nach dem Sintern als Beschickungsmaterial für einen Hochofen geeignet sind ;
und in dem Trichter 87 werden Schlacke und-Rückstände mit-2, 5 cm-Maschengrösse erhalten, welche einen Wert als Feinzuschlagstoff oder Bodenzusatz haben. In fein gemahlener Form verbessert dieses Material den Zustand des Bodens zufolge der Tatsache, dass es hauptsächlich aus Kalk besteht, welcher in loser chemischer Verbindung mit Eisen, Silizium und Mangan steht. Dieser Kalk bleibt in einer stabilen, beinahe neutralen Form, er "verbrennt" nicht wie gewöhnlicher Kalk für landwirtschaftliche Zwecke, und wandelt sich auch nicht in die Carbonatform um. Das Eisen, das Mangan und der Phosphor, die in beträchtlichen Mengen vorhanden sind, sind ebenfalls für die Chemie des Bodens von Nutzen, ebenso wie die Spurenelemente, wie Nickel, Kupfer, Kobalt u. a., die in der Schlacke enthalten sind.
Die rotierenden Schlagbrecher 14 und 52 der Anlage gemäss Fig. l und die Schlagbrecher 68, 77 und 52a der Anlage gemäss Fig. 2 sind alle von gleichem Typ.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Verfahren zum Wiedergewinnen von im wesentlichen reinen Metallstücken eines ausgewählten
Grössenbereiches aus einem Abfall, der aus einer Mischung von Stoffen besteht, wie sie z. B. in einem
Stahlwerkabfall enthalten sind und der Metallstücke, zerbrechliches magnetisches Material, wie End- oder Feinschlacke, und zerbrechliches nichtmagnetisches Material, wie Vorlauf- oder Abstichschlacke, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall mit genügender Kraft geschlagen wird, um das gesamte zerbrechliche magnetische Material und wenigstens einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Ma- terials auf eine maximale Grösse aufzubrechen, die unterhalb des Minimums des ausgewählten Grössenbereiches liegt und um die Metallstücke des ausgewählten Grössenbereiches im wesentlichen rein zu machen,
und dass der geschlagene Abfall durch Klassierung in einen Anteil kleinerer Stückgrösse (Durchläufe), der das gesamte aufgebrochene zerbrechliche magnetische Material und wenigstens einen Teil des zerbrechlichen nichtmagnetischen Materials enthält, und einen Anteil grösserer Stückgrösse (Rückstände), der die im wesentlichen reinen Metallstücke des ausgewählten Grössenbereiches enthält, getrennt wird, wonach die Rückstände, falls sie sowohl magnetische als auch nichtmagnetische Materialien enthalten, einer magnetischen Trennung unterworfen werden.
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Process for recovering metal from waste
The invention relates to a method for recovering substantially pure pieces of metal and magnetic oxides of a selected classification area or several classification areas from a waste which contains a mixture of materials as found in waste
Steel mills are found.
The mixed waste, as it arises in steelworks, can practically at most be used as filler material, but certain components have an economic value if they are sufficiently of
Impurities can be separated and cleaned. The total economic value of the waste material does not depend. It depends only on the amount of the desired material that has been separated from the unwanted waste, but also on the completeness of the separation of one valuable component from another and the amount of the remaining impurities.
Therefore, one of the purposes of the invention is to provide a method by which substantially all of the valuable components of steel mill waste can be recovered in such a way that they are separated from one another and are substantially free of contaminants.
The composition of the waste in a steelworks changes from day to day, but it mainly consists of steelmaking slag, cleaning material from casting devices, lining stones for ladles and furnaces, bottom material from annealing pits, mill scale and some free scrap metal pieces.
The slag used to make steel is the main component of the material to be treated. They can generally be divided into two types according to their function in the steelmaking process. The leading or withdrawal slag is withdrawn from the furnace or boiler during the smelting and refining process and contains the majority of the impurities that were driven out of the molten metal during the first refining stages. The tapping or fine slag flows out of the furnace after the molten metal has been tapped at the end of the refining process and contains smaller amounts of impurities that are released from the metal after the preliminary slag has been drawn off.
