RU2697539C1 - Способ комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов - Google Patents

Способ комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов Download PDF

Info

Publication number
RU2697539C1
RU2697539C1 RU2019110441A RU2019110441A RU2697539C1 RU 2697539 C1 RU2697539 C1 RU 2697539C1 RU 2019110441 A RU2019110441 A RU 2019110441A RU 2019110441 A RU2019110441 A RU 2019110441A RU 2697539 C1 RU2697539 C1 RU 2697539C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic field
pulp
ferromagnetic elements
stage
metal
Prior art date
Application number
RU2019110441A
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Николаевич Улько
Йоханн АЙРИХ
Витали ВЕЛЬМАНН
Original Assignee
Борис Николаевич Улько
Йоханн АЙРИХ
Витали ВЕЛЬМАНН
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 Борис Николаевич Улько, Йоханн АЙРИХ, Витали ВЕЛЬМАНН filed Critical Борис Николаевич Улько
Priority to RU2019110441A priority Critical patent/RU2697539C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2697539C1 publication Critical patent/RU2697539C1/ru
Priority to PCT/RU2020/050018 priority patent/WO2020209761A1/en
Priority to US17/602,515 priority patent/US11911776B2/en
Priority to EP20718847.5A priority patent/EP3953074B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B5/00Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/002High gradient magnetic separation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/005Separation by a physical processing technique only, e.g. by mechanical breaking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/18Magnetic separation whereby the particles are suspended in a liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B2101/00Type of solid waste
    • B09B2101/30Incineration ashes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области химической и металлургической промышленности и может быть использовано для комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов, в частности для переработки красного шлама, а также золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций. Способ включает этап смешивания металлосодержащих отходов с водой, активированной магнитным полем, до состояния пульпы и этап воздействия на пульпу в реакционной камере вращающимся магнитным полем, образованным вращающимися ферромагнитными элементами. При этом этап воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем ведут в вихревом слое при скорости вращения ферромагнитных элементов не менее 2800 об/мин до возникновения эффекта магнитострикции и последующего восстановления оксидов металлов. После этого проводят этап их гидроциклонного разделения. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности переработки отходов за счет извлечения целевых продуктов при ликвидации гелевой составляющей и двойного электрического слоя в красном шламе, и ликвидации двойного электрического слоя в золошлаковых отходах. 8 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к области химической и металлургической промышленности и может быть использовано для комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов, в частности для переработки красного шлама, а также золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций.
Из уровня техники известен способ комплексной переработки золошлаковых отходов (Патент России на изобретение №2588521, опубликован 27.06.2016), включающий систему транспортировки золошлаковых отходов, узел подготовки отходов с удалением недожога и последовательный ряд технологических переделов, направленных на селективное извлечение железосодержащего и алюмосиликатного концентратов, а также благородных металлов, при котором на магнитную сепарацию направляют обесшламленные после удаления недожога золошлаковые отходы крупностью не более 0,5 мм, причем магнитную сепарацию осуществляют в две стадии: первую стадию осуществляют в слабом, по сравнению со второй стадией, магнитном поле, а слабомагнитную фракцию первой стадии магнитной сепарации подвергают обработке в более сильном магнитном поле, при этом объединенные магнитные фракции обеих стадий магнитной сепарации направляют на первую винтовую сепарацию для повышения качества железосодержащего концентрата, а хвосты второй стадии магнитной сепарации направляют на вторую винтовую сепарацию для получения алюмосиликатного концентрата, при этом тяжелую фракцию второй винтовой сепарации направляют на концентрационный стол для извлечения благородных металлов, причем удаление недожога осуществляют в виде фракции +0,5 мм при классификации на грохоте.
Недостатками известного способа являются сложная технологическая схема переработки, а также ограничение переработки золошлаковых отходов по крупности (не более 0,5 мм).
