DE102004005535A1

DE102004005535A1 - Process for separating slag into a metal fraction, an intermediate material fraction and a granular mixed fraction comprises crushing the slag and sieving, separating into two fractions, and injecting one fraction into a shaking device

Info

Publication number: DE102004005535A1
Application number: DE200410005535
Authority: DE
Inventors: Jean Montréal Brodeur
Original assignee: TROCAN Inc
Current assignee: TROCAN Inc
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2004-08-05
Also published as: BE1015890A6; CA2418020A1; CA2418020C

Abstract

Process for separating slag into a metal fraction, an intermediate material fraction and a granular mixed fraction comprises crushing the slag and sieving and recovering slag with a diameter of less than 20 mm, separating the recovered slag into a first fraction with a diameter of more than 2 mm and a second fraction with a diameter of less than 2 mm, and injecting the first fraction into a shaking device to separate the first fraction into a metal fraction, an intermediate material fraction and a granular mixed fraction.

Description

TECHNISCHES FACHGEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Aufbereitung von Stahlschlacke mit Hilfe eines Schüttelsystems zur Rückgewinnung der Metallfraktion ohne Änderung der physikalischen Eigenschaften sowohl des Metallkonzentrats als auch des restlichen Korngemischs.The present invention relates processing of steel slag with the help of a shaking system for recovery the metal fraction with no change the physical properties of both the metal concentrate and also the rest of the grain mixture.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Bei der Stahlerzeugung entsteht ein Rückstand, der Schlacke genannt wird. Dieses Nebenprodukt besteht aus den beim Schmelzprozess zugegebenen Zuschlagstoffen wie Kalk, Schlackenbildner, usw., Rohstoffverunreinigungen und begrenzten Mengen Metall, das in der Schlacke eingeschlossen ist.When steel is produced, a Residue, the slag is called. This by-product consists of the at Additives such as lime, slag formers, etc., added to the melting process Raw material contaminants and limited amounts of metal in the Slag is included.

Die Aufbereitung von Rückständen aus der Stahlerzeugung wird gefordert, um die Deponierung dieser Substanzen und damit verbundene Umweltprobleme zu vermeiden. Ob eine Schlackebehandlung möglich ist, hängt von dem in der Schlacke enthaltenen Metallgehalt, den Kosten einer möglichst weitgehenden Metallrückgewinnung und den Möglichkeiten einer rentablen Verwertung des restlichen Korngemischs ab.Processing residues Steel production is required to landfill these substances and avoid related environmental problems. Whether a slag treatment possible is depends of the metal content contained in the slag, the cost of one as far as possible Metal recovery and the possibilities a profitable utilization of the remaining grain mixture.

Mit der Zunahme der Stahlerzeugung aus Schrott entwickelt sich das aus der Schlacke rückgewonnene Metall zu einem wertvollen Rohstoff für die Stahlhersteller. Die bestehenden Rückgewinnungstechnologien bestehen aus Sieb- und magnetischen Trennvorgängen oder Feinvermahlung und Rückgewinnung durch physikalische Trennung.With the increase in steel production from scrap, what is recovered from the slag develops Metal as a valuable raw material for steel manufacturers. The existing recovery technologies consist of sieving and magnetic separation processes or fine grinding and reclamation through physical separation.

Die Rückgewinnung mit Hilfe von magnetischen Mitteln stellt einen einfachen und kostengünstigen Prozess dar, der außerdem die weitere Verwendung des Rest produkts als Korngemisch für das Bauwesen ermöglicht. Die dabei erzielte Rückgewinnungsrate ist jedoch gering: der Metallgehalt des rückgewonnenen Konzentrats (0–20 mm) liegt durchschnittlich bei 50% und die Qualität des Korngemischs entspricht nicht den anerkannten Standards.Recovery with the help of magnetic Averaging is a simple and inexpensive process that also further use of the rest of the product as a grain mixture for the building industry allows. The recovery rate achieved is however low: the metal content of the recovered concentrate (0-20 mm) is on average 50% and the quality of the grain mixture corresponds not the recognized standards.