The cleaning materials of the pouring devices contain mixtures of steelmaking slugs plus an amount of steel that has been spattered in the course of the furnace flushing, furnace tapping and ingot pouring, as well as a small amount of the heat-resistant lining material of the furnace and the ladle. Large quantities of used heat-resistant materials arise during repair and replacement work on the oven and pans. Depending on their origin, these refractory materials can contain significant amounts of steel or other adherent and recoverable metallic material.
The. Soil material for annealing pits consists of the originally introduced coke dust, which was contaminated with tinder (magnetic iron oxides) from the heated cast bars and sometimes with heat-resistant materials from the pit itself while the pit was working. In some high temperature annealing pits, the cast ingots are heated to a temperature that melts (or "washes out") the exterior of the ingot and this mixture of molten steel and oxide is incorporated into the discarded soil material.
During the repeated heating and rolling processes, large amounts of steel are lost in the form of scale, which consists of iron oxides that are formed when the hot steel is exposed to the oxygen in the air. Loss of scale can be 3-5'lu of the weight of the ingot. The scale is periodically extracted from the tempering pits, the flat rolling mill boxes, the plate heating furnaces and the
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Heating roller mill boxes removed. It is desirable to recover this scale because it is of value as an oxidizer in steelmaking processes or as a metallic charge for blast furnaces.
Open hearth slag is a dense, magnetic, frangible material that generally does not contain trapped pieces of metal. In the molten state it exists for
Mainly from molten limestone in combination with impurities such as phosphorus (calcium phosphates) and. Silicon (calcium silicates), and dissolved iron oxides. When cooling down, the dissolved
Iron oxides tend to concentrate or clump together as the mixture solidifies. This creates a solid slag which contains parts with a high concentration of iron oxides and other parts with a lower iron oxide content.
The parts with a high iron oxide content are strongly magnetic, contain very little phosphorus or silicon impurities and form valuable additives for the furnace of a blast furnace. Conversely, the parts that contain less iron oxides are less magnetic and heavily contaminated with phosphorus, silicon and other substances that are extremely undesirable in blast furnace operation. If finished or fine slag for open stoves (martin furnaces) is broken up and treated as described below, the desired
Parts which contain the bulk of the iron oxides, from the undesired parts which the
Contain impurities, separated and recovered.
In contrast, open hearth slag is non-magnetic, porous and fragile, but less fragile than fine slag. It contains small trapped particles of free steel and has a higher phosphorus content than fine slag. It is desirable to reclaim the free steel by releasing it from its bond with the preliminary slag and separating it from the contaminating high phosphorus slag particles. If a gout, which contains both fine slag and pre-run slag, is processed by means of a beating process, the relative toughness of the pre-run slag causes its whipped particles to have a larger average size than the whipped particles of the fine slag.
Slags formed during steelmaking operations using Thomas converters and other similar pneumatic processes resemble open hearth slags in physical properties and chemical content.
The waste from a steel mill in the state as received from the steel mill can be divided into magnetic and non-magnetic material for the purpose of explaining the invention. The magnetic material can also be divided into a non-breakable part (pieces of metal to be recovered) and a highly fragile part (fine slags and magnetic iron oxides).
The non-magnetic part can be divided into a breakable part and a non-breakable part. Leading slag, tapping slag and heat-resistant materials used fall into the class of non-magnetic, fragile materials. Pieces of non-magnetic metals, e.g. Stainless steel, brass, and copper fall into the class of non-magnetic, non-breakable materials.
Processes for recovering metals have become known, in which the waste as it arises and u. a. contains magnetic fine slag and non-magnetic preliminary slag, is subjected to magnetic separation. Such a method is unsatisfactory in that the magnetic separation from the waste removes impure magnetic metal pieces to which both types of slag adhere, and further removes magnetic slags and magnetic oxides, so that the separated magnetic fraction forms a contaminated mixed product, the value of which is much lower than the value of the individual components in themselves.
The invention provides a method for recovering substantially pure metal pieces of a selected size range from a scrap consisting of a mixture of substances such as are found, for example, in the scrap of steelworks, and the metal pieces, fragile magnetic material such as fine slag, and fragile Contains non-magnetic material such as pre-run slag.
The method consists in striking the waste with sufficient force to break up all of the fragile magnetic material and at least a portion of the fragile non-magnetic material to a maximum piece size that is below the minimum of the selected size range, and around the pieces of metal to make the selected size range substantially pure, and that the waste subjected to the beating process by classifying it into a fraction of smaller lump size (passes) which contains all of the broken, fragile magnetic material and at least a portion of the fragile non-magnetic material, and a portion of
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larger piece size (residues),
which contains the essentially pure metal pieces of the selected size range, after which the residues, if they contain both magnetic and non-magnetic materials, are subjected to magnetic separation.
