RU2582423C1 - Method of processing of dusty wastes from metallurgical production - Google Patents

Method of processing of dusty wastes from metallurgical production Download PDF

Info

Publication number
RU2582423C1
RU2582423C1 RU2014150036/02A RU2014150036A RU2582423C1 RU 2582423 C1 RU2582423 C1 RU 2582423C1 RU 2014150036/02 A RU2014150036/02 A RU 2014150036/02A RU 2014150036 A RU2014150036 A RU 2014150036A RU 2582423 C1 RU2582423 C1 RU 2582423C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
carbon material
metallurgical production
layer
processing
Prior art date
Application number
RU2014150036/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Константинович Рубанов
Юлия Егоровна Токач
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Priority to RU2014150036/02A priority Critical patent/RU2582423C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2582423C1 publication Critical patent/RU2582423C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, in particular to a method for processing waste dust from metallurgical production. Proposed method comprises feeding dusty wastes from metallurgical production with carbon material on surface of molten slag in slag receiving bowl after filling with liquid slag of melting unit, heating, reduction of metal oxides and extraction of recovered metals. Layer of dusty wastes is placed between layers of carbon material. Extraction of recovered metals is performed by magnetic separation when processing slag.
EFFECT: use of invention prevents ambient secondary metal oxidation of reduced oxygen and provides clean metallic bars.
2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Разработка относится к области переработки металлсодержащих отходов металлургии и машиностроения путем извлечения соединений металлов для возврата в металлургический цикл, а также может быть использовано для получения добавок в композиционные материалы для обеспечения высокого биологического сопротивления.The development relates to the field of processing metal-containing wastes of metallurgy and mechanical engineering by extracting metal compounds for return to the metallurgical cycle, and can also be used to obtain additives in composite materials to ensure high biological resistance.

Известен способ переработки металлургических отходов (пыли), в котором брикетирование отходов осуществляют совместно с твердым углеродсодержащим веществом в виде измельченного каменного или бурого угля крупностью 3-5 мм. Брикеты подают в прямоточную трубчатую печь, отапливаемую со стороны загрузки топлива кислородными горелками, при этом температуру брикетов на выходе из печи поддерживают в диапазоне 700-1000°С. Отходы перед брикетированием предварительно нагревают в подогревательной противоточной трубчатой печи до температуры 550-1000°С [RU 2240361, 20.11.2004].A known method of processing metallurgical waste (dust), in which the briquetting of waste is carried out together with a solid carbon-containing substance in the form of crushed stone or brown coal with a grain size of 3-5 mm Briquettes are fed into a direct-flow tube furnace heated from the fuel loading side by oxygen burners, while the temperature of the briquettes at the furnace outlet is maintained in the range of 700-1000 ° C. Waste before briquetting is preheated in a heating countercurrent tube furnace to a temperature of 550-1000 ° C [RU 2240361, 20.11.2004].

Недостатком известного способа является то, что не полностью формируется необходимый восстановительный потенциал для высокой степени металлизации железа и содержание металлического железа в выгружаемых брикетах не достаточно, чтобы использовать их для прямой загрузки в сталеплавильные агрегаты, что снижает потребительскую стоимость продукта.The disadvantage of this method is that the necessary reduction potential for a high degree of iron metallization is not fully formed and the content of metallic iron in the unloaded briquettes is not enough to use them for direct loading into steelmaking units, which reduces the consumer cost of the product.

Известен способ переработки пыли металлургического производства, включающий окускование пыли совместно с углеродистым восстановителем с добавлением материала с содержанием MgO не менее 70%, сушку полученных окускованных материалов, их нагрев и обжиг при температуре 1200-1400°С совместно с дополнительным количеством углеродного материала, извлечение восстановленных металлов магнитной сепарацией [RU 2450065, 10.05.2012].A known method of processing dust of metallurgical production, including dust agglomeration together with a carbon reducing agent with the addition of material with an MgO content of at least 70%, drying the obtained agglomerated materials, heating and calcining them at a temperature of 1200-1400 ° C together with an additional amount of carbon material, recovering recovered metals by magnetic separation [RU 2450065, 05/10/2012].

