RU2145361C1 - Method of dump slags processing - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy, particularly, methods of processing of dump slags, mainly, electric furnace production of grade steels. SUBSTANCE: dump slags are processes in cold state by mechanical methods with additional magnetic and pneumatic separation. Method includes primary vibration separation and subsequent stage crushing of material up to final fractions of 0-5 and 5-10 mm with intermediate separation of pure metallic scrap before each stage of crushing, and also with intermediate vibration screening by fractions. Larger fractions are directed for repeated crushing. Finally crushed slag is subjected to gravity separation. In slag vibration separation, at the first stages of processing, roller grates allowing magnetizing of metals contained in slag are used to increase yield of metal from slag by magnetic separation. Besides, some technological improvements are introduced in process of pneumatic separation of slag. All these measures result in rising of metals recovery degree from slag up to 98%. Obtained metal contains in addition to iron, nickel, chromium, tungsten, vanadium, molybdenum. They are directed for remelting and used in further secondary metallurgical conversion processes, and slag remaining after recovery of metal is used in construction. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к переработке металлургических отвальных шлаков, которые образуются при производстве, в частности, специальных сталей в электропечах. The invention relates to the field of ferrous metallurgy, and in particular to the processing of metallurgical dump slags that are formed in the production of, in particular, special steels in electric furnaces.

Переработка отвальных шлаков и извлечение из них металлических компонентов, с последующим использованием их в качестве вторичного сырья, является одной из важных технологических проблем в металлургии. Во-первых, металл, полученный из металлургического шлака, дешевле металла, полученного из руды в результате ряда металлургических переделов. Во-вторых, оставшийся после извлечения металлов шлак также может быть полезно утилизирован, например, в строительстве. Наконец, переработка шлаковых отвалов позволяет очистить территорию, занимаемую отвалами, или, по крайней мере, не расширять ее до значительных пределов, т.е. такая переработка полезна и с точки зрения улучшения и экологической обстановки в отвальной зоне и вокруг нее. The processing of dump slag and the extraction of metal components from them, with their subsequent use as secondary raw materials, is one of the important technological problems in metallurgy. Firstly, metal obtained from metallurgical slag is cheaper than metal obtained from ore as a result of a number of metallurgical processes. Secondly, the slag remaining after metal extraction can also be useful utilized, for example, in construction. Finally, the processing of slag dumps allows you to clean the territory occupied by dumps, or at least not expand it to significant limits, i.e. such processing is also useful in terms of improvement and environmental conditions in the dump zone and around it.

Известен способ переработки металлургических шлаков, включающий погружение шлаков в расплав металла, нагрев и ввод в расплав присадки, позволяющей разделить оксиды и металл (см., например, заявку PCT N WO 95/18872, класс C 22 B 7/04, 1995). Такой способ технологически сложен, требует задалживания основной технологической плавильной емкости, больших энергозатрат, а применительно к переработке отвальных шлаков требует их встречной транспортировки из отвала к плавильному цеху, что крайне нерационально. A known method of processing metallurgical slag, including immersion of slag in a molten metal, heating and introducing into the molten additive, allowing the separation of oxides and metal (see, for example, PCT application N WO 95/18872, class C 22 B 7/04, 1995). Such a method is technologically complicated, requires fixing the main technological melting capacity, high energy consumption, and with regard to the processing of dump slags, it requires their onward transportation from the dump to the melting shop, which is extremely irrational.

Известен способ переработки отвальных шлаков, содержащих такие металлы, как вольфрам, молибден, никель, хром, железо, предусматривающий последовательные операции дробления, измельчения, спекания с содой, автоклавного выщелачивания и фильтрации (см., например, И.Ф. Худяков и др. Металлургия вторичных цветных металлов, М., Металлургия, 1987, с. 253-255, рис. 107). Этот известный способ предусматривает комбинированное воздействие на шлак: наряду с механическим также и химическое, и тепловое воздействие, что представляется с технологической точки зрения достаточно сложным. There is a method of processing waste slag containing metals such as tungsten, molybdenum, nickel, chromium, iron, providing for successive operations of crushing, grinding, sintering with soda, autoclave leaching and filtration (see, for example, I.F. Khudyakov and others Metallurgy of secondary non-ferrous metals, M., Metallurgy, 1987, S. 253-255, Fig. 107). This known method involves a combined effect on the slag: along with the mechanical chemical and thermal effects, which seems to be quite complicated from a technological point of view.

