СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ И ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Российский патент 2015 года по МПК C22B7/02 C22B19/00 B03B7/00 

Изобретение относится к горно-обогатительной и металлургической промышленности, в частности к технологии переработки шламов, полученных в результате газоочистки доменного, кислородно-конвертерного, мартеновского, электросталеплавильного и других металлургических переработок, а также может использоваться для переработки отходов, образующихся в результате работы металлургических и горно-обогатительных комбинатов и теплоэлектростанций, работающих на твердом топливе.

Особенностью переработки шламов и порошков, образовавшихся в результате работы предприятий, является то, что относительно большие частицы (более 50 мкм) покрыты тонкой пленкой (1-5 мкм, в некоторых случаях до 20 мкм, по данным оже-спектрального анализа) шпинели, содержащей железо - цинк, в отдельных случаях с добавками свинца и других металлов. Кроме того, практически всегда на больших частицах размещены мелкие прилипшие к ним частицы, размер которых составляет в пределах от частиц микрона до нескольких микрон.

Также в состав шламов, пылей металлургических производств входит достаточно большое количество частиц, размером до 50 мкм, анализ которых методами микрорентгенспектрального, оже-спектрального и рентгенфлюоресцентного анализов позволил сделать вывод, что они практически всегда представляют собой смесь оксидов цинка и железа с примесью оксидов свинца. Частицы мелкой фракции представляют собой сростки оксидов различных металлов, соединенных между собой в результате действия сильных адгезионных связей или в результате образования на их границах соединения типа шпинели. В связи с этим необходимо предварительно очистить частички от соединений цинка и других тяжелых металлов, разрушить соединения между отдельными частицами конгломератов, а лишь потом подвергать обогащению полученный продукт.

Шламы, в основном, состоят из оксидов железа, представляющих значительный интерес как сырье для металлургической промышленности. Однако повышенное содержание в них оксидов цинка (на некоторых металлургических комбинатах содержание цинка доходит до 20%) не позволяет их напрямую использовать в металлургическом цикле, так как присутствие цинка значительно снижает эффективность металлургического производства. В связи с этим только незначительная часть из

накопленных шламов используется как сырье в металлургическом производстве в качестве добавки к агломерату.

В мире широко известен способ переработки шламов, образующихся в результате очистке отходящих газов доменных печей, при производстве стали при кислородно-конвертерном, электросталеплавильном процессе и других аналогичных производствах.

Долгое время для удаления цинка из полезных ископаемых, шламов металлургических предприятий использовали вельц - печи, являющиеся одним из разновидностей барабанных печей. Вельц-процесс, хотя и является достаточно эффективным процессом удаления цинка, требует, однако, больших затрат энергии, а также крайне экологически опасный [П.А. Козлов Вельц-процесс. М., ФГУП ИД «Руда и металлы», 2002, 176 с].

Одним из первых технических решений по извлечению цинка из шламов был разработанный в 1980 г. японской фирмой "Мицуи и К⁰" альтернативный способ переработки пылей и шламов с большим содержанием цинка и других примесей - «процесс Раса - НГП». Гранулометрическое разделение осуществляют в специальном аппарате - гидронегаклоне (гидроциклон с отрицательным давлением на сливном патрубке), процесс описан в издании «Removal of zinc from dust generated in iron making by a wet system, RasaN.G.P. process» [Материал японской фирмы «Мицуи и К⁰», 1980. 15 с].

Исследования фирмы "Син Ниппон" показали, что цинк в доменных шламах содержится, в основном, в наиболее тонкой фракции (до 20 мкм), железо сравнительно равномерно распределено во всех фракциях, а углерод - в наиболее крупных. На этой основе была разработана технология отделения наиболее тонкой фракции (содержащей соединения цинка) с помощью гидроциклона. Сгущенный шлам направляют в вакуум-фильтры, затем в тарельчатый окомкователь для получения миниокатышей (1-5 мм), которые далее поступают на агломашину. Слив гидроциклонов с содержанием твердого вещества 2% подают в отстойники, откуда через 3 ч шлам с концентрацией твердых частиц 9% подают в фильтр-пресс, а осветленную воду возвращают в первичный отстойник. При содержании цинка на входе в гидроциклон 3 - 5 % в шламе, подаваемом на окомкование (а в дальнейшем на агломерацию), содержится цинка всего 1 %, в то время как в сливе гидроциклона, количество его достигает 8 - 15 %. Поскольку в сгущенном продукте и, следовательно, в миниокатышах содержится довольно много углерода, удельный расход кокса при агломерации удается снизить до 2 кг/т чугуна, а количество цинка, поступающего в доменную печь с агломератом, составляет 0.2 кг/т чугуна. В «процессе Раса - НГП» используется специальный агрегат, с помощью которого с твердых частиц снимается (обдирается) поверхностный слой, содержащий соединения