In this way, when carrying out the invention, two separate and different physical properties (fragility and magnetic absorption capacity) of the treated substances are made use of in order to achieve the separation of the valuable constituents from the rest of the treated waste. Instead of just using the relative magnetic capacities of the various materials to try to separate them, the invention combines this magnetic separation with a separation based on the relative frangibility properties of the materials in question in a particular order as described below based to more fully preserve the valuable contents of the waste.
Not only is more valuable material recovered from a given amount of waste, but these valuable components are also more completely separated from one another and are less contaminated with undesirable substances.
In the following, the practical implementation of the invention is explained using a simplified example to which the invention is not limited.
For the sake of simplicity, it should be assumed that the waste to be treated contains only the following components:
1. pieces of steel to be recovered (non-breakable material),
2. Fine slag (fragile magnetic material) and
3. Pre-run slag (fragile non-magnetic material).
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are recovered, the waste is beaten in a hammer mechanism with such a force that all of the fine slag contained therein and at least part of the initial slag up to a maximum
Size is broken which is below the 7.6 cm mesh size, so that in the range of 7.6 to
30.5 cm mesh size there are mainly practically pure metal pieces.
Even if the initial slag is not broken up as strongly as the fine slag due to its greater toughness, the impact force can be regulated in such a way that after breaking up some, if not all, of it
Slag is comminuted to a smaller particle size than the selected lower classification limit of 7.6 cm. A sieve now separates the crushed waste into a passage of less than 7.6 cm mesh size, which contains all of the crushed fine slag and - depending on the impact force used - all or part of the initial slag, and a residue of 7.6 to 30, 5 cm mesh size, which contains the essentially pure metal pieces and, if necessary, part of the initial slag.
If leading slag is still present, this residue is treated in a magnetic separator in order to separate the practically pure steel pieces from the remains of the non-magnetic leading slag.
So although waste is assumed, which pieces of steel (magnetic). Containing fine slag (magnetic) and pre-run slag (non-magnetic), the inventive combination of crushing to a suitable piece size and subsequent sieve classification ensures that the sieve residue no longer contains any magnetic material apart from the steel pieces to be extracted, the magnetic fine slag from the magnetic steel pieces without use separated by magnetic separation. If, on the other hand, the waste would be subjected to magnetic separation prior to breaking up or prior to classification according to the size of the pieces, as z.
As is known from British patent specification No. 737,756, for example, the separated magnetic component would not only contain pieces of steel, but would be contaminated by the magnetic fine slag. The method according to the invention therefore provides for a breakup, followed by a size classification, and these two stages must be carried out before each magnetic separation.
. Smaller mesh sizes are determined by the number of mesh openings per 2.5 cm (linear) For example, an 8-mesh screen has 8 mesh openings of 2.5 cm each, and each opening has a side length of slightly less than 0.3 * cm.
Two embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing, for example. FIG. 1 shows a schematic top view of an embodiment of a device which is suitable for carrying out the method. Fig. 2 is a similar view of another embodiment.
The item to be treated is a waste that contains a mixture of substances, such as those found in steel mill waste, the non-breakable magnetic material (pieces of metal),
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of metal, e.g. B. stainless steel, brass or copper) contains.
In the embodiment of FIG. 1, this waste is placed on a sieve 10, which has a grid wire spacing of 30.5 cm, so that it allows material with a -30.5 cm mesh size to fall into a funnel (not shown) and material with it +30.5 cm mesh size. The +30.5 cm mesh size remaining on the sieve is subjected to a beating effect by a crane carrying a magnet, which breaks most of this material to a -30.5 cm mesh size, so that it passes through the sieve falls into the funnel with the material originally passed through.
Any +30.5 cm mesh that cannot be broken by this process is sufficiently magnetic that the magnetic crane can move it from the sieve to a point where it is prepared for shipment to the factory.
The mixed material with a 30.5 cm mesh size located in the funnel is fed to a conveyor 11 at constant speed by means of a bucket elevator (not shown). The conveyor 11 conveys the waste material with -30.5 cm mesh size to a roller screen marked 12 with a 7.6 cm mesh size, where it is in.