Недостатками указанного способа являются высокие энергозатраты, связанные с обеспечением высоких температур процесса.The disadvantages of this method are the high energy costs associated with providing high process temperatures.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ обработки пылевидных материалов или их смесей, содержащих соединения тяжелых металлов, включающий предварительное формирование жидких оксидных шлаков с основностью 1-1,4, подачу пылевидных материалов или их смесей с добавкой, например, угля, песка и/или бокситов на или в ванну из жидкого металла и жидких оксидных шлаков с выделением летучих соединений тяжелых металлов в газовую фазу и последующим выделением из газовой фазы, а соединения щелочных металлов переводят в оксидные шлаки [RU 2239662, 10.11.2004].Closest to the claimed technical solution is a method of processing pulverized materials or mixtures thereof containing compounds of heavy metals, including the preliminary formation of liquid oxide slag with a basicity of 1-1.4, the supply of pulverized materials or mixtures thereof with the addition of, for example, coal, sand and / or bauxite to or in a bath of liquid metal and liquid oxide slag with the release of volatile compounds of heavy metals into the gas phase and subsequent release from the gas phase, and alkali metal compounds are converted to ox dnye slags [RU 2239662, 10.11.2004].

Недостатком указанного способа являются высокие энергозатраты при формировании жидких оксидных шлаков и сложность подачи пылевидного материала под или на слой жидкого шлака специальной пневмотранспортирующей установкой или с применением горячего дутья.The disadvantage of this method is the high energy consumption during the formation of liquid oxide slag and the difficulty of supplying pulverulent material under or onto the liquid slag layer with a special pneumatic conveying unit or using hot blast.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение энергозатрат при получении из пылевидных отходов металлургического производства продукта с содержанием железа более 90% за счет использования тепла жидкого расплава шлака после слива в шлакоприемную чашу из плавильного агрегата и повышение степени восстановления оксидов металлов. Такой продукт может быть использован в сталеплавильном производстве взамен части металлолома или в доменных печах как железосодержащая добавка, а также для производства композиционных строительных материалов с высоким биологическим сопротивлением.The problem to which the invention is directed is to reduce energy consumption when obtaining a product with iron content of more than 90% from dusty waste from metallurgical production due to the use of heat from the molten slag after being drained into the slag receptacle from the smelter and increasing the degree of reduction of metal oxides. Such a product can be used in steelmaking instead of part of scrap metal or in blast furnaces as an iron-containing additive, as well as for the production of composite building materials with high biological resistance.

Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.

В способе переработки пылевидных отходов металлургического производства, включающем подачу пылевидных отходов металлургического производства с углеродным материалом на поверхность жидкого шлака, нагрев, восстановление оксидов металлов и их извлечение, согласно предлагаемому решению подачу пылевидных отходов металлургического производства и углеродного материала осуществляют послойно на поверхность жидкого шлака в шлакоприемную чашу после заполнения ее жидким шлаком из плавильного агрегата, при этом слой из пылевидных отходов металлургического производства располагают между слоями углеродного материала, а извлечение восстановленных металлов производят магнитной сепарацией в процессе последующей переработки шлака.In the method for processing pulverized wastes of metallurgical production, including the supply of pulverized wastes of metallurgical production with carbon material to the surface of liquid slag, heating, reduction of metal oxides and their extraction, according to the proposed solution, the supply of pulverized wastes of metallurgical production and carbon material is carried out in layers on the surface of liquid slag in slag receiving bowl after filling it with liquid slag from the smelter, while the layer of dusty waste is The metallurgical production is placed between the layers of carbon material, and the recovery of the reduced metals is carried out by magnetic separation during the subsequent processing of slag.