цинка [«Removal of zinc from dust generated in iron making by a wet system, RasaN.G.P. process». Материал японской фирмы «Мицуи и К⁰», 1980. 15 с].

Особенностью данного процесса является отделение частиц размером менее 20 мкм, а также «обдирание» поверхности крупных частиц с использованием устройства, аналогичного описанному в патенте RU №2146225 Cl, C01F 7/46, 2000, «Способ и устройство для механической очистки порошка от прилипающих к его поверхности загрязнений в виде частиц».

К недостаткам данного процесса можно отнести то, что не все мелкие поверхностные частицы, содержащие цинк, отделяются, а также то, что с тонкой фракцией удаляется достаточно большое количество железа, которое в дальнейшем теряется для возврата в производство.

Описанные выше процессы также малоэффективны для частиц шламов, представляющих из себя «полые шарики с ажурной структурой поверхности» с отверстиями, внутри которых сосредоточены оксиды цинка, свинца и другие мелкодисперсные составляющие. Удалить их из таких полостей с применением вышеуказанных технологий практически невозможно.

В работе «Разработка комплексной технологии обесцинкования доменных шламов ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат» приведены данные о том, что основное количество цинка содержится во фракции, размер частиц которой меньше 50 мкм [Плюснин А.В., Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов, Екатеринбург, 2009 г, ОАО Уральский институт металлов].

В работе практически повторены результаты, получаемые в «процессе Раса - НГП», вместе с тем, в ней автор показал эффективность технологии, в которой железорудный концентрат выделяют мокрой магнитной сепарацией, а цинксодержащее сырье и углеродсодержащий концентрат выделяется с использованием флотационных процессов.

При определенной эффективности данного процесса флотация - достаточно сложный процесс, который также экологически небезопасен. Предлагаемая технология не обеспечивает удаление с поверхности «крупных» частиц (более 50 мкм) пленок, содержащих цинк, свинец и другие тяжелые металлы. Необходимо отметить, что после процесса флотации частицы загрязнены реагентами, которые желательно отмывать перед использованием получаемого порошка в производстве.

Известен способ, предусматривающий восстановление цинка из его соединений, преимущественно оксидов, в восстановительной среде, образованной за счет неполного окисления углерода с последующим возгоном металлического цинка и свинца, процесс

Primus, разработанный фирмой PaulWurthS.A. При попадании паров цинка и свинца из восстановительной в окислительную атмосферу они окисляются, а затем оксиды улавливаются в системах газоочистки [Б.И. Бондаренко, В.А. Шаповалов, Н.И. Гармаш. Теория и технология бескоксовой металлургии. Киев, Наукова Думка, 2003. - с. 359 - 362].

Существует и целый ряд других способов переработки железоцинксодержащих пылей и шламов с использованием термических методов обработки. Все они ориентированы на протекание окислительно-восстановительных реакций, в результате которых происходит отделение цинка, свинца и др. нежелательных металлов от оксидов железа.

Известен способ непрерывной переработки железоцинкосодержащих пылей и шламов [RU №2403302 Cl, С22В 19/30, 2010]; восстановления цинксодержащего электросталеплавильного шлама в неизотермических условиях [Дюбан В.П., Теплов О.Α., Леонтьев Л.В. ВАТ «Черметинформация», Бюллетень «Черная металлургия», 4, 2007, - с. 62 - 68], в которых, в основном, обсуждаются методы и методология переработки железосодержащего сырья с примесью соединений цинка и свинца.