Накопленный к настоящему времени опыт переработки отвальных шлаков, в частности, электрометаллургического производства, позволяет сделать вывод, что высокой степени извлечения металлов из шлака можно достичь, используя только механические способы воздействия на шлаковый материал. Как известно, металл в шлаке преимущественно находится в виде так называемых "корольков", т. е. частиц металла, заключенных в неметаллическую оболочку собственно шлака. "Корольки" хорошо поддаются механическому воздействию, результатом которого является извлечение из них металла. The experience accumulated to date in the processing of dump slag, in particular, electrometallurgical production, allows us to conclude that a high degree of metal recovery from slag can be achieved using only mechanical methods of influencing slag material. As is known, the metal in the slag is predominantly in the form of the so-called "kings", that is, metal particles enclosed in the nonmetallic shell of the slag itself. "Kings" lend themselves well to mechanical stress, the result of which is the extraction of metal from them.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки отвальных шлаков, преимущественно, электрометаллургического производства специальных сталей, описанный в патенте РФ N 2117708, кл. C 22 B 7/04, 1998. Closest to the invention in technical essence and the achieved effect is a method of processing waste slag, mainly, electrometallurgical production of special steels, described in RF patent N 2117708, cl. C 22 B 7/04, 1998.

Известный способ включает в себя предварительную выборку из отвального шлака крупного металлического скрапа и виброразделение оставшегося шлака на две составляющие: пустая порода вместе со шлаком фракцией 0-30 мм и шлак размером куска 30-500 мм, первичное дробление второй составляющей до размера куска не более 150 мм, последующее двукратное повторное дробление, рассев по фракциям, сепарацию посредством виброгрохочения с рассеиванием шлака по четырем фракциям: 0-5 мм, 5-10 мм, 10-28 мм и свыше 28 мм, еще одно повторное дробление шлака последних двух фракций до фракций не свыше 10 мм и гравитационную сепарацию. The known method includes preliminary sampling of large metal scrap from the slag slag and vibrating the remaining slag into two components: waste rock together with slag fraction 0-30 mm and slag with a piece size of 30-500 mm, primary crushing of the second component to a piece size of not more than 150 mm, subsequent two-fold repeated crushing, sieving by fractions, separation by vibration screening with dispersion of slag into four fractions: 0-5 mm, 5-10 mm, 10-28 mm and more than 28 mm, another second crushing of slag of the last two fra shares up to fractions not exceeding 10 mm and gravity separation.

Описанный известный способ переработки отвальных шлаков выгодно отличается от ранее указанных тем, что в нем используются исключительно механические средства воздействия на перерабатываемый отвальный шлак, что упрощает способ при одновременном повышении его эффективности. The described known method for processing waste slag compares favorably with those previously indicated in that it uses exclusively mechanical means of influencing the processed waste slag, which simplifies the method while increasing its efficiency.

Дробление металла на достаточно мелкие фракции, по сравнению с другими известными технологиями, позволяет в дальнейшем, при сепарации, повысить выход чистого металла, за счет более полного извлечения его из мелких "корольков", и довести степень извлечения металла в результате переработки отвального шлака до 90-95%. Crushing the metal into fairly fine fractions, in comparison with other known technologies, further allows, during separation, to increase the yield of pure metal, due to more complete extraction of it from small "kings", and to increase the degree of metal recovery from processing waste slag to 90 -95%.

Однако при всех достоинствах известного способа заключенные в нем ресурсы извлечения металлов из шлака нельзя считать исчерпанными. От пяти до десяти процентов металлов все-таки остаются не извлеченными из шлака, а ведь речь идет о таких дорогих и дефицитных металлах, как никель, хром, вольфрам, молибден, ванадий. However, with all the advantages of the known method, the resources contained therein for extracting metals from slag cannot be considered exhausted. From five to ten percent of the metals are still not recovered from slag, and in fact we are talking about such expensive and scarce metals as nickel, chromium, tungsten, molybdenum, and vanadium.

Задачей изобретения является повышение степени извлечения металлов до 98% и соответственно снижение их содержания в оставшемся и в дальнейшем утилизируемом шлаке, что повышает его утилизационную пригодность. The objective of the invention is to increase the degree of extraction of metals up to 98% and, accordingly, reduce their content in the remaining and further utilized slag, which increases its utilization suitability.