Известен способ переработки золошлаковых отходов из отвалов системы гидрозолоудаления тепловых электростанций, работающих на каменноугольном топливе (Патент России на изобретение №2363885, опубликован 10.08.2009), включающий механическую транспортировку отходов из отвала, их разжижение, разделение разжиженной золошлаковой смеси по фракциям с требуемой для последующей утилизации крупностью золошлаковых частиц, по меньшей мере, на два потока, сгущение каждого потока с отделением полых микросфер и частиц несгоревшего угля, а также осветленной воды, и подачу обезвоженной массы каждой фракции на соответствующую утилизацию, причем дополнительно проводят гидродинамическую активацию золошлаковых отходов разжижающей средой, в качестве разжижающей среды используют, по меньшей мере, часть пульпы текущего поступления из системы гидрозолоудаления, причем скорость подачи пульпы на разжижение и активацию золошлаковых отходов в зоне смешения с ними пульпы устанавливают в пределах от 20 до 40 м/с, а соотношение твердой и жидкой фаз полученной смеси - в пределах от 1:20 до 1:10.
Недостатком известного способа является сложность технологической схемы переработки, а также использование большого объема воды. Кроме того, известное техническое решение характеризуется большими энергетическими затратами.
Известен способ переработки мелкодисперсного красного шлама (Патент России на изобретение №2588910, опубликован 10.07.2016), включающий его измельчение и последующее разделение с помощью магнитного поля на магнитную и немагнитную фракции, причем измельчение производят с одновременным разделением красного шлама на составные части путем пропускания красного шлама через дезинтегратор с вращающимся электромагнитным полем, с частотой вращения в диапазоне от 110 до 130 Гц и напряженностью от 100 до 160 А/м, разделяющим частицы красного шлама на окислы металлов и окислы кремния, после чего отводят воду, а сухой остаток подают на разделение с помощью магнитного поля на магнитную и немагнитную фракции. Перед измельчением красного шлама с одновременным разделением его на составные части красный шлам нагревают до температуры 120-180°C.
Недостатками известного способа является сложность и громоздкость технологической схемы, при этом предварительный нагрев красного шлама до температуры 120-180°C приводит также к дополнительным энергетическим затратам. Кроме того, известное техническое решение характеризуется большим энергопотреблением вследствие неравномерности электромагнитного поля по сечению потока, из-за чего необходимо поддерживать высокое значение его напряженности.
Известен способ комплексной переработки красного шлама (Патент России на изобретение №2528918, опубликован 20.09.2014), содержащего гематит, шамозит, гетит, магнетит и алюмосиликаты, путем магнитно-гравитационной обработки с получением железосодержащего концентрата и алюмосиликатного продуктов, причем исходный красный шлам предварительно подвергают диспергации в присутствии гексаметафосфата натрия в роторно-пульсационном аппарате, затем осуществляют низкоградиентную мокрую магнитную сепарацию в поле напряженностью 0,1-0,15 Тл с получением магнетитового и коллективного концентрата, коллективный концентрат подвергают высокоградиентной магнитной сепарации в две стадии в поле напряженностью не менее 1,2 Тл с извлечением магнитной и немагнитной фракций, магнитную фракцию подвергают гравитационному обогащению на концентрационном столе с получением гематитового концентрата и хвостов, а немагнитную фракцию объединяют с хвостами гравитационного обогащения и подвергают двухстадийной селективной флокуляции в присутствии флокулянта для отделения компонента, состоящего главным образом из оксидов алюминия и кремния, от железосодержащего продукта, который обогащают высокоградиентной магнитной сепарацией при напряженности поля 0,5-0,7 Тл с получением дополнительного железосодержащего продукта, который объединяют с гематитовым концентратом с получением железосодержащего концентрата и остаточных алюмосиликатов, которые объединяют с компонентом, состоящим главным образом из оксидов алюминия и кремния, с получением алюмосиликатного продукта.