При достаточно высокой эффективности термических методов переработки техногенных железосодержащих отходов их общим недостатком является значительный перерасход энергоресурсов, а также достаточно значительные выбросы в атмосферу углекислого газа (СО₂), угарного газа (СО), а также оксидов цинка и свинца в виде частиц размером менее 5 мкм.

Известен способ непрерывной переработки пыли и шламов, содержащих железо и цинк, согласно которому осуществляют переработку путем дезинтеграции исходного сырья в ротационно-пульсационно-кавитационном аппарате непрерывного действия при соотношении твердого к жидкому как 1:4 и при избыточном давлении 5 атм на входе в аппарат. Обработанный материл в дальнейшем подают в флотомашины с выделением цинксодержащего вещества как вредной примеси в пенный продукт, а камерный продукт направляют на гравитационную классификацию, при которой осуществляют выделение мелкой и крупной фракции, которые по отдельности направляют на мокрую магнитную сепарацию в сепараторах с постоянными магнитами с получением кондиционного железосодержащего концентрата, очищенного от цинка и отвальных хвостов [RU №2340403 С2, В03В 9/06, 2008].

Основным недостатком данного способа является необходимость отмывания полученного промышленного продукта от реагентов, используемых при флотации, а также невозможность выделения в отдельный продукт графита, который в достаточно больших количествах присутствует в шламах ряда металлургических производств.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ комплексной переработки шламов металлургических производств, включающий добычу исходного сырья и отделение из него некондиционных и негабаритных предметов, измельчение его и классификацию с образованием двух потоков, один из которых представляет собой неметаллосодержащий продукт, а другой - материал, являющийся металлосодержащим товарным продуктом. Исходное сырье подвергают дезинтеграции, при которой осуществляют отделение засоряющих частиц, после этого очищенный продукт направляют на подготовительную гравитационную классификацию, при которой слив - цинксодержащее сырье - направляют на последующее извлечение полезного компонента, а сгущенный продукт подвергают ультразвуковой очистке и гравитационной сепарации, в результате которой образованный слив - цинксодержащее сырье - направляют на последующее извлечение полезного компонента, а сгущенный продукт - железосодержащее сырье - направляют на магнитную сепарацию, при которой разделяют исходный продукт на магнитный и немагнитный продукты. Немагнитный продукт подвергают обезвоживанию и сушке, после чего подают на электросепарацию, в результате которой неэлектропроводный продукт - кварцсодержащие пески - направляют на склад, а электропроводящий продукт - угольно-графитовый концентрат - дообогащают с получением углесодержащего товарного продукта. Магнитовосприимчивый продукт, полученный в результате магнитной сепарации, обезвоживают, вносят в него вяжущее, например известь, а также вносят восстановитель, например измельченный уголь, при этом полученный продукт после смешивания подвергают сушке с последующим обжигом, в результате которого осуществляют восстановление окислов железа и получают железосодержащий концентрат. При обжиге образованные газообразные продукты, содержащие цинк, конденсируют, получая цинксодержащий концентрат [UA №65855 U, С22В 7/00, 2011].

Несмотря на значительные преимущества данной технологии, она также не лишена ряда недостатков. В первую очередь, это недостаточная степень очистки исходного вещества от цинк-, свинецсодержащих соединений, а также довольно большие потери железа в сливе. Это связано с тем, что при первичной дезинтеграции шламов в слив попадает значительное количество железа (до 45 % от количества твердой фазы, содержащейся в сливе). В дальнейшем из слива без дополнительной обработки извлекают твердое вещество, направляемое для переработки на специализированные предприятия. Цинксодержащий концентрат, направляемый на переработку, содержит до 45-50 % железа, которое теряется для дальнейшего использования в производстве. Для достижения содержания цинка в пределах 0,1 % в приведенной технологии

предусмотрена термическая обработка полученного железорудного концентрата с добавлением угля и извести. Это способствует восстановлению остаточных оксидов цинка и свинца в цинк и свинец, их испарению, в результате которого они удаляются из железорудного концентрата. Пары цинка, попадая в окислительную атмосферу, окисляются до оксидов цинка и улавливаются системой фильтров, однако сверхмелкодисперсная фракция (менее 5 мкм) попадает в выбросы и поступает в окружающую среду.

