Способ получения из вторичного алюминиевого сырья глиноземсодержащего материала для рафинирования и формирования шлака при выплавке стали. Российский патент 2021 года по МПК C22B7/04 C22B1/24 C22B9/10 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении из вторичного алюминиевого сырья глиноземсодержащего материала для рафинирования и формирования шлака при выплавке стали.

Известен способ, выбранный в качестве аналога, получения гранулированной шлакообразующей смеси, включающий измельчение и смешение ингредиентов, приготовление водной суспензии, гранулирование и термическую обработку (RU 2100131, опубликован 27.12.1997).

Известен способ переработки шлака алюминиевого производства с получением глиноземсодержащего сырья, выбранный в качестве второго аналога, заключающийся в измельчении шлака, разделении его на фракции, водном выщелачивании измельченного шлака, фильтрации раствора с разделением солевого раствора и твердого остатка, выпаривании солевого раствора, сушке и обжиге твердого остатка (RU 2215048, С22В 7/04, опубликован 27.10.2003).

Известен способ получения из вторичного алюминиевого сырья глиноземсодержащих гранул для рафинирования и формирования шлакообразующего материала при выплавке стали и глиноземсодержащие гранулы, полученные этим способом, выбранный в качестве прототипа. Способ включает термо-механическую переработку вторичного алюминиевого сырья с последующей многоступенчатой классификацией и магнитной сепарацией быстро охлажденных продуктов переработки. Раскаленные продукты помещают в охлаждающий агрегат, после охлаждения они проходят фракционную классификацию. Полученная фракция -50+10 мм и фракция +50 мм, подвергнутая дополнительному дроблению, магнитной сепарации и повторной классификации, подвергаются магнитной сепарации. Полученную в результате фракционной классификации фракцию -10 мм подвергают спеканию и рециклированию. Изобретение позволяет получить упрочненный материал с заданным фракционным составом, полностью очищенный от механической магнитной фракции, и стабильным химическим составом: Al не менее 8%, Al₂O₃ не менее 20%, S не более 0,03%, суммарное содержание хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов не более 45% (RU 2584623, опубликованный 20.05.2016 г.).

Основными и существенными недостатками аналогов и прототипа является то, что при переработке спеканием большого объема фракции -10 мм процесс весьма энергозатратен. Процесс не предусматривает переработку пылевидной фракции. Применение связующего на водной основе для формирования таблеток из фракции -10 мм вызывает бурную реакцию с выделением аммиака. Данная реакция обусловлена наличием в составе шлака нитрида алюминия и его взаимодействия с водой.

Задачей заявленного изобретения является устранение недостатков аналогов и прототипа, а техническим результатом - повышение производительности прессования, снижения энергозатрат, использование пылевидной фракции в производстве стабильных гранул из фракции -10 мм и пылевидной фракции, прессование гранул, при этом усилие прессования снижается до 40 тн. и повышается скорость вращения бандажей пресса до 40 об/мин.

Задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ переработки вторичного алюминиевого сырья с получением глиноземсодержащего материала для рафинирования и формирования шлака при выплавке стали, включающий измельчение вторичного алюминиевого сырья, разделение на фракции: -10 мм, +10-50 мм, +50 мм, после чего частицы фракции +10-50 мм подвергают магнитной сепарации и упаковывают в тару, частицы фракции +50 мм подвергают первичной магнитной сепарации, дроблению до фракции +10-50 мм, вторичной магнитной сепарации с последующей упаковкой в тару, а фракцию -10 мм подвергают вторичной магнитной сепарации, отличающийся тем, что пылевидную фракцию и фракцию -10 мм смешивают с двухкомпонентным связующим на безводной основе, состоящим из органического и неорганического на основе полиацетатов, после этого производят формирование таблеток путем прессования.

1. Исходный материал в раскаленном виде помещается в охлаждающую установку. В процессе охлаждения материал «дробится» приобретает форму гранул и окатывается.

2. После охлаждения материал подается в классификатор фракций, на котором гранулы разделяются на три фракции: фракцию 1 -10 мм; фракцию 2 +10-50 мм и фракцию 3 +50 мм.