Недостатком известного способа является его не комплексность, поскольку выделяются только железосодержащие соединения и алюмосиликат. Кроме того, известное техническое решение характеризуется сложностью технологического процесса и громоздкостью технологической схемы, а также большими энергетическими затратами.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является способ переработки красного шлама (Патент России на изобретение №2634106, опубликован 23.10.2017), принятый за прототип, включающий его измельчение и последующее разделение магнитной сепарацией на магнитную и немагнитную фракции, причем перед измельчением красный шлам смешивают с активированной магнитным полем водой до состояния пульпы, для измельчения шлама формируют поток пульпы, пропускают его через «кипящий слой» ферромагнетиков, на который воздействуют вращающимся магнитным полем с изменением частоты вращения магнитного поля до появления в потоке пульпы кавитации при резонансе колебаний ферромагнетиков с собственными колебаниями частиц пульпы в диапазоне частот 14-25 кГц, разрушающих твердые фракции пульпы на составляющие мелкодисперсные элементы, которые после отвода воды для последующего цикла отправляют на магнитную сепарацию.
Недостатком известного способа является его не комплексность, поскольку описанные этапы направлены на измельчение и последующее отделение только железа посредством магнитной сепарации.
Общий недостаток описанных выше технических решений обусловлен тем, что металлосодержащие соединения в красном шламе покрыты оболочкой из кремниевых соединений (гелевая составляющая) и двойным электрическим слоем, а в случае с золошлаковыми отходами угольных тепловых электростанций - только двойным электрическим слоем. Стоит отметить, что только ликвидация этих составляющих позволяет разложить и выделить наибольшее количество оксидов металлов, находящихся в мелкодисперсных металлосодержащих отходах.
Предлагаемым изобретением решается техническая проблема недостаточного извлечения оксидов металлов, входящих в состав мелкодисперсных металлосодержащих отходов.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов за счет извлечения целевых продуктов при ликвидации гелевой составляющей и двойного электрического слоя в красном шламе, и ликвидации двойного электрического слоя в золошлаковых отходах.
Указанный технический результат достигается за счет того, что способ комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов включает этап смешивания металлосодержащих отходов с водой, активированной магнитным полем, до состояния пульпы и этап воздействия на пульпу в реакционной камере вращающимся магнитным полем, образованным вращающимися ферромагнитными элементами, причем этап воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем ведут в вихревом слое при скорости вращения ферромагнитных элементов не менее 2800 об/мин. до возникновения эффекта магнитострикции и последующего восстановления оксидов металлов, после чего проводят этап их гидроциклонного разделения.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что в качестве мелкодисперсных металлосодержащих отходов используют красный шлам.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что в качестве мелкодисперсных металлосодержащих отходов используют золошлаковые отходы угольных тепловых электростанций.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что рН воды, активированной магнитным полем, составляет не менее 7 единиц.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что вязкость пульпы не превышает 1,48 Па·с.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что для образования вращающегося магнитного поля используют индуктор со статором асинхронного двигателя мощностью не менее 3 кВт с двумя обмотками трехфазного тока.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ферромагнитные элементы выполнены из никеля и покрыты пластмассой.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что ферромагнитные элементы выполнены из сплава неодим-железо-бор и покрыты пластмассой.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что этап гидроциклонного разделения проводят в герметичных ёмкостях в среде инертных газов.
Предлагаемая совокупность этапов заявляемого способа направлена на извлечение целевых продуктов из мелкодисперсных металлосодержащих отходов.
Магнитную подготовку воды проводят с целью последующей ликвидации двойного электрического слоя и ликвидации гелевой составляющей (жидкого стекла) на этапе воздействия на полученную пульпу вращающимся магнитным полем в вихревом слое (при скорости вращения ферромагнитных элементов не менее 2800 об/мин), образованным ферромагнитными элементами в реакционной камере. При воздействии на воду магнитным полем создаются условия для изменения состояния кристаллической решетки молекул воды, а именно условия для диссоциации воды с образованием положительных ионов водорода Н+ и отрицательных ионов ОН-. После магнитной обработки рН воды составляет не менее 7 единиц, что способствует протеканию процесса электролиза на следующих этапах. При рН воды менее 7 единиц процесс электролиза замедляется, при этом без электролитического процесса затруднено выделение в водный раствор оксидов металлов, входящих в состав мелкодисперсных металлосодержащих отходов.