Процесс термической доводки в данной технологии резко снижает ее экологическую привлекательность, увеличивает расходную часть при переработке шламов и пыли.

Также необходимо отметить недостаточно высокую эффективность воздействия ультразвуковых колебаний постоянной частоты и низкой амплитуды на процесс очистки поверхностей, внутренних полостей, раковин, трещин цинк-, свинецсодержащих соединений. Это связано с тем, что образованные кавитационные пузырьки имеют практически одинаковый размер и не могут с одинаковой эффективностью воздействовать на частицы разного размера. Также обработка происходит не во всем объеме, а только на достаточно узком участке объема - так называемой зоне пучности. Это влияет на качество очистки и требует значительного срока воздействия, а также максимально точного расположения потока пульпы для воздействия ультразвуковых колебаний, что приводит к уменьшению производительности технологической линии и потери качества полученного продукта.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа комплексной переработки шламов металлургических производств для повышения степени очистки твердых частиц от соединений тяжелых металлов во всем объеме пульпы, повышения эффективности обработки частиц шламов в широком диапазоне крупности и получения практически чистого от соединений тяжелых металлов железорудного концентрата.

Поставленная задача решается тем, что в способе комплексной переработки шламов металлургических и горно-обогатительных предприятий, включающем приготовление пульпы, дезинтеграцию первичного сырья, ультразвуковую обработку, создание двух потоков, магнитную сепарацию, электросепарацию, сушку, согласно изобретению при дезинтеграции удаляют из первичного сырья негабаритные включения, размер которых превышает 5 мм в одном из направлений, после этого из полученного продукта готовят пульпу в соотношении 1:3 - 1:5 твердого вещества к жидкости, затем полученную пульпу в потоке обрабатывают высокоамплитудными ультразвуковыми колебаниями с плавающей частотой ультразвука для дополнительной дезинтеграции частиц шлама, далее проводят гравитационную сепарацию, при которой образуется два потока,

содержащих цинк-, свинецсодержащие продукты, один из потоков - слив = содержит частицы менее 50 мкм, второй из потоков - сгущенный продукт - содержит частицы, размер которых превышает 50 мкм, после этого каждый из потоков дополнительно обрабатывают токами высокой и/или сверхвысокой частоты, затем осуществляют ультразвуковую высокоамплитудную обработку с плавающей частотой и магнитную сепарацию, при которой из слива дополнительно извлекают железосодержащий продукт, процесс обработки слабомагнитного вещества осуществляют ультразвуковыми высокоамплитудными колебаниями с частотой, приводящей к образованию кавитационных пузырьков, размер которых можно сравнить с размером обрабатываемых частиц - от 2 до 50 мкм, далее сгущенный продукт после дополнительной обработки высокоамплитудными ультразвуковыми колебаниями разделяют на гидроциклонах с получением слива с повышенным содержанием цинка, полученный поток направляют в поток слива и подают на первичную магнитную сепарацию, второй сгущенный продукт также направляют на магнитную сепарацию, получая сильно- и слабомагнитные железосодержащие продукты и немагнитный продукт, состоящий из углерода в модификациях - графит и углерод, а также кварцевый песок, немагнитный продукт осушают и разделяют на электросепараторах на углеродсодержащий продукт и кварцевый песок, железосодержащий продукт осушают до необходимой влажности и направляют для дальнейшего использования в металлургическом процессе как железорудный концентрат.

В цинксодержащем концентрате содержание цинка достигает 40 %, в железосодержащем концентрате содержание железа составляет в пределах 62 - 74 %, а содержание цинка не превышает 0,15%.

В способе могут осуществлять дополнительную обработку токами высокой и/или сверхвысокой частоты в течение от 0,01 до 1 с.

Обработку ультразвуковыми колебаниями с плавающей частотой осуществляют волнами в диапазоне частот от 20 до 1000 кГц с использованием дискретных излучателей с фиксированными частотами.