Residues of 7.6 to 30.5 cm mesh size and passageway
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a revolving hammer mechanism 14, where sufficient impact force is exerted on them to break up all of the fragile magnetic material and at least a portion of the fragile non-magnetic material to a maximum size that is below the minimum of the selected classification range (7, 6 - 30, 5 cm mesh size) and to make the metal pieces of the selected size range essentially clean.
The scrap subjected to the beating process is conveyed by a conveyor 15 to a roller screen, indicated at 16, of 7.6 cm mesh size, where it is separated into residues and flows.
The passes contain all of the broken, fragile magnetic material and some or all of the broken, fragile non-magnetic material, depending on the impact force used in the striking mechanism 14.
The residues contain the essentially pure metal of the selected classification range, and they may or may not contain some of the fragile non-magnetic material depending on the impact force used in striking mechanism 14. The residues are brought onto a conveyor belt 17 which, if the residues from the sieve 16 contain both magnetic and non-magnetic material, has a magnetic roller 18 at the head end to separate the material delivered to it into a magnetic and a non-magnetic portion.
The magnetic component, which consists of the essentially pure magnetic metal pieces of the selected size, is branched off by means of a slide 19 into a wagon for shipment to the rolling mill or deposited on the ground for later removal.
The non-magnetic portion of the beaten and sized material is not influenced by the magnetic roller 18 of the conveyor belt 17 and is diverted by means of a chute 20 to the conveyor 11 for further treatment. Any substantially pure non-magnetic metal pieces present are manually removed from chute 20 and deposited in a separate location.
If the debris from the screen 16 does not contain a fragile non-magnetic material, the magnetic roller 18 separates the substantially pure magnetic metal pieces from the substantially pure non-magnetic metal pieces. The essentially pure non-magnetic pieces of metal are not fed back into the plant and the chute 20 is modified accordingly in order to deposit the material in a separate location. If the residue from the sieve 16 does not contain any non-magnetic material, the magnetic roller 18 is not used and all of the substantially pure magnetic metal is diverted from the conveyor belt 17 to the chute 19.
In a corresponding manner, if the residues from the sieve 16 do not contain any magnetic material, the magnetic roller 18 can be omitted.
The passes from the roller screen 12 and the passes from the roller screen 16 are fed to magnetic separators 22 and 23 by means of a conveyor 21. The magnetic separator 22 is a cross-belt magnetic device, while the magnetic separator 23 has a magnetic head roller. The magnetic separator 22 separates magnetic material from the waste on the conveyor 21 and applies the magnetic material separated in this way to a vibrating sieve with a mesh size of 1.27 cm, indicated by 24, as indicated by the arrow 25. The magnetic separator 23 separates magnetic material
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material from the waste located on the conveyor 21 and also transfers the magnetic material separated in this way onto the sieve 24, as is indicated by the arrow 26.
The non-magnetic material not removed from the waste by the magnetic separators 22 and 23 is discharged onto a vibrating sieve, denoted by 27, of 1.9 cm mesh size. The sieve residues, which have a mesh size of 1.9 to 7.6 cm, are conveyed by a conveyor belt 28 to a hopper 28b, and the sieve passages, which have a mesh size of less than 1.9 cm, are passed through a conveyor belt 29 is conveyed to a hopper 29b.
The passages from the sieve 24 (-1, 27 cm mesh size) are, as indicated by the arrow 30, discharged onto a conveyor 31 which transports the material on it through a rotary dryer 32. The material exiting the dryer 32 is conveyed by a conveyor 33 and a mesh screen 34. The passes from the sieve 34 are discharged onto a conveyor belt 35, as indicated by the arrow 36, and the residues from the sieve 34 are discharged onto a conveyor belt 37, as indicated by the arrow 38. The conveyor belt 35 delivers the material located on it to a magnetic concentrating device 39, which separates the material into a more highly magnetic product, which contains pure metal particles and magnetic oxides, and a less magnetic part.
The higher magnetic product is conveyed by a conveyor belt 40 from the concentrating device 39 to a storage hopper 41. The lower magnetic part from the
Concentration device 39 is conveyed to conveyor belt 29 by conveyor belt 42.