Der Nassmahlprozess ermöglicht eine höhere Rückgewinnungsrate (von fast 99,5%) des in der Schlacke enthaltenen Metalls. Die Ausbeute an metallischem Konzentrat liegt im allgemeinen bei ungefähr 90 bis 92%. Dabei entsteht jedoch ein sehr feines feuchtes Korngemisch. Es handelt sich um einen kostenaufwändigen Prozess, da die gesamte Schlacke (100%) bis zu einem Durchmesser von weniger als 6 mm zerkleinert werden muss. Zweitens kann das fertige Korngemisch nur in begrenztem Maße weiterverwertet werden, da es sich um ein feuchtes und außerdem sehr feines Produkt handelt.The wet grinding process enables one higher Recovery rate (of almost 99.5%) of the metal contained in the slag. The yield metallic concentrate is generally about 90 to 92%. However, this creates a very fine, moist grain mixture. It is a costly process since the whole Crushed slag (100%) to a diameter of less than 6 mm must become. Second, the finished grain mixture can only be used to a limited extent Dimensions recycled be because it is a moist and also very fine product is.

Daher besteht bei der Schlackeaufbereitung ein Bedarf, das Metall möglichst weitgehend zurück zu gewinnen, ohne die physikalischen Eigenschaften des Korngemischs zu verändern, so dass es leicht verwertet und veräußert werden kann.Therefore there is a slag processing Need the metal if possible largely back to win without the physical properties of the grain mixture to change, so that it can be easily recycled and sold.

Schüttelsysteme eignen sich bekanntermaßen zur Auftrennung von Werkstoffen mit einer höheren Dichte und Stoffen mit einer geringeren Dichte. Häufig enthalten die Ablaufdiagramme der Kohlevorbereitung, der Erzaufbereitung und gelegentlich auch des Wertstoffrücklaufs einen Schüttelprozess als Trennschritt. Außerdem lässt sich das Schüttelsystem für diese spezielle Anwendung mit einer großen Anzahl von anderen Trennprozessen verbinden.Shaking systems are known to be suitable for Separation of materials with a higher density and substances with a lower density. Frequently contain the flow diagrams of coal preparation, ore processing and occasionally a return process of the material as a separation step. Moreover let yourself the shaking system for this special application with a large number of other separation processes connect.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Metallrückgewinnung zu maximieren und ein leicht zu vermarktendes Korngemisch zu wettbewerbsfähigen Kosten pro Tonne des Produkts herzustellen.The object of the present invention lies in metal recovery maximize and an easy to market grain mix at competitive cost per ton of product.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Zerkleinerung der Schlacke zu Bruchstücken mit einer Größe, die für die allgemeine Verwendung im Bauwesen geeignet ist (Korngröße von weniger als 20 mm). Anschließend wird die Schlacke in zwei Fraktionen aufgetrennt: eine Fraktion mit einer Korngröße von weniger als 2 mm und eine Fraktion mit einer Korngröße zwischen 2 und 20 mm.The present invention is based on the shredding of the slag into fragments with a size that for the general use in construction is suitable (grain size of less than 20 mm). Subsequently the slag is separated into two fractions: one fraction with a grain size of less than 2 mm and a fraction with a grain size between 2 and 20 mm.

Die Fraktion 2–20 mm wird in ein Schüttelsystem eingespeist. Das System ist so konstruiert, dass es jeweils ein Austragsgatter zur Entnahme des Metallkonzentrats und eines zur Entnahme des Zwischenguts enthält. Das restliche Korngemisch wird am Ende der Schüttelstrecke als Leichtprodukt entnommen.The 2–20 mm fraction is placed in a shaking system fed. The system is designed to be one at a time Discharge gate for removing the metal concentrate and one for Removal of the intermediate goods contains. The remaining grain mixture is a light product at the end of the shaking section taken.