В заявляемом способе переработки отсутствует термическая обработка, которая фактически заменена обработкой токами высокой и/или сверхвысокой частоты, при воздействии которых на отдельные твердые частицы в водной среде происходит их краткосрочный разогрев, что приводит к образованию в различных химических соединениях и минералах, присутствующих в шламах, дополнительных напряжений, возникающих из-за разности в коэффициентах термического расширения минералов и химических соединений, из которых состоят частицы шлама. Такая дополнительная обработка приводит к возникновению дополнительных трещин, разрыхлению пленок и

конгломератов, образованных цинк-, свинецсодержащими шпинелями (соединениями). Дальнейшая высокоамплитудная ультразвуковая обработка обеспечивает легкую и полную очистку твердых частиц от соединений тяжелых металлов во всем объеме пульпы. Использование плавающей частоты, а также различных частот способствует генерации кавитационных пузырьков в широком размерном диапазоне (от 10 до 160 мкм в зависимости от частоты ультразвука). Это обеспечивает значительную эффективность обработки частиц шламов в широком диапазоне крупности и способствует получению практически чистого от соединений цинка (соединений других тяжелых металлов) железорудного концентрата (содержание цинка не более 0,15 % ) с содержанием железа от 62 до 74%. Параллельно получают цинксодержащий концентрат, углерод и песок.

Кавитационное воздействие, генерируемое пузырьками разного размера, позволяет с высокой эффективностью влиять на крупные частицы шлама (более 50 мкм), очищая их поверхности от налипших частиц, размер которых значительно меньше, чем 50 мкм, и разрушая поверхностные пленки, образованные из соединений, включающих цинк, свинец и другие тяжелые металлы. Кроме того, ультразвуковое воздействие приводит к разрушению сросток частиц, возникших вследствие адгезионного слипание, благодаря как хранению в отвалах, так и термическому воздействию в процессе возникновения шламов. Разрушение сростков частиц приводит к получению дополнительного количества железосодержащего концентрата и значительно улучшает качество цинксодержащего концентрата из-за уменьшения поступления в него железа и роста процентного содержания цинка и свинца.

Ультразвуковая высокоамплитудная обработка с плавающей частотой в пределах от 20 кГц до 1000 кГц способствует процессу кавитации на каждой из твердых частиц шлама независимо от ее размера, что обеспечивает их максимальную очистку.

Изобретение поясняется технологической схемой.

Способ комплексной переработки шламов металлургических предприятий осуществляют следующим образом.

Исходным сырьем служат шламы металлургического или горно-обогатительного производства, или зола теплоэлектростанций, работающих на твердом топливе, состоящие из обводненных шламов, складированных в шламохранилищах, шламов частично обезвоженных, хранящихся под открытым небом, и сухих шламов. Гранулометрический состав шламов металлургического, горно-обогатительного производств и частиц золы теплоэлектростанций, работающих на твердом топливе находится в широком диапазоне размеров частиц - от 1 мкм до нескольких миллиметров.

Складирования шламов в шламохранилищах под открытым небом приводит к тому, что под воздействием гравитации, внешнего атмосферного воздействия они уплотняются, цементируются, что вызывает необходимость предварительной подготовки техногенного сырья к дальнейшей переработке.

Сначала первичное сырье с помощью специальной техники (например, экскаваторов) удаляют из шламохранилищ (1), отгружают на транспортные средства (автотранспорт, конвейеры и др.), которые подают из приемного бункера технологической линии.

После этого из сырья с помощью системы грохотов, валковых дробилок, скруббер-бутар удаляют негабарит (частицы, более 5 мм в одном из направлений), при этом происходит разрыхление сырья (2) и приготовление пульты с содержанием твердого вещества к жидкости в соотношении 1:3 - 1:5 (3).

После приготовления пульпы ее обрабатывают высокоамплитудными ультразвуковыми колебаниями с плавающей частотой, генерирующей во всем объеме пульпы сильное кавитационное воздействие пузырьками, размеры которых позволяют эффективно влиять практически на все твердые частицы в диапазоне от 5 до 1000 мкм и больше (4).