Указанная задача решается тем, что в способе переработки отвальных шлаков, включающем в себя предварительную выборку из отвального шлака крупного металлического скрапа и виброразделение оставшегося шлака на две составляющие: пустая порода вместе со шлаком фракцией 0-30 мм и шлак размером куска 30-500 мм, первичное дробление второй составляющей до размера куска не более 150 мм, последующее двукратное повторное дробление, рассев по фракциям, сепарацию посредством виброгрохочения с рассеиванием шлака по четырем фракциям: 0-5 мм, 5-10 мм, 10-28 мм и свыше 28 мм, еще одно повторное дробление шлака последних двух фракций до фракций не свыше 10 мм и гравитационную сепарацию, согласно изобретению виброразделение шлака на две составляющие после выборки крупного металлического скрапа осуществляют на роликовой решетке, выполненной в виде свободно и последовательно надетых на неподвижные оси с радиальным зазором 2-6 мм рядов неприводных втулок, на выходе из-под упомянутой роликовой решетки шлак фракции 0-30 мм дополнительно подвергают магнитной сепарации, а шлак фракции 0-30 мм, прошедший магнитную сепарацию, а также шлак фракций 0-5 мм и 5-10 мм, прошедший гравитационную сепарацию на скоростном виброгрохоте, имеющем три сетки, подвергают последующей воздушной классификации в режиме кипящего слоя, при которой напор воздуха поддерживают в пределах 15700-34000 м³/час, причем в этих пределах увеличивают напор с ростом влажности шлакового материала.This problem is solved by the fact that in the method for processing waste slag, which includes preliminary sampling of large metal scrap from the waste slag and vibration separation of the remaining slag into two components: waste rock together with slag fraction 0-30 mm and slag piece size 30-500 mm, primary crushing of the second component to a piece size of not more than 150 mm, subsequent double repeated crushing, sieving by fractions, separation by vibration screening with dispersion of slag into four fractions: 0-5 mm, 5-10 mm, 10-28 mm e 28 mm, another re-crushing of the slag of the last two fractions to fractions no more than 10 mm and gravity separation, according to the invention, the slag is vibro-separated into two components after sampling a large metal scrap is carried out on a roller grate, made in the form of freely and sequentially worn on fixed axes with with a radial clearance of 2-6 mm of rows of non-drive bushings, at the outlet from under the mentioned roller grate, the slag of the 0-30 mm fraction is additionally subjected to magnetic separation, and the slag of the 0-30 mm fraction that has passed the magnetic separation, as well as slag of fractions 0-5 mm and 5-10 mm, subjected to gravitational separation on a high-speed vibrating screen having three grids, is subjected to subsequent air classification in the fluidized bed mode, in which the air pressure is maintained within 15700-34000 m ³ / h and, within these limits, the pressure increases with increasing humidity of the slag material.

Кроме того, при дроблении шлака крупных фракций одновременно ведут засыпку в ту же дробилку более мелких фракций шлака, заполняя при этом пустое пространство между конусами. In addition, when crushing slag of large fractions, they are simultaneously filled with smaller slag fractions into the same crusher, filling the empty space between the cones.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Опыт реализации известного способа показал, что повысить степень извлечения металлов дополнительными повторными дроблениями шлака нельзя. Дело в том, что увеличение количества повторных дроблений приводит к повышению содержания металла в шлаке, и в случае трех повторных дроблений это повышение настолько значительно (в шлаке фракции 10-28 мм это повышение составляет с 5,5% при первичном дроблении до 32,8% после третьего повторного дробления), что при дальнейших повторных дроблениях начинается процесс интенсивного износа дробящих конусов дробилки. Experience in the implementation of the known method showed that it is impossible to increase the degree of metal extraction by additional repeated crushing of slag. The fact is that an increase in the number of repeated crushing leads to an increase in the metal content in the slag, and in the case of three repeated crushing, this increase is so significant (in the slag of the 10-28 mm fraction, this increase is from 5.5% in the initial crushing to 32.8 % after the third repeated crushing), that with further repeated crushing, the process of intensive wear of the crushing cones of the crusher begins.

Кроме того, именно при двух- и трехкратном повторном дроблении частицы шлака приобретают оптимальную для гравитационной сепарации округлую форму. In addition, it is with two and three times repeated crushing that the slag particles acquire a rounded shape optimal for gravitational separation.

Следовательно, дополнительные ресурсы по извлечению металлов из отвального шлака нужно искать с использованием иных решений. Therefore, additional resources for the extraction of metals from dump slag must be sought using other solutions.