Последующее смешивание мелкодисперсных металлосодержащих отходов с водой, активированной магнитным полем, проводят контролируя вязкость образующейся пульпы. Вязкость пульпы не должны превышать 1,48 Па·с. Рост вязкости влияет на скорость вращения ферромагнитных элементов и, как следствие, на образующийся вихревой слой. При вязкости полученной пульпы более 1,48 Па·с, на этапе воздействия на нее вращающимся магнитным полем, ухудшается ее движение, в результате чего замедляется протекание физико-химических процессов в реакционной камере.
За счет проведения процесса переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов в вихревом слое, при скорости вращения ферромагнитных элементов не менее 2800 об/мин, до возникновения эффекта магнитострикции и последующего восстановления оксидов металлов, достигается извлечение целевых продуктов из металлосодержащих отходов, причем ликвидируется гелевая составляющая и двойной электрический слой в красном шламе и двойной электрический слой в золошлаковых отходах. За счет воздействия магнитного поля на пульпу адсорбированные ионы Н+ и ОН- соединяются, нейтрализуя друг друга, в результате чего двойной электрический слой и гелевая составляющая распадается. Этот процесс стимулируется интенсивным перемешиванием, магнитогидродинамическими ударами (ударной волной), ультразвуком и другими факторами. В результате твердая частица, лишенная гелевой составляющей и двойного электрического слоя, приобретает способность к увеличенной скорости оседания и протеканию химических реакций восстановления оксидов металлов в системе. Это позволяет на этапе гидроциклонного разделения в среде инертных газов беспрепятственно разделять получаемые продукты по размерности и удельной плотности.
При воздействии на пульпу вращающимся магнитным полем, созданным вращающимися ферромагнитными элементами, при скорости их вращения не менее 2800 об/мин в реакционной камере возникают следующие силы и энергии:
-акустические волны;
-магнитный гидравлический импульс (удар);
-тепловая энергия;
- звуковые волны;
-кавитация механическая;
-кавитация гидродинамическая;
- кавитация акустическая;
-механическая сила удара;
-механическая сила трения;
-ультразвук.
Кроме перечисленных сил и энергий в процессе переработки принимают участие:
- центробежная сила вращения ферромагнитных элементов;
-центробежная сила вращения пульпы;
-электромагнитные волны;
- процесс электролиза.
Перечисленные процессы протекают одновременно, воздействуя на химические соединения, входящие в состав мелкодисперсных металлосодержащих отходов, с получением химических элементов в виде оксидов металлов, входящих в состав перерабатываемого сырья. Кроме того, перечисленные силы и энергии обеспечивают разложение всех сложных соединений и обеспечивают выделение связанной воды, содержание которой может достигать 60% в красном шламе, при этом не требуется тепловая энергия для ликвидации влаги, а полученная вода может быть использована на этапе намагничивания. Скорость вращения ферромагнитных элементов должна составлять не менее 2800 об/мин, в предпочтительном варианте выполнения не менее 3000 об/мин При заданной скорости в вихревом слое возникают все перечисленные силы и энергии. При скорости вращения ферромагнитных элементов менее 2800 об./мин не происходит процесс измельчения металлосодержащих отходов, а также последующее восстановление и разделение оксидов металлов, поскольку в этом случае система работает как смеситель. Ферромагнитные элементы, покрытые пластмассой, изготовленные из никеля, увеличивают магнитострикцию в 200 раз, а изготовленные из сплава неодим-железо-бор в 1000 раз и более. Покрытие ферромагнитных элементов пластмассой исключает растворение основного металла ферромагнитного элемента и переход его в воду на этапе намагничивания воды, и в пульпу на этапе воздействия на неё вращающимся магнитным полем. Использование таких ферромагнитных элементов обеспечивает создание высоких параметров магнитострикции. Для образования вихревого слоя количество ферромагнитных элементов в реакционной камере может быть от ста до несколько тысяч штук. При протекании процесса электролиза ферромагнитные элементы, выполненные из никеля или из сплава неодим-железо-бор, являются электродами, обеспечивающие образование водорода. Образующийся водород, в свою очередь, является восстановителем в системе.