The residues from the sieve 34 are conveyed by the conveyor 37 to a magnetic concentrator 43, which separates them into a higher magnetic product containing pure metal particles and magnetic oxides and a lower magnetic part. The higher magnetic product is conveyed by a conveyor 44 from the magnetic concentrator 43 to a conveyor belt 45 which conveys the product to a storage hopper 46.
The low magnetic part from the magnetic concentrating device 43 is conveyed to a roller breaker by a conveyor belt 47; 48 which has a 0.3 cm roller clearance to break magnetic particles and release them therefrom. The broken up material is of the
Roll crusher 48 is conveyed away by conveyor belt 49 and delivered onto conveyor hand 21 for reprocessing which includes magnetic treatment to recover additional magnetic particles therefrom.
The residues from the sieve 24 are discharged onto a conveyor 50, as indicated by the arrow 51, and this conveyor belt transports the material located on it to a rotating hammer mechanism 52 which exerts sufficient impact force on the material to remove its fragile portion to break up to a maximum size that is effectively smaller than the maximum size of the pieces of metal contained in it. The beaten material coming from the hammer mechanism 52 is delivered by a conveyor belt 53 to a vibrating screen 54 in order to separate from it the metal pieces of a size between the maximum size of the metal pieces and the maximum size of the broken fragile content. In this particular case, the sieve 54 has a mesh size of 1.27 cm.
The residues from the sieve 54 migrate onto the conveyor belt 45, as is indicated by the arrow 55, and are discharged into the hopper 46 by the conveyor belt 45. The passages from the screen 54 are discharged onto the conveyor belt 49, as indicated by the arrow 56, and are conveyed onto the conveyor belt 21 for re-treatment.
According to FIG. 2, the waste as received from the factory is conveyed into a receiving hopper 60 by a grab crane. From the funnel 60, the material is passed over a roller screen, designated 61, of 30.5 cm mesh size, which allows the waste of less than 30.5 cm mesh size to pass through and the waste of more than 30.5 cm mesh size as Releases residue that falls into a ball fall zone. This larger mesh material is impacted in the usual manner by falling balls to break away any breakable material adhering to the metal and to break up any breakable pieces of large size which may contain metal.
After processing by falling balls, apparently pure metal of the size of the loading trough is picked up by the magnet of the falling ball crane and transported to the magazine of the open hearth for dispatch. Pure metal, which is too big for an open stove to be loaded, is crushed to the size of the loading tray by means of an oxygen flame and also transported away for shipping. The material which remains in the ball fall zone is returned to the receiving hopper 60 by the crane after breaking, where the larger part is guided as a passage through the roller screen 61 to a container (not shown) in order to be able to with the previously passed material from less than 30.5 cm mesh size treated too
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will.
A bucket conveyor, which is arranged below the outlet of the container, deposits the material of -30.5 cm mesh size on a conveyor 62 at a controlled speed. The conveyor belt 62 transports the mixed waste to a roller screen, designated 63, with a mesh size of 7.6 cm, which separates the material into residues and passages. The residues are removed by a
Slide 64 is guided onto a conveyor belt 65, while the runs are guided through a slide 66 onto a conveyor belt 67.
The conveyor belt 65 transports residues from the sieve 63 to a rotating hammer mechanism 68,. which exerts sufficient impact force on the material to break up the entire fraction of the fragile magnetic material to a maximum size, which is below the minimum of the classification range for the metal pieces (12.7 to 30.5 cm) for the Wie - the recovery has been selected at this stage, and to make the metal pieces of the selected classification area essentially clean. The beating process also crushes a part or the
The total of the fragile non-magnetic material to a maximum size, which is also below the minimum of the selected classification range.
The beaten waste coming from the impact crusher 68 is conveyed by means of a conveyor belt 69 to a roller screen marked 70 with a mesh size of 12.7 cm, where it is broken down into residues and
Runs is separated. The passes contain all of the fragile magnetic material of the original waste and also contain some or all of the original fragile non-magnetic content depending on the impact force that has been used in the breaker 68. The residues contain the essentially pure metal of the selected size range (12.7-30.5 cm) and may or may not contain some of the original fragile non-magnetic material depending on the impact force used in the impact breaker 68.
The
Residues are carried by a belt 71 to a location suitable for storage and deposited on the floor by means of a slide (not shown). When the residue from the sieve
70 contain both magnetic and non-magnetic materials, a crawler crane (not shown) having a magnet C is used to separate the pure magnetic metal from 12.7 to -30.5 cm mesh size and to send it to the rolling mill loaded while the non-magnetic material remains. This non-magnetic material is returned to the receiving funnel 60 in order to be further comminuted, if necessary after examination for material that is still usable.