Для обработки пылевидных отходов металлургического производства заявленным способом может быть использована пыль металлургического производства, в частности пыль газоочистки электродуговых сталеплавильных печей (ЭДСП), содержащая оксиды железа (45-50%) и тяжелые металлы - цинк, никель, хром, медь и др. Усредненный химический состав пыли ЭДСП приведен в таблице 1.For processing pulverized wastes of metallurgical production by the claimed method, metallurgical dust can be used, in particular, gas cleaning dust from electric arc steel-smelting furnaces (EDSP) containing iron oxides (45-50%) and heavy metals - zinc, nickel, chromium, copper, etc. the chemical composition of the EDSP dust is shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Расход измельченного углеродного материала определяется по количеству содержащихся оксидов железа в исходном пылевидном отходе металлургического производства по материальному балансу восстановительных реакцийThe consumption of crushed carbon material is determined by the amount of iron oxides contained in the initial pulverized waste of metallurgical production according to the material balance of the reduction reactions

Figure 00000002
Figure 00000002

В связи с несовершенством контакта между материалами возможность непосредственного взаимодействия между углеродом и твердыми оксидами ограничена. Поэтому реакции прямого восстановления протекают преимущественно с участием газовой фазы и представляют собой результат последовательного протекания реакций косвенного восстановленияDue to imperfect contact between materials, the possibility of direct interaction between carbon and solid oxides is limited. Therefore, direct reduction reactions proceed predominantly with the participation of the gas phase and are the result of the sequential course of indirect reduction reactions

Figure 00000003
Figure 00000003

и взаимодействия углекислого газа с углеродомand interactions of carbon dioxide with carbon

Figure 00000004
Figure 00000004

Условия протекания реакций восстановления обеспечиваются за счет тепловой энергии расплава шлака после слива из плавильного агрегата с температурой 1600-1650°С. Применение углеродного материала только в количестве, рассчитанном по уравнению реакции (1), не позволяет получить высокую степень восстановления оксидов металлов в связи с вторичным окислением восстановленных металлов кислородом окружающего воздуха.The conditions for the occurrence of reduction reactions are ensured by the thermal energy of the slag melt after discharge from the smelter with a temperature of 1600-1650 ° C. The use of carbon material only in an amount calculated according to reaction equation (1) does not allow to obtain a high degree of reduction of metal oxides in connection with the secondary oxidation of the reduced metals with ambient oxygen.

Для исключения вторичного окисления восстановленных металлов слой пылевидного отхода металлургического производства располагают между слоями углеродного материала. Углерод твердого материала слоя, расположенного на поверхности жидкого шлака, газифицируется углекислотой по реакции (3) и образующийся монооксид углерода под создавшимся давлением проникает в слой перерабатываемого пылевидного отхода, обеспечивая восстановление оксидов по реакции (2). Слой углеродного материала, расположенный над слоем перерабатываемого материала, препятствует проникновению атмосферного воздуха путем опережающего окисления (сжигания) кислорода воздуха и исключает вторичное окисление восстановленных металлов.To avoid secondary oxidation of the reduced metals, a layer of pulverized waste from metallurgical production is placed between the layers of carbon material. Carbon of the solid material of the layer located on the surface of liquid slag is gasified with carbon dioxide by reaction (3) and the carbon monoxide formed under the created pressure penetrates into the layer of processed pulverized waste, ensuring the reduction of oxides by reaction (2). A layer of carbon material located above the layer of recyclable material prevents the penetration of atmospheric air by accelerating the oxidation (burning) of oxygen in the air and eliminates the secondary oxidation of reduced metals.

Отсутствие кислорода как в глубине слоя материала, так и на его поверхности является гарантией сохранения восстановленных металлов в обожженном материале, выгружаемом из печи.The absence of oxygen both in the depth of the material layer and on its surface is a guarantee of preservation of the reduced metals in the calcined material discharged from the furnace.

