RU1774962C - Способ переработки шлаков от производства немагнитных и слабомагнитных сплавов - Google Patents

Abstract

Использование: в области переработки ферросплавных шлаков, конкретно дл  извлечени  немагнитных и слабомагнитных сплавов из металлических шлаков. Сущность изобретени : дробление шлаков осуществл ет до максимальной крупности кусков 70...150 мм, фракции шлака крупнее 20 мм подвергают радиометрической сепарации при отношении размера максимального по крупности куска к размеру минимального по крупности куска в отдельном потоке сепарируемого материала, равном 1...2.5. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к области металлургии , в частности к переработке ферросплавных шлаков, и может быть использовано дл  извлечени  немагнитных и слабомагнитных сплавов из металлургических шлаков.

Известен способ обогащени  ферросплавных шлаков методом пневматической сепарации при определенных аэродинамических режимах работы установки /1/. Способ обеспечивает хорошую степень извлечени  включений сплава из шлаков, но требует додрабливани  последних до максимальной крупности 20 мм, т.к. более крупный материал практически не удовлетвор ет гравитационно-динамическим услови  процесса сепарации - насыпной плотности, воздухопроницаемости, пределам полидисперсности.

Усовершенствование вы шеуказанного способа позвол ет эффективно обогащать

шлаки крупностью до 40 мм 111 (прототип), но, как показывает опыт, пневматическа  сепараци  шлака с размером кусков свыше этой величины даже при условии додрабливани  промежуточного продукта приводит к большим потер м металлических включений с хвостовым продуктом переработки. В тоже врем  дробление всей массы шлака до максимальной крупности 40 мм требует значительных дополнительных эксплуатационных , материальных и энергетических затрат, не окупающих прирост общего извлечени  сплава, приводит к ухудшению экологических условий переработки.

Целью изобретени   вл ютс  снижение затрат на переработку, улучшение экологии процесса и повышение суммарного извлечени  сплава из шлака.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что исходный шлак дроб т до максимальной крупности кусков 70...150 мм, рассеивают

Ё

VI

2

Ч)

О

ND

СО

по классу 20...40 мм, плюсовой продукт подвергают радиометрической сепарации, а минусовой - одному из известных способов гравитационного и/или магнитного обогащени . Если в плюсовом продукте отношение максимального размера куска шлака к минимальному превышает величину 2,5, общий поток материала дел т на отдельные потоки (ручьи), в каждом из которых соблюдаетс  указанное отношение, равное 1..,2,5. Сущность способа заключаетс  в следующем .

Известные способы переработки шлаков от производства немагнитных или слабомагнитных сплавов (например, углеродистого феррохрома, марганцевых ферросплавов, специальные стали) предусматривают или полное дробление шлаков до крупности минус 20...40 мм, или дробление до крупности максимальных по размеру кусков выше этих значений с последующим отсевом и обогащением только минусового продукта. В первом случае приходитс  использовать дополнительное дробильно- сортировочное оборудование, усложн ть технологическую схему, неизбежно ухудшать экологическую обстановку за счет увеличени  количества узлов-источников пылеобразовани . Кроме того, практически установлено, что при дроблении шлака до крупности 70,..150 мм металлические включени  концентрируютс  большей частью в мелких фракци х, т.е. полное дробление всей массы шлака до 20...40 мм заведомо разбавл ет материал, поступающий впоследствии на гравитационное и/или магнитное обогащение, что, в свою очередь, снижает степень извлечени  сплава.

Во втором случае (по существующей, например, на Никопольском заводе ферросплавов технологии), значительна  часть шлака (половина при дроблении до минус 70 мм шлака силикомарганца) исключаетс  из обогатительного процесса, в результате чего возрастают общие потери сплава со шлаком и, как следствие, удельные затраты на переработку. Использование металлсодержащего шлакового щебн  в строительстве (особенно от производства феррохрома) сопр жено с загр знением окружающей среды вредными продуктами коррозии неизвлеченного сплава.

