ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БРИКЕТОВ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОКИСЛЕННЫЙ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2009 года по МПК C22B1/242 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к утилизации железосодержащих отходов, которые могут использоваться как дополнительное сырье для доменного и сталеплавильного производств.

Известна линия для производства холоднопрессованных брикетов из железосодержащих отходов металлургического производства, содержащая бункер для окалины, соединенный транспортером со смесителем, бункер для мелкой рудной пыли, соединенный подающим трубопроводом со смесителем, выполненным с возможностью взаимодействия с установкой брикетирования (см. патент РФ №2093592, МПК 6 С22В 1/24, заявлен 21.06.1993 г.).

Получаемые на этой линии совместным прессованием магнетитсодержащего (окалина) и мелкофракционного гематитсодержащего (мелкая рудная пыль) материалов брикеты содержат недостаточное количество гематитсодержащего материала, в результате чего не весь магнетитсодержащий материал переходит в гематитовую форму, поскольку только она может непосредственно восстанавливаться в доменной печи. Это приводит к низкому содержанию окислов железа в брикете, способных восстанавливаться в атмосфере доменной печи.

Существенными признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого технического решения, является наличие системы формования брикетов.

Недостатком аналога является то, что в нем не предусмотрено оборудование для извлечения из отходов обогащения железной руды относительно легко восстанавливаемого в условиях доменной печи окисленного железосодержащего материала, что существенно ограничивает технологические возможности линии.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению является поточная линия для размораживания железосодержащих материалов (см. а.с. СССР №779423, М. Кл.3 С22В 1/00, заявлено 24.07.78.). Линия содержит средство утилизации окисленного железосодержащего материала в составе установленных с возможностью взаимодействия системы извлечения окисленного железосодержащего материала из промышленных отходов и системы формования брикетов. Брикеты, получаемые на линии совместным прессованием подсушенной пульпы мелких фракций марганцевой руды, сухой колошниковой пыли, измельченного сухого бентонита и др. примесей, содержат недостаточное количество относительно легко восстанавливаемого в условиях доменной печи окисленного железосодержащего материала.

Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, является наличие установленных с возможностью взаимодействия системы извлечения окисленного железосодержащего материала из промышленных отходов и системы формования брикетов в составе емкости для приема сырья и связующего, смесителя и устройства формования брикетов, связанных между собой механизмами подачи, дозирования и транспортирования.

Недостатком прототипа является то, что в нем не предусмотрено оборудование для извлечения из отходов обогащения железной руды относительно легко восстанавливаемого в условиях доменной печи окисленного железосодержащего материала, что существенно ограничивает технологические возможности линии.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать линию для изготовления брикетов для металлургического производства на основе промышленных отходов, содержащих окисленный железосодержащий материал, путем расширения ее технологических возможностей за счет введения в нее новых звеньев, обеспечивающих извлечение из отходов обогащения железной руды железорудного концентрата. Линия возвращает отходы обогащения железной руды в металлургическое производство в виде брикета с повышенным содержанием относительно легко восстанавливаемых в условиях доменной печи окислов железа, что обеспечивает экономию кусковой руды, окатышей и, в целом, обеспечивает экологически безопасную переработку отходов обогащения железной руды.

Поставленная задача решается тем, что линия для изготовления брикетов для металлургического производства на основе промышленных отходов, содержащих окисленный железосодержащий материал, состоящая из установленных с возможностью взаимодействия системы извлечения окисленного железосодержащего материала из промышленных отходов и системы формования брикетов, содержащей емкости для приема сырья и связующего, смеситель и устройство формования брикетов, связанные между собой механизмами подачи, дозирования и транспортирования, согласно изобретению система извлечения окисленного железосодержащего материала из промышленных отходов содержит установленные последовательно и связанные механизмами подачи и транспортирования расходный бункер и средство для грохочения, связанное механизмами транспортирования с установкой сухой магнитной сепарации и с установкой гидродинамической классификации, содержащей установленные по ходу технологического процесса и связанные механизмами транспортирования шнековый смеситель, винтовой сепаратор и механизм обезвоживания, причем обе установки установлены с возможностью взаимодействия с емкостью для приема сырья системы формования брикетов.

Кроме того, в качестве механизма обезвоживания она содержит ленточный вакуум-фильтр, а в качестве механизмов транспортирования линия содержит шламонасосы и конвейеры, при этом в качестве устройства формования брикетов она содержит вибрационный пресс, а в качестве установки сухой магнитной сепарации последовательно установлены стержневой и роликовый магнитные сепараторы.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом, заключается в следующем.

Снабжение линии для изготовления брикетов для металлургического производства системой извлечения из промышленных отходов, а именно - из отходов обогащения железной руды, окисленного железосодержащего материала позволяет удалить пустую породу и направить на утилизацию железосодержащую часть отходов обогащения железной руды - железорудный концентрат, имеющий повышенное содержание окислов железа и другие полезные элементы (CaO, MgO, С и др.). Кроме того, мелкофракционный состав окисленного железосодержащего материала также способствует получению брикета с высокими металлургическими свойствами.