В качестве углеродного материала могут использоваться измельченные кокс, уголь, антрацит и т.п. крупностью 1÷3 мм. При крупности частиц менее 1 мм будут снижаться пористость слоя и проходимость восстановительного газа. При крупности частиц восстановителя более 3 мм пыль будет проникать внутрь слоя углерода, что может привести к зашлакованности восстановленных металлов.As the carbon material, crushed coke, coal, anthracite, and the like can be used. fineness 1 ÷ 3 mm. If the particle size is less than 1 mm, the porosity of the layer and the permeability of the reducing gas will decrease. When the particle size of the reducing agent is more than 3 mm, the dust will penetrate into the carbon layer, which can lead to slagging of the reduced metals.

Пример реализации заявленного способа.An example implementation of the claimed method.

Согласно уравнению (1) для переработки 1 т пыли газоочистки (усредненный химический состав пыли представлен в таблице 1) необходимо 115 кг углеродного материала. Количество дополнительного углеродного материала, расположенного над слоем обрабатываемого вещества, целесообразно принять равным количеству угля в первом слое. Таким образом, высота слоя дополнительного углеродного материала при диаметре чаши 250 см составит 10 см.According to equation (1), for processing 1 ton of gas cleaning dust (the average chemical composition of the dust is presented in Table 1), 115 kg of carbon material is required. The amount of additional carbon material located above the layer of the processed substance, it is advisable to take equal to the amount of coal in the first layer. Thus, the height of the layer of additional carbon material with a bowl diameter of 250 cm will be 10 cm.

Углеродный материал крупностью 1-3 мм в количестве 115 кг загружают на дно опрокидывающего или с открывающимся дном контейнера. Следующий слой формируют из перерабатываемой пыли (химический состав пыли представлен в таблице 1) в количестве 1 т. Сверху засыпают такой же углеродный материал в количестве 115 кг. Таким образом, при опрокидывании ковша на поверхность жидкого шлака слои будут располагаться в том же порядке. Общая масса материала выбрана из условия снижения температуры расплава шлака от 1600-1650°С до 1400°С.Carbon material with a size of 1-3 mm in the amount of 115 kg is loaded onto the bottom of the tipping or opening container bottom. The next layer is formed from recyclable dust (the chemical composition of the dust is shown in Table 1) in an amount of 1 ton. The same carbon material in an amount of 115 kg is poured on top. Thus, when tipping the bucket onto the surface of liquid slag, the layers will be arranged in the same order. The total mass of the material is selected from the condition of decreasing the temperature of the slag melt from 1600-1650 ° C to 1400 ° C.

За счет тепла расплава шлака температура слоев повышается до 1350-1400°С, происходит восстановление металлов по реакциям (1, 2, 3). Извлечение восстановленных металлов производят магнитной сепарацией в процессе последующей переработки шлака по известным из уровня техники технологиям.Due to the heat of the slag melt, the temperature of the layers rises to 1350-1400 ° C, and metals are reduced by reactions (1, 2, 3). Extraction of reduced metals is carried out by magnetic separation during the subsequent processing of slag according to known technologies.

Claims (2)

1. Способ переработки пылевидных отходов металлургического производства, включающий подачу пылевидных отходов металлургического производства с углеродным материалом на поверхность расплава шлака, нагрев их теплом расплава шлака, восстановление оксидов металлов и извлечение восстановленных металлов, отличающийся тем, что подачу пылевидных отходов металлургического производства и углеродного материала осуществляют послойно на поверхность расплава шлака в шлакоприемную чашу после заполнения ее расплавом шлака из плавильного агрегата, при этом слой из пылевидных отходов металлургического производства располагают между слоями углеродного материала, а извлечение восстановленных металлов осуществляют магнитной сепарацией в процессе последующей переработки шлака.1. A method of processing pulverized wastes of metallurgical production, including feeding pulverized wastes of metallurgical production with carbon material to the surface of the slag melt, heating them with heat of molten slag, reducing metal oxides and recovering reduced metals, characterized in that the supply of pulverized wastes of metallurgical production and carbon material layer by layer on the surface of the slag melt into the slag receiving bowl after filling it with the slag melt from the smelter That, while the layer of pulverized waste from metallurgical production is located between the layers of carbon material, and the recovery of reduced metals is carried out by magnetic separation during the subsequent processing of slag. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве углеродного материала используют измельченные кокс, уголь и антрацит крупностью 1÷3 мм. 2. The method according to p. 1, characterized in that the crushed coke, coal and anthracite with a particle size of 1 ÷ 3 mm are used as the carbon material.
RU2014150036/02A 2014-12-10 2014-12-10 Method of processing of dusty wastes from metallurgical production RU2582423C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014150036/02A RU2582423C1 (en) 2014-12-10 2014-12-10 Method of processing of dusty wastes from metallurgical production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014150036/02A RU2582423C1 (en) 2014-12-10 2014-12-10 Method of processing of dusty wastes from metallurgical production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2582423C1 true RU2582423C1 (en) 2016-04-27

