СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАКА Российский патент 2019 года по МПК C22B7/04 B03B9/04 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам переработки шлака для получения сырья с высоким содержанием железа.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является техническое решение из патента RU 2511556. Способ включает предварительное грохочение с выделением негабаритных кусков, сепарацию с выделением металлоконцентрата, дробление шлака, грохочение, дополнительное дробление и магнитную сепарацию с выделением магнитного и немагнитного продуктов. Дробление шлака осуществляют до фракции -10,0+0,0 мм с последующим его грохочением на три фракции: -10,0+1,0 мм, -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм. Фракцию -10,0+1,0 мм подвергают дополнительному дроблению и возвращают на грохочение. Каждую из двух фракций: -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм раздельно сушат. Затем двумя разделенными потоками подвергают сначала электросепарации с разделением на проводниковые и непроводниковые фракции. Каждую из полученных фракций подвергают последовательно сначала слабомагнитной, а затем сильномагнитной сепарации с выделением сильномагнитной фракции в виде железного скрапа и крупной и мелкой фракций металлической фазы ферросплавов и выделением немагнитной непроводниковой фракции в виде высокоглиноземистого концентрата.

Однако данный способ предполагает многоцикловое измельчение, что увеличивает время проведения операции, ресурсо- и трудоемкость процесса.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в низкой эффективности существующих способов обработки шлака с целью получения железа металлического.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение процентного содержания железа в конечном продукте при повышении производительности переработки.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе переработки шлака железосодержащий шлак дробят в роторной дробилке с линейной скоростью вращения била не менее 40 м/с, после чего осуществляют магнитную сепарацию.

В способе может быть использована роторная дробилка с вертикальным валом вращения.

После магнитной сепарации могут осуществлять разделение на фракции.

После разделения на фракции могут осуществлять дополнительную магнитную сепарацию с последующим разделением на фракции.

Заявляемое изобретение проиллюстрировано фигурой, на которой изображено семейство экспериментальных графиков зависимости процентного содержания Fe-железа в извлекаемом (конечном продукте) от скорости вращения била.

Способ осуществляют следующим образом.

Для получения железосодержащего продукта нужного качества используют одноцикловое непрерывное дробление в роторной дробилке, например, с вертикальным валом, с линейной скоростью вращения била 40 м/с и выше. При такой скорости воздействия била происходит разрушение большинства шлаковых образований из-за собственной хрупкости без разрушения кусочков и частиц железа, которые не крошатся и не дробятся благодаря своей пластичности, за счет чего повышается процентное содержание железа в конечном продукте.

Время дробления шлака определяется отрезком времени связанным с прохождением шлака в свободном падении через зону воздействия била, т.е. инструмента разрушения. Для повышения скорости прохождения продукта через дробилку можно загрузку в дробилку осуществлять с определенной высоты, обеспечивающей необходимую скорость вхождения продукта в дробилку за счет свободного падения.

Для дробления используют высокопроизводительные специальные дробилки, позволяющие с большой механической мощностью воздействовать на сырье-шлак, в частности, роторные дробилки с вертикальным валом вращения, позволяющие получать скорости более 100 м/с и сохраняющие свою работоспособность. Например, может быть использована роторная дробилка в соответствии с патентом RU 2305007.

На выходе дробилки получают сильно измельченный железосодержащий продукт фракции 0-50 мм. Далее измельченный продукт проходит многократное разделение на фракции (рассев) с магнитной сепарацией и получают мелкодисперсное железо (МДЖ).

Для магнитной сепарации и рассева по фракциям получаемого продукта можно использовать любые стандартные устройства, обеспечивающие необходимую производительность и состав выходного продукта МДЖ. На выходе магнитного сепаратора получают железосодержащий продукт с нужным содержанием Fe общего, т.е. Fe-металлического и FeO- в окислах.

Заявляемым способом осуществляют углубленную переработку твердых шлаковых отходов от металлургического производства, в результате которого образуется новый вид продукта (сырья) для металлургического производства, характеризуемый размером частиц от 0 до 50 мм с общим содержанием железа общего более 70% и называемый мелкодисперсное железо (МДЖ).

Особенностью данного способа переработки железосодержащих шлаков является прямая зависимость глубины извлечения железа из шлака и получаемая величина железа общего в продукте на выходе от линейной скорости била. Началом эффективной переработки шлака является линейная скорость 40 м/с воздействия била. При дальнейшем линейном увеличении скорости била показатели глубины извлечения железа из шлака увеличиваются с одновременным увеличением содержания железа общего в получаемом продукте МДЖ. Подобрав необходимую линейную скорость била в интервале 40 м/с и более можно получить желаемое извлечение железа из сталеплавильного шлака и качество продукта мелкодисперсного железа (МДЖ).

Заявляемый способ позволяет как извлечь, так и доизвлечь из шлака Fe-металлического и в FeO- в окислах дополнительный объем, а также улучшить качество железосодержащих отходов до требуемого технологией качества и повысить качество уже имеющихся железосодержащих отходов.

Приведенные примеры являются частными случаями и не исчерпывают всех возможных реализаций заявляемого изобретения.

Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что различные вариации заявляемого способа не изменяют сущность изобретения, а лишь определяют его конкретные воплощения.

Изобретение относится к области металлургии, а именно способам переработки шлака для получения сырья с высоким содержанием железа. Мелкодисперсное железо с фракцией не более 50 мм с общим содержанием железа более 70% получают путем загрузки железосодержащего шлака в роторную дробилку с высоты, обеспечивающей необходимую скорость его вхождения в дробилку за счет свободного падения. Дробление шлака в роторной дробилке осуществляют с линейной скоростью вращения била не менее 40 м/с. После чего проводят многократное разделение продукта на фракции магнитной сепарацией. Способ обеспечивает повышение процентного содержания железа в конечном продукте и повышение производительности переработки шлака. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения мелкодисперсного железа с фракцией не более 50 мм с общим содержанием железа более 70%, характеризующийся тем, что осуществляют загрузку железосодержащего шлака в роторную дробилку с высоты, обеспечивающей необходимую скорость его вхождения в дробилку за счет свободного падения, последующее дробление шлака в роторной дробилке с линейной скоростью вращения била не менее 40 м/с и многократное разделение продукта на фракции с магнитной сепарацией.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют роторную дробилку с вертикальным валом.