Обеспечение линии средством для грохочения отходов, где проводят выделение крупных фракций из общей массы отходов, хранящихся на открытом воздухе при естественной влажности, позволяет осуществить последующую сепарацию отходов без предварительной их подсушки.

Кроме того, первичное выделение крупных фракций из общей массы отходов обеспечивает извлечение и удаление фракций более 10 мм, не содержащих окисленного железосодержащего материала.

Установка сухой магнитной сепарации обеспечивает извлечение более крупных - от 2 мм до 10 мм ферромагнитных частиц окисленного железосодержащего материала, а установка гидродинамической классификации обеспечивает извлечение мелкофракционных - от 0,1 мм до 2 мм частиц окисленного железосодержащего материала из железосодержащих отходов обогащения железной руды.

Использование в качестве установки сухой магнитной сепарации последовательно установленных стержневого и роликового магнитных сепараторов обеспечивает извлечение из отходов широкого диапазона фракций железорудного концентрата - от 2 мм до 10 мм.

Таким образом, выполнение системы извлечения окисленного железосодержащего материала в виде установленных параллельно установок сухой магнитной сепарации и винтовой сепарации позволяет осуществить наиболее полное извлечение железорудного концентрата из отходов обогащения железной руды.

Установка винтовых сепараторов, работающих в условиях 45-60% влажности, позволяет применить для обезвоживания полученной пульпы с повышенным содержанием окисленного железосодержащего материала ленточные вакуумфильтры.

Гранулометрический состав извлеченного окисленного железосодержащего материала (фракции от 0,1 мм до 10 мм) обеспечивает удовлетворительное смешивание компонентов шихты, имеющих мало отличающиеся физико-химические свойства. Наличие в шихте фракций размером приблизительно 10 мм, которые являются опорным зерном при застывании брикетов, способствует улучшению твердения цемента.

Использование вибрационного пресса обеспечивает вибрационное прессование в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, необходимую плотность и прочность брикетов, а также условия обволакивания частиц магнетита мелкими гематитовыми фракциями. Это улучшает условия изготовления свободных от восстановителя брикетов, которые имеют не только высокую прочность без предыдущей или последующей термообработки, но и почти полностью восстанавливаются в условиях доменной печи.

Поскольку линия обеспечивает использование в шихте для изготовления брикетов в качестве окисленного железосодержащего материала, извлеченного из отходов обогащения железной руды, железорудного концентрата, то брикет, изготовленный из этой шихты, содержит повышенное количество относительно легко восстанавливаемых в условиях доменной печи окислов железа, а также определенное количество полезных элементов (CaO, MgO и др.) (по сравнению с использованием в качестве окисленного железосодержащего материала окалины (как в прототипе).

В целом наличие этого оборудования обеспечивает использование отходов обогащения железной руды и уменьшает вредное воздействие отходов горно-обогатительных фабрик на окружающую среду.

Изобретение объясняется чертежом, где приведена схема размещения оборудования линии для изготовления брикетов для металлургического производства на основе промышленных отходов, содержащих окисленный железосодержащий материал.

Линия для изготовления брикетов для металлургического производства на основе промышленных отходов, содержащих окисленный железосодержащий материал, содержит установленные с возможностью взаимодействия систему извлечения окисленного железосодержащего материала из промышленных отходов и систему формования брикетов.

Система формования брикетов содержит установленные по ходу технологического процесса емкости 20 для приема сырья и связующего, смеситель 16, устройство формования брикетов 17, соединенные между собой механизмами подачи, дозирования и транспортирования. Система извлечения окисленного железосодержащего материала из промышленных отходов (а точнее, из отходов обогащения железных руд), содержит установленные последовательно и связанные механизмами подачи 3 и транспортирования 4 расходный бункер 2 и средство для грохочения 6, соединенное механизмом транспортирования 11 с установкой сухой магнитной сепарации, включающей последовательно установленные стержневой 12 и роликовый 13 магнитные сепараторы, и механизмом транспортировки 5 с установкой гидродинамической классификации промышленных отходов в составе установленных по ходу технологического процесса и соединенных механизмами транспортировки шнекового смесителя 7, винтового сепаратора 9 и механизма обезвоживания 14, причем обе установки установлены с возможностью взаимодействия с емкостью 20 для приема сырья системы формования брикетов.

В качестве механизма 14 обезвоживания линия содержит ленточный вакуум-фильтр, а в качестве механизма транспортирования она содержит шламонасосы 8 и 10 и конвейеры 4, 5 и 11, кроме того, линия содержит вибрационный пресс 17 в качестве устройства формования брикетов.

Линия для изготовления брикетов для металлургического производства на основе промышленных отходов, содержащих окисленный железосодержащий материал, работает следующим образом.

Отходы обогащения железной руды фронтальным погрузчиком 1 подают в расходный бункер 2, из которого их посредством механизма 3 подачи (вибропитателя) подают на конвейер 4 и дальше на средство для грохочения 6.

На средстве для грохочения 6 производят разделение отходов на фракции от 0,1 мм до 2 мм, от 2 мм до 10 мм и больше 10 мм.