В результате описанных процессов, на выходе из реакционной камеры водяная пульпа представляет механическую смесь, состоящую из воды и химических соединений: Al2O3; SiО2; Fe2О3; СаО; ТiO2; MgО, оксидов редкоземельных металлов и других металлов, входящих в перерабатываемый красный шлам и золошлаковые отходы угольных тепловых электростанций.
Этап разделения восстановленных оксидов металлов проводят в гидроциклонах в среде инертных газов. Преимуществом гидроциклонного разделения в среде инертных газов в данном случае является быстрота разделения, обеспечивающая высокую удельную производительность, эффективность и надежность. Установлено, что на воздухе активность восстановленных металлов уменьшается (то есть происходит поглощение кислорода из воздуха), при этом реакция соединения ведёт к большому выделению тепла, что может привести к возгоранию и взрыву при разделении восстановленных оксидов на воздухе. Для повышения безопасности разделения, восстановленных оксидов металлов, этап гидроциклонного разделения проводят в герметичных ёмкостях в среде инертных газов.
Способ осуществляется следующим образом. В емкость подается вода до ее заполнения. При заполнении заданного объёма срабатывает датчик уровня воды, при этом запускается водяной насос трубопровода подачи воды в магнитный активатор, одновременно с запуском водяного насоса трубопровода запускается магнитный активатор. При запуске магнитного активатора воды в реакционной камере магнитного активатора ферромагнитными элементами создается вихревой слой. Обработанная таким образом вода (рН воды составляет не менее 7 единиц) из магнитного активатора поступает в емкость, из которой по трубопроводу она подаётся в накопительную емкость водяным насосом.
К обработанной магнитным полем воде добавляют мелкодисперсные металлосодержащие отходы (красный шлам или золошлаковые отходы угольных тепловых электростанций), получая при этом пульпу с вязкостью не более 1,48 Па·с. Полученная пульпа подается в магнитный активатор представляющий собой реакционную камеру, состоящую из трубы из немагнитного материала, индуктора со статором асинхронного двигателя мощностью не менее 3 кВт с двумя обмотками трехфазного тока и корпуса. Во внутреннюю полость немагнитной цилиндрической трубы магнитного активатора закладываются ферромагнитные элементы цилиндрической формы из никеля, покрытые пластмассой, или ферромагнитные элементы, выполненные из сплава неодим-железо-бор, также покрытые пластмассой. Реакционная камера из немагнитного материала может быть выполнена в виде трубы из нержавеющих сталей, композиционных материалов, базальта, стеклопластика, стекловолокна, резины и других материалов. При подаче 3-х фазного тока начинает вращаться магнитное поле внутри реакционной камеры с одновременным вращением ферромагнитных элементов, в которых возникают магнитострикционные явления. Процесс комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов протекает в вихревом слое, образованным ферромагнитными элементами, при этом скорость вращения ферромагнитных элементов составляет не менее 2800 об/мин Этап воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем проводят до возникновения эффекта магнитострикции и последующего восстановления оксидов металлов. Время воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем составляет не менее 30 секунд.
Полученный раствор шламовым насосом подается в группу циклонов для разделения в среде инертных газов по фракциям и гранулометрическим размерам полученных продуктов с последующей промывкой их водой. Возможно использование других видов сепарации, используемых в горнодобывающей промышленности. После промывки полученных оксидов проводят отделение промывочной воды от порошков на центрифугах, причем вода возвращается в технологический процесс переработки. Предлагаемый способ обеспечивает восстановление и разделение всех металлов, содержащихся в красном шламе и в золошлаковых отходах угольных тепловых электростанций.
Способ поясняется примерами.