Предлагаемый способ переработки обеспечивает эффективное извлечение металла из всей массы шлака с минимальными затратами на дробление и пылевыделение. Принцип действи  радиометрических сепараторов основан на возбуждении заданных атомов элементов, вход щих в состав кускового материала, потоком

рентгеновского или радиоизотопного излучени  и регистрации потоков характеристических и рассе нного излучений с их последующей обработкой.и прин тием решени  об отстреле данного куска по заданному алгоритму (см., например, а.с.М; 915558). Конструкци  радиометрических сепараторов позвол ет настраивать регистрирующий детектор на определенный

0 элемент (группу элементов) и величину его массовой (объемной) доли в материале. Таким образом, задава  граничную величину содержани  элементов в кусковом материале , можно отсекать из потока свободно

5 падающих кусков те из них, в которых степень заметалленности превышает требуемое значение, т.е. регулировать качество металлоконцентрата и остаточное содержание сплава в хвостовом продукте. Наиболее

0 эффективна работа радиометрических сепараторов на шлаке с размером кусков 20 мм и более.

Экспериментально установлено, что дл  нераспадающихс  металлургических

5 шлаков от производства немагнитных и сла- бомагнитных-сплавов массова  дол  металлических включений в куске шлака практически равна доле поверхности на последнем , занимаемой этими включени ми

0 на изломе куска. Другими словами, интенсивность характеристического или рассе нного излучени  пр мо пропорциональна массовому содержанию включений сплава в шлаке. Различие в крупности сепарируемо5 го шлака приводит к тому, что ответный сигнал на детектор от меньшего по размерам куска с определенным содержанием включений одинаков с сигналом от большего куска с соответственно меньшим их относи0 тельным содержанием при равенстве абсолютных масс включений сплава в обоих кусках . При значительной разности в размерах кусков отсекаемый металлсодержащий шлак (металлоконцентрат) будет со5 сто ть из существенно не одинаковых по качеству кусков, что, в конечном счете, исключает возможность получени  концентрата с заданным содержанием металлической фазы.

0 В ходе проведени  испытаний обнаружено , что превышение размеров максимальных по крупности кусков над размерами наиболее мелких в потоке более чем в 2,5 раза приводит к недопусти5 мому разбросу в величинах заданной массовой доли включений сплава в концентрате от опыта к опыту, чаще всего в сторону снижени  этой величины. В зависимости от направлени  использовани  металлоконцентрата и вида шлака задаетс 

определенное содержание металлических включений в отсепарированном продукте - от 30 до 100%. При основных направлени х утилизации металпоконцентратов - использование дл  легировани , раскислени , модифицировани  сталей (содержание сплавов - 30-60%), переплав в собственном или родственном производстве (40-95%), реализаци  в виде товарного сплава (95- 100%). Соответственно допустимые отклонени  от регламентированного состава дифференцированы - от ± 20 до ±5% обе.

Естественно, наиболее стабильные результаты получаютс  при почти монодисперсном шлаке (в опытных испытани х использовали, например, куски размером 48...53 мм), чего в промышленных услови х достичь практически невозможно, да и экономически такой путь неоправдан. Оптимальный вариант полидисперсности (отношение крупностей не более 2,5) позвол ет соблюдать вышеуказанные пределы отклонений состава металлоконцентрата. Превышение его вынуждает забраковывать продукт переработки и направл ть на повторное обогащение, что увеличивает затраты на передел в целом. Поэтому, если дроб-ление исходного шлака осуществл ют до максимальной крупности 150 мм, а на гравитационное м/или магнитное обогащение направл ют фракцию минус 20 мм, плюсовой продукт рассева (грохочени ) дел т, например , на 3 фракции: 20...40, 40...70, 70...150 мм и каждую из фракций направл ют отдельным потоком на сепарацию в заданном режиме.