The passes from the roller screen 70 and the passes from the roller screen 63 are transferred by the conveyor 67 to a 2.5 cm mesh screen, designated 72, where they are divided into debris (2.5 to 7.5 cm) and passes (-2.5 cm) can be classified. The residue is deposited on a conveyor 73 by a chute 74 and the runs are directed by a chute 76 to a conveyor belt 75.
The residues are conveyed by the conveyor belt 73 to a rotating impact breaker 77, where they are subjected to sufficient force to break the entire fragile magnetic fraction to a maximum size, which is below the minimum of the metal piece size range (7.6 to -12.7 cm ) which has been drilled out for recovery at this stage and to render the metal pieces of the selected classification area substantially clean. Some or all of the fragile non-magnetic material is broken up to a maximum size which is also below the minimum of the selected classification range for that stage.
The beaten waste coming from the breaker 77 is conveyed by a conveyor 78 to a roller screen, designated 79, of 7.6 cm mesh size, where it is separated by classification into residues and passes. The passes contain all of the broken fragile magnetic material and also some or all of the broken fragile non-magnetic material depending on the impact force used in the impact breaker 77. The residues contain the essentially pure metal of the selected classification range (7.6 to -12.7 cm) and, depending on the impact force used in the impact breaker 77, may contain some of the broken-up fragile non-magnetic material.
The debris from the screen 79 is carried by a conveyor belt 80 to a storage location and deposited on the floor. If the residue from the screen 79 contains both magnetic and non-magnetic materials, a crawler crane (not shown) having a magnet D is used to separate the pure magnetic metal from 7.6 to -12.7 cm mesh size and for the Charging the shipment to the processing facility while the non-magnetic material remains. This non-magnetic material can be sorted by hand according to material still to be used or returned to the receiving funnel 60 for further treatment.
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The passes (-2.5 cm) obtained from the vibrating screen 72 and the passes (-7.6 cm) obtained from the roller screen 79 are fed by the conveyor belt 75 to magnetic separators 81 and 82 to be magnetically separated. The magnetic separator 81 is a transverse belt magnetic device, while the magnetic separator 82 has a front magnetic roller.
The magnetic separator 81 separates magnetic material from the waste located on the conveyor belt 75 and discharges the magnetic material separated in this way onto a sieve 83, as indicated by the arrow 84. The magnetic separator 82 separates magnetic material from the waste located on the conveyor belt 75 and also discharges the magnetic material separated in this way onto the sieve 83, as indicated by the arrow 85. The non-magnetic material not removed from the waste by the magnetic separators 81 and 82 is deposited on a conveyor belt 86 and conveyed to a hopper 87.
The magnetic material on the sieve 83 is then treated in the same way, in order to magnetically concentrate it, as was described in connection with the magnetic material on the sieve 24 of the embodiment according to FIG. Corresponding parts are labeled with the same reference numerals in FIG. 2, but with the index "a".
The method and apparatus described in connection with FIG. 2 involves the use of two breaker branches, one breaker branch which includes screen 63, rotating breaker 68 and screen 70, and another breaker branch which includes the screen 72, the rotating breaker 77 and the screen 79 contains. If the amount of steel mill waste to be treated does not justify the initial investment required for a plant such as that shown in FIG. 2, then a plant which has a single crusher branch, i.e. H. a screen 12, a rotating breaker 14 and a screen 16 contains. Such a system with a single breaker branch is shown in FIG.
In the system according to FIG. 1, two funnels 28b and 29b are provided in order to store slag and residues with a mesh size of 1.9 to 7.6 cm or a mesh size of 1.19 cm. As can be seen, the roller screen 12 has a passage size of 7.6 cm, so that any portion of the original waste that is below a 7.6 cm mesh size does not lead to the breaker 14 for treatment, but directly to the magnetic separation by the Magnetic separator 22 and 23 is branched off. The magnetic component is separated and fed to the sieve 24 and then the magnetic concentration
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Funnels 28b and 29b are stored.