Пример 1. Комплексная переработка красного шлама. На первом этапе была обработана вода магнитным полем (рН = 7) после чего она смешивалась с 50 кг красного шлама до состояния пульпы вязкостью 1,15 Па·с. Затем проводился этап воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем ферромагнитными элементами в реакционной камере, причем процесс переработки проходил в вихревом слое, при этом скорость вращения ферромагнитных элементов равна 2800 об/мин Этап воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем проводили до возникновения эффекта магнитострикции и последующего восстановления оксидов металлов. Для образования вращающегося магнитного поля использовался индуктор со статором асинхронного двигателя мощностью 5,5 кВт с двумя обмотками трехфазного тока, одна из которых подсоединена к внешнему источнику тока по схеме звезда, а вторая по схеме треугольник. Ферромагнитные элементы выполнены из никеля и покрыты пластмассой. После воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем был проведен этап гидроциклонного разделения в среде инертных газов восстановленных оксидов металлов, после которого проводили этап удаления воды. В результате переработки красного шлама получено 24 кг оксидов металлов, 17 кг воды и 8,69 кг минеральной составляющей, при этом потери составили 0,31 кг. Дисперсность полученных металлов составила от 2 до 50 мкм. Химический состав проб полученных продуктов представлен в Таблице 1.
Таблица 1
Химический состав проб полученных продуктов
Номер
пробы
Процентное содержание %
Fe2О3 ТiO2 Al2O3 SiO2
1 34,6 3 12,9 9,6
2 33,8 3,2 15,0 12,3
3 32,8 3,8 15,0 14,9
4 33,7 3,6 9,1 12,7
5 33,1 3,4 15,3 13,6
6 33,7 3,4 15,6 13,7
Кроме того, получены и другие оксиды, их процентное содержание в полученных пробах составляет от 0,01 до 2 %, а именно MgO, V2O5, NаО, SО4 и другие. Содержание CaO в пробах составляет от 2,5 до 12,5%.
Пример 2. Комплексная переработка золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций. На первом этапе была обработана вода магнитным полем (рН = 7,5) после чего она смешивалась с 50 кг золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций до состояния пульпы вязкостью 1,48 Па·с. Затем проводился этап воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем ферромагнитными элементами в реакционной камере, причем процесс переработки проходил в вихревом слое, при этом скорость вращения ферромагнитных элементов равна 3000 об/мин Этап воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем проводили до возникновения эффекта магнитострикции и последующего восстановления оксидов металлов. Для образования вращающегося магнитного поля использовался индуктор со статором асинхронного двигателя мощностью 5,0 кВт с двумя обмотками трехфазного тока, одна из которых подсоединена к внешнему источнику тока по схеме звезда, а вторая по схеме треугольник. Ферромагнитные элементы выполнены из сплава неодим-железо-бор и покрыты пластмассой. После воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем был проведен этап гидроциклонного разделения в среде инертных газов восстановленных оксидов металлов, с последующей промывкой их водой. Химический состав проб полученных продуктов представлен в Таблице 2.
Таблица 2
Химический состав проб полученных продуктов
Номер
пробы
Процентное содержание %
Fe2О3 Al2O3 SiO2
1 10,6 18,3 37,8
2 10,4 18,9 53,5
3 11,9 19,5 40,8
4 11,3 17,4 47,1
5 16,8 15,0 50,5
6 7,0 15,0 60,8
Кроме того, получены и другие оксиды, их процентное содержание в полученных пробах составляет от 0,01 до 2%, а именно CuО, V2O5, Ag2О, TiO2; WО3, CrО, NiО; MoО2, MnО, BaО, SrО, SnО и другие.
Таким образом, как показано в вышеприведенном описании изобретения, достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов за счет извлечения целевых продуктов при ликвидации гелевой составляющей и двойного электрического слоя в красном шламе и ликвидации двойного электрического слоя в золошлаковых отходах.