Как показали испытани  по сепарации шлаков разной крупности, 150 мм - максимальный размер кусков, выше которого массова  дол  металлических включений в отдельном куске снижаетс  до величин, не позвол ющих осуществл ть эффективное обогащение исходного материала. Кроме того, при попадании таких кусков в зону облучени  снижаетс  веро тность регистрации металлосодержащего участка куска как из-за значительной неравномерности распределени  включений на поверхности, так и вследствие экранировани  последних силикатной фазой шлака, при определенном геометрическом положении в момент падени  куска. Отсутствие пр мой зависимости массовой доли сплава в объеме куска от поверхностной плотности включений при крупности свыше 150 мм делает принципиально невозможным получение концентрата заданного качества. Переработка такого кускового материала сопровождаетс  резко повышенным износом оборудовани . Таким образом, ограничение по крупности шлака

величиной 150 мм позвол ет предотвратить дополнительные потери сплавов с хвостовым продуктом и снизить эксплуатационные затраты на обогащение. 5С другой стороны, дробление до максимальной крупности менее 70 мм не только увеличивает затраты на этот передел и снижает производительность дробильно-обога- тительного комплекса, но и приводит к 10 излишнему перекзмельчению шлака, т.е. росту доли мелких классов в продроблен- ном продукте, что увеличивает потери сплава с пылевидными отходами, снижа  .его . суммарное извлечение. 15Пример конкретного использовани .

Переработке подвергали ковшовые остатки шлаков от выплавки углеродистого феррохрома и силикомарганца, дробление . которых осуществл ли до максимальной 0 крупности от 40 до 170 мм с соответствующим ситовым контролем продуктов дроблени  и последующим рассевом на фракции с помощью системы инерционных грохотов. Пылевидные частицы (крупность менее 0,4 5 мм) выдел ли в противоточном обеспылива- теле при скорости воздушного потока 10 м/с.

В качестве радиометрического сепаратора использо вали люминесцентный сепа- 0 ратор типа ЛД-ОД-50, поступление материала на который осуществл ли посредством вибропитател  типа ППП 292, обеспечивающего поштучную подачу кусков в зону регистрации и пневмоотсечки. 5 Фракционный состав каждой отдельной партии шлака варьировалс  в пределах отношений крупностей вход щих в нее кусков от 3 до 1,1 (отношение максимальных к минимальным ). Содержание сплавов в исход- 0 ном шлаке (до сепарации) и в продуктах обогащени  (концентрате и хвостах) определ ли химическим анализом. Режим работы сепаратора дл  каждого шлака поддерживали посто нным в ходе проведе- 5 ни  всей серии испытаний.

Результаты испытаний, приведенные в табл. 1 и 2, показывают, что высокие степени извлечени  сплавов из шлаков характерны дл  фракций, в которых крупность макси- 0 мальных по размеру кусков превышает крупность наиболее мелких кусков не более чем в 2,5 раза. В то же врем , наиболее высокие технико-экономические показатели в сочетании с наименее экологически 5 вредными факторами (снижение уровн  пы- левыбросов и количества бедвозврлтно выведенных из технологической сферы сплавов) достигаютс  при дроблонии исходного шлака до максимальной крупности 70. .150 мм.

Расчеты показывают, что предлагаемый способ позвол ет повысить общее извлечение сплавов до 85,3%, тогда как использование только известного способа 111 дает возможность извлечь или 46,4% (дробление шлака до 70 мм и обогащение фракции 0...40 мм), или 76,4% сплава (дробление всего шлака до крупности 0...40 мм).

Таким образом, общее извлечение металла по предлагаемому способу превыша- ет эту величину по известному, как минимум, на 8,9%, снижаютс  затраты на переработку шлака, улучшаетс  экологи  процесса.

Зависимость извлечени  сплава при рентгенораднеметрической сепарации шлака от отношени  предельных крупио- стей его кусков во фракци х показана в табл. 1.

Экономико-технические показатели дробильно-сепарационного передела по

предлагаемому способу при переработке шлаков от производства углеродистого феррохрома представлены в табл.2.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ переработки шлаков от производства немагнитных и слабомагнитных сплавов, включающий дробление, рассев по фракци м, гравитационное и/или магнитное обогащение шлаков крупностью 0...40 мм, о т- личающийс  тем, что, с целью снижени  затрат на переработку, улучшени  экологии процесса и повышени  извлечени  сплавов из шлаков, дробление шлаков осуществл ют до максимальной крупности кусков 70...150 мм, фракции шлака крупнее 20 мм подвергают радиометрической сепарации при отношении размера максимального по крупности куска к размеру минимального по крупности куска в отдельном потоке сепарируемого материала, равном 1...2.5.

   Таблица 1

   Таблица 2