Die Fraktion mit einer Korngröße von weniger als 2 mm wird in eine Feinstoffreinigungsstufe eingespeist, die aus einem Aufkonzentrierungsschritt, einer Kugelmühle und zwei Wasserentzugsschnecken besteht.The fraction with a grain size of less than 2 mm is fed into a fine material cleaning stage, the from a concentration step, a ball mill and there are two dehydration screws.

Bei diesem Aufkonzentrierungsschritt kann es sich um einen Schwerkraft- und/oder einen magnetischen Trennprozess handeln. Es können Aufstromabscheider, Wendeltrieure, herkömmliche Feinschüttelsysteme oder Schleuderfeinschüttelsysteme, Schütteltische sowie Niedrig- und Hochintensitäts-Magneten verwendet werden.In this concentration step can be a gravity and / or magnetic separation process act. It can Upflow separators, spiral drives, conventional fine shaking systems or centrifugal fine shaking systems, shaking tables as well as low and high intensity magnets be used.

Als Ergebnis wird bei dem Prozess ein aufgereinigtes Metall (Metallgehalt der Fraktion 0–20 mm über 95%), ein aufgereinigtes Korngemisch mit sehr niedrigem Metallgehalt in der Fraktion 1,5–20 mm und ein Sand mit einer Korngröße von 0–2 mm erhalten. Das Metall wird zur Stahlerzeugung zurückgeführt und das Korngemisch kann als Straßenbelag für Bauarbeiten vermarktet werden.As a result, the process a purified metal (metal content of the fraction 0-20 mm over 95%), a cleaned grain mixture with very low metal content in the fraction 1.5-20 mm and obtained a sand with a grain size of 0-2 mm. The metal is returned to steelmaking and the grain mixture can as a road surface for construction work be marketed.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSUMMARY THE DRAWINGS

1 stellt ein Prozessablaufdiagramm dar, das einen Überblick über den erfindungemäßen Prozess bietet, 1 represents a process flow diagram that provides an overview of the process according to the invention,

2 stellt ein Prozessablaufdiagramm dar, das die Trockentrennschritte des erfindungsgemäßen Prozesses wiedergibt, und 2 FIG. 4 shows a process flow diagram that shows the dry separation steps of the process according to the invention, and

3 stellt ein Prozessablaufdiagramm da, das die Nasstrennschritte des erfindungsgemäßen Prozesses wiedergibt. 3 FIG. 4 shows a process flow diagram that shows the wet separation steps of the process according to the invention.

BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Die folgende detaillierte Beschreibung, die beispielhaften Zwecken dient und keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung auf die beschriebenen Beispiele darstellt, wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen am besten verständlich.The following detailed description, serves the exemplary purposes and no limitation of present invention to the examples described, becomes best with reference to the accompanying drawings understandable.

Das bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel ist dem in den 1, 2 und 3 beschriebenen Prozess ähnlich, der fünf verschiedene Stufen enthält: The preferred exemplary embodiment according to the invention is shown in FIGS 1 . 2 and 3 similar process described, which contains five different stages:

Vor-Sieben und Klassifizieren:Pre-screening and classification:

Die Rohschlacke wird in mehreren Stufen zu einem Produkt mit einem Durchmesser von weniger als 20 mm zerkleinert. Je nach Durchwachsung von Schlacke und Metall muss die Schlacke bis zu einem Durchmesser von weniger als 10 mm zerkleinert werden. Mit Hilfe von verschiedenen bekannten Techniken, wie selektive Prallzerkleinerung, Sieben, Magnetabscheidung, Wirbelstrom- und induktive Abscheidung sowie Luftsetzung kann der Einsatzstoff für den Nasstrennprozess durch die Abtrennung von Vor-Konzentraten oder sogar freiem Metall vorbereitet werden (2).The raw slag is crushed in several stages to a product with a diameter of less than 20 mm. Depending on the growth of slag and metal, the slag must be crushed to a diameter of less than 10 mm. With the help of various known techniques, such as selective impact crushing, sieving, magnetic separation, eddy current and inductive separation as well as air settling, the feed material for the wet separation process can be prepared by separating pre-concentrates or even free metal ( 2 ).