Claims (9)

1. Способ комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов, включающий этап смешивания металлосодержащих отходов с водой, активированной магнитным полем, до состояния пульпы и этап воздействия на пульпу в реакционной камере вращающимся магнитным полем, образованным вращающимися ферромагнитными элементами, отличающийся тем, что этап воздействия на пульпу вращающимся магнитным полем ведут в вихревом слое при скорости вращения ферромагнитных элементов не менее 2800 об/мин до возникновения эффекта магнитострикции и последующего восстановления оксидов металлов, после чего проводят этап их гидроциклонного разделения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсных металлосодержащих отходов используют красный шлам.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсных металлосодержащих отходов используют золошлаковые отходы угольных тепловых электростанций.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что рН воды, активированной магнитным полем, составляет не менее 7 единиц.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что вязкость пульпы не превышает 1,48 Па·с.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для образования вращающегося магнитного поля используют индуктор со статором асинхронного двигателя мощностью не менее 3 кВт с двумя обмотками трехфазного тока.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что ферромагнитные элементы выполнены из никеля и покрыты пластмассой.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что ферромагнитные элементы выполнены из сплава неодим-железо-бор и покрыты пластмассой.
9. Способ п.1, отличающийся тем, что этап гидроциклонного разделения проводят в герметичных емкостях в среде инертных газов.
RU2019110441A 2019-04-09 2019-04-09 Способ комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов RU2697539C1 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110441A RU2697539C1 (ru) 2019-04-09 2019-04-09 Способ комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов
PCT/RU2020/050018 WO2020209761A1 (en) 2019-04-09 2020-02-10 A method for integrated processing of finely dispersed metal-containing waste
US17/602,515 US11911776B2 (en) 2019-04-09 2020-02-10 Method for integrated processing of finely dispersed metal-containing waste
EP20718847.5A EP3953074B1 (en) 2019-04-09 2020-02-10 A method for integrated processing of finely dispersed metal-containing waste

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110441A RU2697539C1 (ru) 2019-04-09 2019-04-09 Способ комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2697539C1 true RU2697539C1 (ru) 2019-08-15

Family

ID=67640445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019110441A RU2697539C1 (ru) 2019-04-09 2019-04-09 Способ комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11911776B2 (ru)
EP (1) EP3953074B1 (ru)
RU (1) RU2697539C1 (ru)
WO (1) WO2020209761A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769857C1 (ru) * 2021-07-29 2022-04-07 Михаил Аркадьевич Карт Установка для получения железоокисных пигментов из отходов газоочистки металлургического производства

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210331134A1 (en) * 2020-04-27 2021-10-28 Joseph Brifman Micro-Pulse Micro-Arc Processing in Rotating Electromagnetic Fields

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2198943C2 (ru) * 2001-04-09 2003-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОТЕХ" Способ комплексной переработки красного шлама и технологическая линия для его реализации
US20090255371A1 (en) * 2006-05-04 2009-10-15 Krause-Rohm-Systeme Ag Method for obtaining valuable products
CN102994756A (zh) * 2012-09-29 2013-03-27 贵州绿水青山环保科技有限公司 一种赤泥中富集稀土元素的方法
WO2013070121A1 (ru) * 2011-11-07 2013-05-16 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Способ пирометаллугрической переработки красных шламов
RU2528918C1 (ru) * 2013-07-04 2014-09-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых "Уралмеханобр" (ОАО "Уралмеханобр") Способ комплексной переработки красных шламов