Family

ID=55794462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014150036/02A RU2582423C1 (en) 2014-12-10 2014-12-10 Method of processing of dusty wastes from metallurgical production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2582423C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991009977A2 (en) * 1989-12-22 1991-07-11 Tetronics Research & Development Company Limited Metal recovery
RU2239662C2 (en) * 2000-01-28 2004-11-10 Хольцим Лтд. Method of treating pulverulent materials and their mixtures
RU2240361C2 (en) * 2002-11-06 2004-11-20 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") Method of removing zinc and reducing iron oxide waste (metallization)
RU2450065C2 (en) * 2010-07-23 2012-05-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" Method to process dust of metallurgical production

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991009977A2 (en) * 1989-12-22 1991-07-11 Tetronics Research & Development Company Limited Metal recovery
RU2239662C2 (en) * 2000-01-28 2004-11-10 Хольцим Лтд. Method of treating pulverulent materials and their mixtures
RU2240361C2 (en) * 2002-11-06 2004-11-20 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") Method of removing zinc and reducing iron oxide waste (metallization)
RU2450065C2 (en) * 2010-07-23 2012-05-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" Method to process dust of metallurgical production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10072313B2 (en) Method for smelting nickel oxide ore
WO1999016913A1 (en) Rotary hearth furnace for reducing oxides, and method of operating the furnace
JP5380536B2 (en) A method of separating iron from iron ore containing high-concentration zinc and extracting iron and valuable materials
JP2004156140A (en) Processes for preparing ferronickel and ferronickel smelting material
AU2014273847B2 (en) A process for producing and reducing an iron oxide briquette
WO2012001700A4 (en) Process for extracting metals from aluminoferrous titanoferrous ores and residues
JP4069493B2 (en) Method for producing reduced iron
KR101234388B1 (en) Process for production of direct-reduced iron
KR101493968B1 (en) Process for recovering valuable metals from wastes produced during the manufacture and the processing of stainless steel
CZ113194A3 (en) Method of utilizing waste or residual substances containing iron
EP3084019B1 (en) Method for producing manganese containing ferroalloy
JPH0380850B2 (en)
CN202429731U (en) Material separating and feeding device
JP5512205B2 (en) Strength improvement method of raw material for agglomerated blast furnace
WO2009145348A1 (en) Method for manufacturing pig iron
RU2582423C1 (en) Method of processing of dusty wastes from metallurgical production
RU2484153C2 (en) Method of arc-furnace dust recovery
JP2006322075A (en) Method and device for charging raw material and the like, into moving type hearth furnace
RU2450065C2 (en) Method to process dust of metallurgical production
JP4595065B2 (en) Processing method by solidification of copper concentrate and solidified copper concentrate
JP2002053907A (en) Method for charging raw material or the like into movable type hearth furnace and its device
JP5396991B2 (en) Granular iron production method using high zinc content iron ore
KR20060104255A (en) Pig iron manufacture method of material and device that do waste tire to heat soure and contains ferrite oxide
JP2001181719A (en) Method of manufacturing reduced metal from metal- containing material
JP5397020B2 (en) Reduced iron production method