Die Schlacke wird in einen Vorratsbunker eingespeist und mit einem Förderband zu einem Nassvorbereitungssieb befördert. Dabei wird die Schlacke in zwei Fraktionen klassifiziert: eine mit einem Durchmesser von weniger als 2 mm und eine mit einem Durchmesser zwischen 2 und 20 mm.The slag is fed into a storage bunker and with a conveyor belt conveyed to a wet preparation screen. In doing so, the slag classified into two fractions: one with a diameter of less than 2 mm and one with a diameter between 2 and 20 mm.

Auftrennung der Fraktion mit einer Korngröße über 2 mmSeparation of the fraction with a grain size over 2 mm

Die Fraktion 2–20 mm wird in das Schüttelgerät eingespeist, wo eine Auftrennung in drei Produkte erfolgt: ein Metallkonzentrat, das Zwischengut und das Korngemisch. Das Metallkonzentrat stellt das Endprodukt dar. Das Zwischengut wird zur Freisetzung des darin enthaltenen Metalls zum Zerkleinerer zurückgeführt. Das Korngemisch ist ein vermarktungsfähiges Produkt für Bauarbeiten.The fraction 2–20 mm is fed into the shaker, where there is a separation into three products: a metal concentrate, the intermediate goods and the grain mixture. The metal concentrate provides that The intermediate product is used to release the contained product Metal returned to the shredder. The Grain mixture is a marketable product for construction work.

Auftrennung der Fraktion mit einer Korngröße von weniger als 2 mmSeparation of the fraction with a grain size of less than 2 mm

Die Feinstofffraktion wird zu einem Zyklon geleitet und gelangt von diesem Zyklon entweder direkt zum Vermahlungsschritt oder in den Schwerkrafttrennprozess für die Sandfraktion der Schlacke. Als Alternative werden zur weiteren Anreicherung des Metalls und des Zwischenguts Aufstromabscheider, Wendeltrieure, Feinschüttelsysteme, Schüttelherde und/oder Niedrig- und Hochintensitäts-Magneten verwendet. Ein Leichtprodukt wird in Form einer aufgereinigten Schlacke abgetrennt und kann als Sandkorngemisch verwendet werden. Das Feinmetallprodukt wird mit dem Konzentrat aus dem Grobrüttler vereinigt. Bei diesem zusätzlichen Schwerkraftprozess gelangt lediglich das Zwischengut zum Mahlprozess, um das freigesetzte Restmetall zu gelieren. In 3 ist eine Alternative zur Aufbereitung der Sandfraktion in zwei getrennten Dichteverfahren dargestellt, eines für den groben und eines für den feinen Sand. Dieser Prozess kann notwendig sein, falls das Material eine sehr feine Durchwachsung aufweist und die Zerkleinerung für den Nassprozess bis hinab zu einem Durchmesser von z.B. 10 mm erfolgen muss.The fine fraction is passed to a cyclone and from this cyclone either goes directly to the grinding step or to the gravity separation process for the sand fraction of the slag. As an alternative, upstream separators, spiral drives, fine shaking systems, shaking ovens and / or low and high intensity magnets are used to further enrich the metal and the intermediate material. A light product is separated in the form of a purified slag and can be used as a sand grain mixture. The fine metal product is combined with the concentrate from the coarse vibrator. In this additional gravity process, only the intermediate material reaches the grinding process in order to gel the released residual metal. In 3 is an alternative to the preparation of the sand fraction in two separate density processes, one for the coarse and one for the fine sand. This process may be necessary if the material has a very fine growth and the crushing for the wet process has to take place down to a diameter of, for example, 10 mm.