RU2588910C1 (ru) * 2015-05-07 2016-07-10 Владимир Григорьевич Оленников Способ переработки мелкодисперсного красного шлама
RU2634106C1 (ru) * 2016-12-22 2017-10-23 Вячеслав Константинович Селиверстов Способ переработки красного шлама

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006020840B4 (de) 2006-05-04 2010-08-12 Krause-Röhm-Systeme Ag Verfahren zur Gewinnung von Magnetit
RU2363885C1 (ru) 2008-01-11 2009-08-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" Способ и технологическая линия для переработки золошлаковых отходов из отвалов системы гидрозолоудаления тепловых электростанций
US8845906B2 (en) * 2011-12-23 2014-09-30 Don E. Henley And Associates, Llc Process for single system electrocoagulation, magnetic, cavitation and flocculation (EMC/F) treatment of water and wastewater
CN106311718B (zh) 2016-04-18 2018-09-25 李大伦 一种含重金属废弃物的无害化处置和资源化利用方法
CN108686828B (zh) * 2018-05-29 2021-03-19 湖南埃铝环保科技有限公司 一种从赤泥中分选提铁除钠的方法
CN109265029B (zh) 2018-10-11 2020-10-09 清华大学 一种制备合金铁和水泥材料的方法
US20210079488A1 (en) * 2019-08-06 2021-03-18 Red Mud Enterprises Llc System for processing red mud and method of processing red mud

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2198943C2 (ru) * 2001-04-09 2003-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОТЕХ" Способ комплексной переработки красного шлама и технологическая линия для его реализации
US20090255371A1 (en) * 2006-05-04 2009-10-15 Krause-Rohm-Systeme Ag Method for obtaining valuable products
WO2013070121A1 (ru) * 2011-11-07 2013-05-16 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Способ пирометаллугрической переработки красных шламов
CN102994756A (zh) * 2012-09-29 2013-03-27 贵州绿水青山环保科技有限公司 一种赤泥中富集稀土元素的方法
RU2528918C1 (ru) * 2013-07-04 2014-09-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых "Уралмеханобр" (ОАО "Уралмеханобр") Способ комплексной переработки красных шламов
RU2588910C1 (ru) * 2015-05-07 2016-07-10 Владимир Григорьевич Оленников Способ переработки мелкодисперсного красного шлама
RU2634106C1 (ru) * 2016-12-22 2017-10-23 Вячеслав Константинович Селиверстов Способ переработки красного шлама

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769857C1 (ru) * 2021-07-29 2022-04-07 Михаил Аркадьевич Карт Установка для получения железоокисных пигментов из отходов газоочистки металлургического производства

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020209761A1 (en) 2020-10-15
EP3953074B1 (en) 2024-07-31
EP3953074C0 (en) 2024-07-31
EP3953074A1 (en) 2022-02-16
US20220161271A1 (en) 2022-05-26
US11911776B2 (en) 2024-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6358519B1 (ja) 土壌浄化システム
RU2697539C1 (ru) Способ комплексной переработки мелкодисперсных металлосодержащих отходов
US6269952B1 (en) Methods and apparatus for use in processing and treating particulate material
JP3241374B2 (ja) 高密度スラッジの改良した再循環を用いる廃水処理方法
JP6399325B1 (ja) 土壌浄化システム
MX2014001276A (es) Beneficio de mineral.
WO2008144838A1 (en) Method for treating residue from a bayer process
RU2634106C1 (ru) Способ переработки красного шлама
CN109502834B (zh) 一种含十二烷基磺酸钠的选矿废水的处理方法
CN112657671B (zh) 磁分离装置、在线反冲洗方法和磁分离的方法
JP2012232253A (ja) 多段階海水浄化システム
RU2626363C1 (ru) Способ получения магнитного композиционного сорбента для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов
CN112619883A (zh) 一种提纯细粒石英砂岩制备超白玻璃用料的方法
WO2015105472A1 (ru) Способ комплексной переработки шламов металлургических и горно-обогатительных предприятий
RU2706907C1 (ru) Способ переработки бокситов
JP5832183B2 (ja) 高炉発生物中の湿ダストの再活用方法
JP5832184B2 (ja) 高炉発生物中の湿ダストの再活用方法
WO1992010427A1 (fr) Procede de purification d'eau
RU2077390C1 (ru) Способ дообогащения магнетитового концентрата
Pandey et al. Reducing alumina, silica and phosphorous in iron ore by high intensity power ultrasound
RU2566706C2 (ru) Способ комплексной переработки шламов металлургических и горно-обогатительных предприятий
KR900008927B1 (ko) 비금속광물 선광장치 및 선광방법
Franko et al. Application of ultrasonics to enhance wet-drum magnetic separator performance
RU2123885C1 (ru) Способ обогащения сульфидных сидеритсодержащих руд
RU2827381C1 (ru) Способ обогащения низкокачественных бокситов