In some cases, these non-magnetic sized particles are valuable as aggregates for building purposes and form a salable product without further treatment. In other cases, the 1, 9 - 7, 6 cm material is required as a flux in the blast furnace of the steel mill. The classified slag replaces some of the commonly used limestone and further contributes to the metal content of a slag. The finer material can be used as a fine aggregate or prepared for use as a soil additive.
The magnetic residues from the magnetic concentrating device 39 and the non-magnetic portion of the 1.27 cm material to be returned from the roll crusher 48 are also transferred to these storage containers, as are the non-magnetic portions of the 7.6 cm material that was processed in the breaker 14 passes through the screen 16.
In the installation as shown in FIG. 1, the treated material develops into five classes: The pure magnetic metal is received from the chute 19 from the classifying area 7, 6 - 30, 5 cm; in the funnel 46 the metallic substances and oxides in the size range of the 8-mesh sieve up to -7.6 cm are deposited, which are suitable for direct charging in a blast furnace; The above-mentioned classified aggregate or flux is located in the hoppers 28b and 29b; and in the hopper 41 are the metallic substances and oxides of the passages through the 8-mesh screen, which are suitable for loading in a blast furnace after sintering or agglomeration.
In addition, any metal above 30.5 cm in size is obtained from the screen 10 and further treated if necessary to create a 30.5 cm to hopper size metal for immediate reuse in the open hearth.
In Fig. 2 the scheme for a system is shown in which there is no market for the aggregate or flux of larger size, so that the main interest is directed to the recovery of as much metal as possible. The capacity of the system shown in FIG. 2 is also greater than that according to FIG. zw. Due to the fact that the first breaker in the system according to FIG. 2 delivers pure metal in the 12, 7-3u, -t cin area, while the area in the system
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according to Fig. 1 is expanded to 7.6-30.5 cm. The narrower area in the system according to FIG. 2 enables more material to be fed in per hour, which gives the system a greater capacity.
While in Fig. 1, the non-magnetic slag below 7.6 cm are left untreated to create an aggregate or flux of salable size, according to FIG Impact breaker 77 is supplied in order to recover all metallic substances or oxides present in this size range.
The system shown in FIG. 2 results in six classes of product: Pure metal from 30.5 cm to the size of the loading trough is obtained from the ball falling zone; pure metal with a mesh size of 12.7-30.5 cm is obtained in place of the magnet C; in the place of the magnet D, pure metal with a mesh size of 7.6-12.7 cm is obtained; At the discharge end of the conveyor 44a, metallic substances and oxides are obtained in a size corresponding to an 8-mesh screen up to 7.6 cm, which are suitable for direct use in a blast furnace; at the discharge end of the conveyor 40a, metallic substances and oxides are obtained in a size corresponding to the passage through an 8-mesh screen, which after sintering are suitable as feed material for a blast furnace;
and slag and residues with a mesh size of 2.5 cm, which have a value as fine aggregate or soil additive, are obtained in the hopper 87. In finely ground form, this material improves the condition of the soil due to the fact that it consists mainly of lime, which is in loose chemical association with iron, silicon and manganese. This lime remains in a stable, almost neutral form, it does not "burn" like normal lime for agricultural purposes, and it does not change into the carbonate form. The iron, manganese and phosphorus, which are present in considerable quantities, are also useful for soil chemistry, as are trace elements such as nickel, copper, cobalt and the like. a. contained in the slag.
The rotating breakers 14 and 52 of the system according to FIG. 1 and the breakers 68, 77 and 52a of the system according to FIG. 2 are all of the same type.
PATENT CLAIMS;
1. Method of recovering substantially pure metal pieces of a selected one
Size range from a waste, which consists of a mixture of substances, such as. B. in one
Steel mill scrap are contained and the pieces of metal, fragile magnetic material such as tail or fine slag, and fragile non-magnetic material such as starting or tapping slag, characterized in that the waste is struck with sufficient force to remove all of the fragile magnetic material and at least to break part of the fragile non-magnetic material to a maximum size which is below the minimum of the selected size range and to make the metal pieces of the selected size range essentially clean,
and that the beaten waste is classified into a smaller piece size fraction (runs) which contains all of the broken fragile magnetic material and at least a portion of the fragile non-magnetic material, and a larger piece size fraction (residues) which contains the essentially pure metal pieces of the selected Contains size range, is separated, after which the residues, if they contain both magnetic and non-magnetic materials, are subjected to a magnetic separation.