Затем обработанную пульпу подают на гравитационную сепарацию в систему гидроциклонов (5), в которых происходит классификация первичного продукта по размеру частиц. Мелкие частицы, размер которых не превышает 50 мкм, направляют к сливу (состоит из зумпфов, насосов, трубопроводов) (6), с дальнейшей обработкой током высокой и/или сверхвысокой частоты (используют промышленные серийные генераторы), высокоамплитудной ультразвуковой обработкой в диапазоне частот от 20 кГц до 1000 кГц (нестандартное оборудования) повышенной мощности и магнитной сепарацией (используют промышленное оборудование) (7). Пульпу, в которой размер частиц превышает 50 мкм (8), также направляют на обработку токами высокой частоты и/или сверхвысокой частоты с последующей обработкой высокоамплитудными ультразвуковыми колебаниями повышенной мощности (в диапазоне частот от 20 кГц до 400 кГц, нестандартное оборудование) (9). При таком совместном воздействии эффективно разрушаются и удаляются продукты, содержащие цинк и свинец, с поверхностей частиц, а также внутренних полостей, трещин, каверн и др. После обработки пульпу направляют на гравитационную сепарацию (10) в гидроциклонах. Пульпу, содержащую частицы менее 50 мкм, направляют к сливу (6), а пульпу, содержащую частицы размером 50 мкм, - условно большую фракцию в виде сгущенного продукта (11), дополнительно корректируют соотношением твердого вещества к

жидкости в пределах 1:3 - 1:5 (система (11) содержит зумпфы, оборудованные мешалками и трубопроводами для подачи жидкости) и подают на магнитную сепарацию (12). В результате магнитной сепарации получают слабомагнитный железосодержащий продукт (13), сильномагнитный железосодержащий продукт (14) и немагнитный продукт (15), состоящий, в основном, из частиц углерода и кварцевого песка. Магнитовосприимчивый продукт (16) накапливают в зумпфе и с помощью насосного оборудования подают на обработку высокоамплитудными ультразвуковыми излучениями на нестандартном ультразвуковом оборудовании (17) в диапазоне частот от 20 кГц до 400 кГц, после которого пульпу подают на гравитационную сепарацию в гидроциклонах (18). Изъятую мелкодисперсную цинк-, свинецсодержащую пульпу с использованием трубопроводов (19) направляют в промежуточную накопительную емкость (20) с последующей подачей в первичный слив (6) для переработки. Сгущенный продукт, представляющий собой железосодержащий концентрат, после удаления влаги подают на отгрузку (21).

Немагнитный продукт с помощью шнековой сушилки осушают (22) и подают в электросепарацию (промышленное, серийное оборудование) (23) с последующим получением товарных продуктов - углерода (24) и кварцевого песка ( 25).

Слив, образованный тремя потоками, обрабатывают токами высокой и/или сверхвысокой частоты и высокоамплитудным ультразвуковым излучением с плавающей частотой в пределах от 40 кГц до 1000 кГц (7), выбранной таким образом, чтобы обеспечить максимальное разрушительное воздействие кавитационных пузырьков на частицы, размер которых находится в пределах +1 мкм - 50 мкм. Это способствует разрушению сростков, образовавшихся в результате физико-химического слипания частиц оксидов железа и оксидов цинка и свинца, а также позволяет эффективно отделить цинк, свинецсодержащей шпинели от оксидов железа различной стехиометрии.

После такой обработки пульпу направляют на магнитную сепарацию (26), в результате которой выделяют сильномагнитный (27), слабомагнитный (28) и немагнитный (содержащий до 40 % цинка) продукты (29). Сильномагнитный продукт после удаления влаги направляют на отгрузку (21). Слабомагнитный продукт (28), состоящий, в основном, из цинка, свинецсодержащих соединений, направляют на дополнительную высокоамплитудную ультразвуковую обработку (30) и магнитную сепарацию (31). В результате этих операций получают железосодержащий концентрат, содержание железа в котором находится в пределах от 62 до 74 %, который после удаления влаги (с использованием пресс-фильтров) направляют на отгрузку (21), а немагнитную мелкодисперсную цинк-, свинецсодержащую пульпу направляют на процесс коагуляции

(на специальном оборудовании, в котором есть мешалки, дозаторы коагулянтов, система отгрузки и пресс-фильтр) (33) с последующим выделением цинк-, и свинецсодержащих соединений. В качестве коагулянтов подобраны вещества, безопасные для окружающей среды и не влияющие на процессы дальнейшей переработки получаемого продукта. После удаления влаги (на серийном оборудовании) цинксодержащий концентрат с содержанием цинка от 30 % до 40 % направляют на отгрузку (34).