Mahlen und Auftrennung der Feinstoffe und des ZwischengutsGrinding and Separation of fine materials and intermediate goods

Das im Schwerkraftabschnitt für Feinstoffe produzierte Zwischengut oder alternativ alle Feinstoffe werden für einen selektiven Mahlschritt zu einem Schneckenklassierer bzw. -klassifizierer und anschließend zu einer Kugelmühle befördert. Das Produkt aus der Kugelmühle wird anschließend gewaschen und anschließend mit Hilfe von zwei Schneckenklassierern das Wasser entzogen.That produced in the gravity section for fines Intermediate goods or alternatively all fine substances are for one selective grinding step to a screw classifier or classifier and subsequently to a ball mill promoted. The product from the ball mill will then washed and then extracted the water with the help of two snail classifiers.

Eindickung, Wasserentzug und WasserrückführungThickening, dehydration and water return

Sämtliche nicht-metallischen Feinstoffe mit einem Durchmesser von weniger als 2 mm werden der Feinstoffbehandlung und dem Wasserrückgewinnungskreislauf zugeführt. Die Schlämme werden in einem Eindicker geklärt. Dem Dickschlamm (Eindickerunterlauf), der sämtliche Schlämme mit einem hohen Feststoffgehalt enthält, wird in einem Vakuumfilter das Wasser entzogen. Der Eindickerüberlauf wird in einen Prozesswasserbehälter eingespeist. Der Wasserverlust in der Anlage wird durch Frischwasser ausgeglichen.All non-metallic fines with a diameter of less than 2 mm are the fine material treatment and the water recovery circuit fed. The mud are clarified in a thickener. The thick sludge (thickener underflow) that all sludge with contains a high solids content, the water is extracted in a vacuum filter. The thickener overflow will in a process water tank fed. The water loss in the system is caused by fresh water balanced.

Zwar wurde die vorliegende Erfindung vorstehend im Hinblick auf die besonderen Ausführungsbeispiele beschrieben, doch ist für einen Fachmann auf diesem Gebiet leicht ersichtlich, dass die Erfindung auf verschiedene Weise modifiziert und weiter entwickelt werden kann. Daher ist davon auszugehen, dass der Bereich der vorliegenden Erfindung nicht eingeschränkt ist, mit Ausnahme durch die im folgenden aufgeführten Ansprüche.While the present invention described above with regard to the particular exemplary embodiments, is for one of ordinary skill in the art will readily appreciate that the invention modified and further developed in various ways can. It can therefore be assumed that the scope of the present Invention not restricted is, with the exception of the claims listed below.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.Further advantageous configurations are the subject of further subclaims.

Claims

A process for separating slag into a Metal fraction, an intermediate material fraction and a grain mixture fraction, which has the steps: i) crushing the slag and sieving and recovery slag with a diameter of less than approximately 20 mm, ii) Separating the so recovered Slag into a first fraction larger than about 2 mm in diameter and a second fraction less than about 2 mm in diameter, and iii) feeding the first fraction into a shaker, where the shaker the first Fraction into a metal fraction, an intermediate material fraction and a grain mixture fraction separates.

The method of claim 1, wherein the steel slag Is carbon steel slag or stainless steel slag.

Method according to claim 1, wherein in step (i) the slag by means of one or more Sieves, magnetic separators, eddy current separators, inductive separators and air setting machines is separated.

Method according to claim 3, the magnetic separator being a low intensity magnetic separator is.

Method according to claim 3, wherein the magnetic separator is a high-intensity magnetic separator is.

Method according to claim 1, the second fraction in step (ii) into the metal fraction, Intermediate material fraction and grain mixture fraction is separated.

Method according to claim 6, the separation using one or more upflow separators, Centrifugal separators, fine material setting devices, shaking ovens or magnets or Magnetic separator takes place.

Method according to claim 1, recovering more than 95% of the metal contained in the slag becomes.

Method according to claim 8, recovering more than 97% of the metal contained in the slag become.

Method according to claim 1, where the grain mixture fraction is less than about 0.3% Represents metal.

Method according to claim 6, the grain mixture fraction less than about 0.3% Has metal.