3. Фракция 1, составляющая не менее 50% исходного продукта и пылевидная фракция, после предварительной магнитной сепарации, подаются в смеситель вместе со связующим, для получения однородной смеси. После этого смесь поступает в валковый пресс, где происходит формирование «таблеток» строго определенного размера. После прессования продукция упаковывается в соответствующую тару.

4. Фракция 2 проходит магнитную сепарацию и подается на упаковку.

5. Фракция 3 проходит последовательно дробление и магнитную сепарацию до фракции -50 мм. После чего проходит повторную операцию фракционной классификации. Полученный материал фракции +10-50 мм подается на упаковку.

Для переработки значительного объема фракции 1 (-10 мм) применение метода спекания становится экономически нецелесообразно. Также спекание не устраняет пылевидную фракцию. Отличительной особенностью данного изобретения является применение способа переработки фракции -10мм и пылевидной фракции путем прессования смеси фракции -10мм с двухкомпонентным связующим на безводной основе, при этом пылевидная фракция также поступает в техпроцесс.

Применение комбинированного связующего на безводной основе исключает реакцию с выделением аммиака. Отсутствие выделения газов и наличие связующего обеспечивает целостность отпрессованных таблеток (гранул).

Вторым важным эффектом применения комбинированного связующего является повышение производительности прессования за счет существенного снижения усилий прессования до 40 тн., что позволяет повысить скорость вращения бандажей пресса до 40 об/мин.

Анализ совокупности всех существенных признаков предложенного технического решения доказывает, что исключение хотя бы одного из них приводит к невозможности обеспечения достигаемого технического результата: повышения производительности прессования, снижения энергозатрат, утилизации пылевидной фракции и производства прессованием стабильных гранул из фракции -10 мм и пылевидной фракции, при этом усилие прессования снижается до 40 т и повышается скорость вращения бандажей пресса до 40 об/мин.

Анализ уровня техники показывает, что не известно такое изобретение, которому присущи признаки, идентичные всем существенным признакам данного технического решения, что свидетельствует о его неизвестности и, следовательно, новизне.

Заявленное изобретение соответствует критерию изобретательского уровня, поскольку оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.

При осуществлении изобретения действительно реализуется предложенный технологический процесс, что свидетельствует о его промышленной применимости.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для переработки вторичного алюминиевого сырья с получением глиноземсодержащего материала для рафинирования и формирования шлака при выплавке стали. Осуществляют измельчение вторичного алюминиевого сырья, разделение на фракции: -10 мм, +10-50 мм, +50 мм, после чего частицы фракции +10-50 мм подвергают магнитной сепарации и упаковывают в тару, частицы фракции +50 мм подвергают первичной магнитной сепарации, дроблению до фракции +10-50 мм, вторичной магнитной сепарации с последующей упаковкой в тару, а фракцию -10 мм подвергают вторичной магнитной сепарации. Пылевидную фракцию и фракцию -10 мм смешивают с двухкомпонентным связующим на безводной основе, состоящим из органического и неорганического на основе полиацетатов, после этого производят формирование таблеток путем прессования. Изобретение позволяет повысить производительность прессования, снизить энергозатраты, при этом усилие прессования снижается до 40 т и повышается скорость вращения бандажей пресса до 40 об/мин.

Способ переработки вторичного алюминиевого сырья с получением глиноземсодержащего материала для рафинирования и формирования шлака при выплавке стали, включающий измельчение вторичного алюминиевого сырья, разделение на фракции: -10 мм, +10-50 мм, +50 мм, после чего частицы фракции +10-50 мм подвергают магнитной сепарации и упаковывают в тару, частицы фракции +50 мм подвергают первичной магнитной сепарации, дроблению до фракции +10-50 мм, вторичной магнитной сепарации с последующей упаковкой в тару, а фракцию -10 мм подвергают вторичной магнитной сепарации, отличающийся тем, что пылевидную фракцию и фракцию -10 мм смешивают с двухкомпонентным связующим на безводной основе, состоящим из органического и неорганического на основе полиацетатов, после этого производят формирование таблеток путем прессования.