Изобретение относится к способу переработки шламов металлургических и горно-обогатительных комбинатов. Из исходного сырья при дезинтеграции удаляют негабаритные включения, из полученного продукта готовят пульпу и обрабатывают ее высокоамплитудными ультразвуковыми колебаниями, далее проводят гравитационную сепарацию, при которой образуется два потока, содержащих цинк- и свинецсодержащие продукты. Каждый из потоков обрабатывают токами высокой и/или сверхвысокой частоты, затем осуществляют ультразвуковую высокотемпературную обработку и магнитную сепарацию, при которой из слива дополнительно извлекают железосодержащий продукт. При этом обработку слабомагнитных веществ осуществляют ультразвуковыми высокоамплитудными колебаниями с частотой, приводящей к образованию кавитационных пузырьков. Далее сгущенный продукт разделяют на гидроциклонах с получением слива с повышенным содержанием цинка. Полученный поток направляют в поток слива и подают на первичную магнитную сепарацию, сгущенный поток также направляют на магнитную сепарацию, получая железосодержащие продукты и немагнитный продукт, состоящий из углерода, а также кварцевый песок. Немагнитный продукт осушают и разделяют на углеродсодержащий продукт и кварцевый песок. Железосодержащий продукт используют в виде железорудного концентрата. Техническим результатом является повышение эффективности обработки частиц шламов в широком диапазоне крупности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ комплексной переработки шламов металлургических и горно-обогатительных предприятий, включающий приготовление пульпы, дезинтеграцию первичного сырья, ультразвуковую обработку, создание двух потоков, магнитную сепарацию, электросепарацию и сушку, отличающийся тем, что при дезинтеграции удаляют из первичного сырья негабаритные включения, размер которых превышает 5 мм в одном из направлений, из полученного продукта готовят пульпу в соотношении 1:3-1:5 твердого вещества к жидкости, полученную пульпу в потоке обрабатывают высокоамплитудными ультразвуковыми колебаниями с плавающей частотой ультразвука для дополнительной дезинтеграции частиц шлама, далее проводят гравитационную сепарацию, при которой образуют два потока, содержащих цинк- и свинецсодержащие продукты, причем один из потоков - слив, содержащий частицы менее 50 мкм, а второй из потоков - сгущенный продукт, содержащий частицы, размер которых превышает 50 мкм, каждый из потоков дополнительно обрабатывают токами высокой и/или сверхвысокой частоты, затем осуществляют ультразвуковую высокоамплитудную обработку с плавающей частотой и магнитную сепарацию, при которой из потока слива дополнительно извлекают железосодержащий продукт, при этом осуществляют обработку слабомагнитных веществ ультразвуковыми высокоамплитудными колебаниями с частотой, приводящей к образованию кавитационных пузырьков, размер которых сравним с размером обрабатываемых частиц от 2 до 50 мкм, далее упомянутый сгущенный продукт после дополнительной обработки высокоамплитудными ультразвуковыми колебаниями разделяют на гидроциклонах с получением потока с повышенным содержанием цинка, полученный поток направляют в поток слива и подают на первичную магнитную сепарацию, а полученный при разделении на гидроциклонных сгущенный продукт также направляют на магнитную сепарацию с получением сильно- и слабомагнитных железосодержащих продуктов и немагнитного продукта, состоящего из углерода в модификациях - графит и углерод, а также кварцевого песка, немагнитный продукт осушают и разделяют на электросепараторах на углеродсодержащий продукт и кварцевый песок, железосодержащий продукт осушают до необходимой влажности и направляют для дальнейшего использования в виде железорудного концентрата.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в цинксодержащем концентрате содержание цинка достигает 40%, в железосодержащем концентрате содержание железа составляет в пределах 62-74%, а содержание цинка не превышает 0,15%.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительную обработку токами высокой и/или сверхвысокой частоты осуществляют в течение от 0,01 до 1 с.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку ультразвуковыми колебаниями с плавающей частотой осуществляют волнами в диапазоне частот от 20 до 1000 кГц с использованием дискретных излучателей с фиксированными частотами.