Отходы фракции от 2 мм до 10 мм конвейером 11 передают к стержневому магнитному сепаратору 12, на котором ферромагнитные частицы оседают на стержнях и после накопления автоматически перегружаются в емкость 20 для приема сырья системы формирования брикетов.

Материал, прошедший через стержневой магнитный сепаратор 12, передают к роликовому сепаратору 13, на котором происходит отбор ферромагнитных материалов более мелких фракций, прошедших с материалом через стержневой магнитный сепаратор 12.

Окисленный железосодержащий материал фракцией от 0,1 мм до 2 мм передается конвейером 5 к шнековому смесителю 7, куда одновременно поступает вода в соотношении к твердому как ((6/4):(7/4)).

После перемешивания пульпа шламонасосом 8 перекачивается к шламораспределителю винтового сепаратора 9.

Назначение винтового сепаратора 9 - обогащение «хвостов». В результате взаимодействия центробежных сил инерции, веса, трения и сил гидродинамического давления водного потока расслоившиеся минеральные зерна перераспределяются по ширине (сечению) желоба: зерна большей плотности концентрируются у внутренней границы потока, а легкие зерна пустой породы - у внешнего борта.

Пульпа с повышенным содержанием полезного компонента (окислы железа), прошедшая через винтовой сепаратор 9, передается на ленточный вакуум-фильтр 14 и после обезвоживания осадок поступает в систему формирования брикетов.

Отфильтрованная влага возвращается в смеситель 7.

Пульпа, содержащая пустую породу, шламонасосом 10 перекачивается в отвал.

Полученный путем переработки «хвостов» железосодержащий продукт с повышенным содержанием окислов железа поступает в емкость 20 для приема сырья и дальше в смеситель 16, куда через дозатор подается со склада 18 связующего доза связующего (цемент, известь, шлак, органические связующие и др.).

Исходя из требований потребителя брикетов из емкости для железосодержащих примесей 19 в состав сырья добавляют железосодержащий материал (прокатная окалина, магнитная составляющая металлургических шлаков, дробь и др.), а из емкости 15 пылесодержащие отходы металлургического производства (колошниковая пыль и др.).

Каждую порцию шихты перемешивают в течение определенного времени, а затем транспортером подают на вибрационный пресс.

После формования брикеты набирают прочность в естественных условиях.

Линия для изготовления брикетов возвращает отходы обогащения железных руд в металлургическое производство в виде сырья с повышенным содержанием окислов железа, обеспечивает экономию кусковой руды, окатышей и, в целом, обеспечивает экологически безопасный способ переработки отходов.

Изобретение относится к черной металлургии. Линия, состоящая из установленных с возможностью взаимодействия системы извлечения окисленного железосодержащего материала из промышленных отходов и системы формования брикетов, содержащей емкости для приема сырья и связующего, смеситель и устройство формования брикетов в виде вибрационного пресса, связанные между собой механизмами подачи, дозирования и транспортирования. Система извлечения окисленного железосодержащего материала из промышленных отходов содержит установленные последовательно и связанные механизмами подачи и транспортирования расходный бункер и средство для грохочения, связанное механизмами транспортирования с установкой сухой магнитной сепарации и с установкой гидродинамической классификации, содержащей установленные по ходу технологического процесса и связанные механизмами транспортирования шнековый смеситель, винтовой сепаратор и механизм обезвоживания в виде ленточного вакуум-фильтра, причем обе установки установлены с возможностью взаимодействия с емкостью для приема сырья системы формования брикетов. Изобретение обеспечивает возврат отходов обогащения железной руды в металлургическое производство в виде брикета с повышенным содержанием относительно легко восстанавливаемых в условиях доменной печи окислов железа. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Линия для изготовления брикетов для металлургического производства на основе промышленных отходов, содержащих окисленный железосодержащий материал, состоящая из установленных с возможностью взаимодействия системы извлечения окисленного железосодержащего материала из промышленных отходов и системы формования брикетов, содержащей емкости для приема сырья и связующего, смеситель и устройство формования брикетов, связанные между собой механизмами подачи, дозирования и транспортирования, отличающаяся тем, что система извлечения окисленного железосодержащего материала из промышленных отходов содержит установленные последовательно и связанные механизмами подачи и транспортирования расходный бункер и средство для грохочения, связанное механизмами транспортирования с установкой сухой магнитной сепарации и с установкой гидродинамической классификации, содержащей установленные по ходу технологического процесса и связанные механизмами транспортирования шнековый смеситель, винтовой сепаратор и механизм обезвоживания, причем обе установки установлены с возможностью взаимодействия с емкостью для приема сырья системы формования брикетов.

2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве механизма обезвоживания она содержит ленточный вакуум-фильтр.

3. Линия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве механизма транспортирования она содержит шламонасосы и конвейеры.

4. Линия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве устройства формования брикетов она содержит вибрационный пресс.

5. Линия по п.1, отличающаяся тем, что в качестве установки сухой магнитной сепарации последовательно установлены стержневой и роликовый магнитные сепараторы.