СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКА УГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА Российский патент 2002 года по МПК C22B1/00 B03B9/04 

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам переработки шлаков, и может быть использовано при переработке шлака от производства углеродистого феррохрома.

В качестве прототипа выбран способ переработки шлаков высокоуглеродистого феррохрома (а.с. СССР 1527305), в котором шлак крупнее 3-8 мм подвергают пневматической сепарации, а шлак мельче 3-8 мм после обеспыливания в классификаторе противоточного типа проходит последовательную сепарацию в слабом и сильном магнитном полях.

Недостатком способа являются низкое извлечение металла и низкое качество шлаковой продукции.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение извлечения металла из шлака и повышение качества шлаковой продукции.

Указанная задача решается тем, что в способе, включающем дробление шлака, разделение дробленного шлака грохочением по крупности частиц по границе 3-5 мм, пневматическую классификацию и магнитную сепарацию продуктов разделения, подрешетный продукт подвергают пневматической классификации с выделением металлического концентрата и осаждением шлакового продукта в осадительной камере классификатора, а надрешетный продукт грохочения и шлаковый продукт из осадительной камеры классификатора каждый в отдельности подвергают магнитной сепарации с обеспечением содержания металла в подрешетном шлаковом продукте не более 2%. Надрешетный продукт грохочения сепарируют в магнитном поле с напряженностью 80-95 кА/м и частотой 5,0-9,9 Гц, а шлаковый продукт из осадительной камеры классификатора в магнитном поле с напряженностью 96-150 кА/м и частотой 10-15 Гц.

В результате переработки металлургических шлаков получают несколько товарных продуктов - металлический концентрат и шлаковые продукты, используемые в качестве абразивного и огнеупорного материалов.

Результаты исследований свойств различных фракций шлака углеродистого феррохрома после первичного дробления исходного шлака до 70 мм на дробильно-сортировочном комплексе Актюбинского завода ферросплавов представлены в табл.1.

Анализ полученных результатов показывает, что абразивная способность и огнеупорность выделенных фракций шлака крупнее 5 мм после первичного дробления до -70 мм остается практически постоянной. Фракции мельче 3 мм обладают значительно более низкой абразивной способностью и огнеупорностью. В среднем абразивная способность шлаковых зерен по предлагаемому способу в 1,4 раза выше, чем в прототипе, а огнеупорность форстеритшпинельного продукта, полученного по заявляемому способу, выше на 250^o.

В результате использования в предлагаемом способе кусковых фракций шлака существенно (табл. 2) снижается содержание пылевидных фракций шлака, поступающих в пневмоклассификатор, что способствует увеличению выхода абразивного продукта и улучшению работы системы очистки воздуха после классификатора.

Применение в предлагаемом способе дробления кускового шлака в замкнутом цикле с проверочным грохочением по границе 3-5 мм позволяет увеличить выходную щель у дробилки и, как результат, уменьшить переизмельчение шлаковой продукции и увеличить выход абразивного класса. Кроме того, дробление шлака в замкнутом цикле позволяет более полно раскрыть металлические корольки, содержащиеся в шлаке, без переизмельчения и полнее извлечь их при последующей магнитной сепарации.

Сепарация шлака в диапазоне крупности более 5 мм в магнитном поле с напряженностью 80-95 кА/м и частотой 5-9,9 Гц позволяет получать более богатый по содержанию металла магнитный продукт, а после дробления шлака до крупности 3-5 мм и более полного раскрытия металлических включений режимы магнитной сепарации изменяются (напряженность 96-150 кА/м и частота 10-15 Гц) с целью более полного извлечения металла для получения шлаковой продукции с минимальным остаточным его содержанием, что очень важно, например, для продукта, используемого при производстве огнеупорных изделий. В прототипе извлечение металла из шлаковых продуктов после классификатора не производится, что существенно снижает общее извлечение металла из шлака и ограничивает возможность использования шлакового продукта для производства огнеупорных изделий, поскольку содержание металла в таком продукте должно быть не более 2%. Только в этом случае шлак углеродистого феррохрома отвечает требованиям форстеритшпинельного продукта (наряду с требованиями по огнеупорности, фракционному составу и др.).

Способ осуществляют следующим образом.

После первичного дробления шлака от производства углеродистого феррохрома (обычно до крупности 70 мм) отсеивают фракцию -5 мм для удаления промышленного мусора (песка, отсева кварцита, огнеупорного боя, мусора от уборки производственной территории и др. ), после чего кусковый шлак дробят в замкнутом цикле с проверочным грохочением по границе 3-5 мм, подрешетный продукт проверочного грохочения классифицируют с выделением металлоконцентрата, а шлак подвергают сепарации. Сепарацию шлака осуществляют в две стадии.

На первой стадии сепарацию шлака в диапазоне крупности более 5 мм проводят в магнитном поле с напряженностью 80-95 кА/м и частотой 5-9,9 Гц. Такие режимы сепарации позволяют извлекать из шлака наиболее чистые включения металла и получать достаточно высокое содержание металла в магнитном продукте.

На второй стадии сепарации шлака в диапазоне крупности менее 3 мм напряженность и частоту магнитного поля повышают с целью снижения остаточного содержания металла в форстеритшпинельном продукте не более 2% при максимальном выходе этого продукта.

Для обоснования оптимальных режимов магнитной сепарации шлака крупнее 5 мм были проведены эксперименты с использованием лабораторного сепаратора ПБС-90/25 (диаметр барабана 900 мм, длина барабана 250 мм), режимы работы и конструкторские особенности которого позволили изменять напряженность и частоту магнитного поля. Оценку результатов проводили по выходу и качеству магнитного продукта. Результаты опытов приведены в табл.3.

Анализ показывает, что для крупных фракций шлака при напряженности магнитного поля менее 80 кА/м независимо от частоты магнитного поля резко снижается выход магнитного продукта, а при напряженности магнитного поля более 95 кА/м, также независимо от частоты магнитного поля, наблюдается резкое ухудшение качества магнитного продукта. При частоте магнитного поля менее 5 Гц резко снижется качество магнитного продукта, а при повышении частоты магнитного поля более 9,9 Гц резко уменьшается выход магнитного продукта.

Для обоснования режимов магнитной сепарации шлака в диапазоне крупности менее 5 мм, полученного после пневматической классификации, были проведены опыты на лабораторном сепараторе ПБС-90/25 при различных напряженностях и частотах магнитного поля. Оценивали качество форстеритшпинельного (шлакового) продукта и его выход. Результаты опытов приведены в табл.4.

Анализ показывает, что при напряженности магнитного поля менее 96 кА/м и повышении частоты магнитного поля более 15 Гц содержание металла в форстеритшпинельном продукте превышает допустимый предел 2%. При повышении напряженности магнитного поля более 150 кА/м и снижении частоты магнитного поля менее 10 Гц резко снижается выход форстеритшпинельного продукта.

Изобретение относится к металлургии, именно к способам переработки шлака. Сущность: способ включает дробление шлака, разделение дробленого шлака грохочением по границе 3-5 мм, после чего подрешетный продукт подвергают пневматической классификации с выделением металлического концентрата, а надрешетный продукт грохочения и шлаковый продукт из осадительной камеры классификатора подвергают магнитной сепарации. Надрешетный продукт грохочения подвергают сепарации в магнитном поле с напряженностью 80-95 кА/м и частотой 5,0-9,9 Гц. Шлаковый продукт из осадительной камеры классификатора подвергают сепарации в магнитном поле с напряженностью 96-150 кА/м и частотой 10-15 Гц, что обеспечивает содержание металла в нем не более 2%. Реализация способа позволяет повысить извлечение металла и качество шлаковой продукции, используемой в качестве абразивного и огнеупорного материалов. 2 з. п. ф-лы, 4 табл.

1. Способ переработки шлака углеродистого феррохрома, включающий дробление шлака, разделение дробленого шлака грохочением по границе 3-5 мм, пневматическую классификацию и магнитную сепарацию продуктов разделения, отличающийся тем, что подрешетный шлаковый продукт подвергают пневматической классификации с выделением металлического концентрата и осаждением шлакового продукта в осадительной камере классификатора, а надрешетный продукт грохочения и подрешетный шлаковый продукт, каждый в отдельности, подвергают магнитной сепарации с обеспечением содержания металла в подрешетном шлаковом продукте не более 2%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сепарацию надрешетного продукта грохочения осуществляют в магнитном поле с напряженностью 80-95 кА/м и частотой 5,0-9,9 Гц. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сепарацию шлакового продукта из осадительной камеры классификатора осуществляют в магнитном поле с напряженностью 96-150 кА/м и частотой 10-15 Гц.