Одним из таких решений является дополнительное применение магнитной сепарации металла на ранней стадии переработки шлака. Хотя это и несколько усложняет технологию, но это усложнение с лихвой окупается дополнительным извлечением ценного металла. Проблема заключается в том, что часть содержащихся в шлаке металлов (нержавеющие стали) не являются магнитными. Исследованиями установлено, что при продавливании шлака через роликовые решетки специальной конструкции, которая описана ниже, за счет подпора, создаваемого весом насыпанного на решетку слоя шлака (этот слой имеет высоту до 400 мм), происходит определенное обжатие и сопутствующий ему процесс наклепа содержащегося в шлаке металла, при этом γ-фаза переходит в α-фазу и металл приобретает магнитные свойства. Последующая магнитная сепарация позволяет извлечь такой металл, прошедший через специальную роликовую решетку, из шлака. One such solution is the additional use of magnetic metal separation at an early stage of slag processing. Although this complicates the technology somewhat, this complication is more than paid for by the additional extraction of valuable metal. The problem is that part of the metals contained in the slag (stainless steel) are not magnetic. Studies have established that when slag is pushed through the roller grates of a special design, which is described below, due to the backwater created by the weight of the slag layer poured onto the grate (this layer has a height of up to 400 mm), a certain reduction occurs and the process of hardening of the metal contained in the slag in this case, the γ phase transforms into the α phase and the metal acquires magnetic properties. Subsequent magnetic separation allows you to remove such metal, which has passed through a special roller grill, from the slag.

Дополнительное извлечение металла из шлака, прошедшего также и магнитную сепарацию, обеспечивается с помощью воздушной классификации на участке после магнитного сепаратора. При этом обнаружено, что существенным при воздушной классификации является правильный выбор напора воздуха, подаваемого на классификатор. Этот напор необходимо поддерживать в пределах 15700-34000 м³/час.Additional metal recovery from the slag, which has also undergone magnetic separation, is provided by air classification in the area after the magnetic separator. It was found that the essential choice in air classification is the correct choice of air pressure supplied to the classifier. This pressure must be maintained within the limits of 15700-34000 m ³ / hour.

Установлено, что оптимальный напор воздуха зависит от влажности разделяемого материала и должен возрастать с ростом влажности. В этом случае, при соблюдении найденной зависимости напора от влажности (которая составляет одно из ноу-хау способа), разделение происходит наиболее эффективно. It was found that the optimal air pressure depends on the humidity of the material to be separated and should increase with increasing humidity. In this case, subject to the found dependence of the pressure on humidity (which is one of the know-how of the method), separation is most effective.

В совокупности эти мероприятия позволяют поднять степень извлечения металла из шлака до 98%. Together, these measures can increase the degree of metal extraction from slag to 98%.

Еще одним усовершенствованием известного способа является засыпка в процессе дробления в дробилку наряду с крупными фракциями шлака, подлежащими дроблению, также и шлака более мелких фракций, меньших рабочего зазора между конусами дробилки. Это делается для обеспечения плавной, равномерной работы дробилки. При наличии в дробилке только крупных фракций шлака возникают выраженные динамические явления при попадании крупного куска в пустой зазор между конусами, последние при этом начинают вибрировать, что неблагоприятно сказывается на работе подшипников механизма дробилки, приводит к снижению долговечности дробильного оборудования. Another improvement of the known method is the filling in the process of crushing into the crusher along with large fractions of slag to be crushed, as well as slag of smaller fractions, smaller than the working gap between the cones of the crusher. This is to ensure smooth, uniform operation of the crusher. If only large fractions of slag are present in the crusher, pronounced dynamic phenomena occur when a large piece falls into the empty gap between the cones, the latter begin to vibrate, which adversely affects the operation of the bearings of the crusher mechanism, and reduces the durability of the crushing equipment.

Ниже описан конкретный пример реализации способа переработки отвальных шлаков в соответствии с изобретением. The following describes a specific example of the implementation of the method of processing waste slag in accordance with the invention.

Шлак, находящийся в шлаковом отвале, транспортируется большегрузными автомашинами на загрузочную площадку, где извлекается крупногабаритный скрап и особо крупные куски шлака. Подготовленный таким образом шлак загружается в бункер вибропитателя и очищается на специальных роликовых решетках от земли, мелкого мусора, которые попадают на ленту конвейера и ссыпаются в бурт. Роликовая решетка имеет следующую конструкцию. На несколько параллельных неподвижных осей свободно надеты с радиальным зазором 2-6 мм втулки, на каждой оси несколько таких втулок образуют последовательный ряд (разрезной ролик). Например, при диаметре осей 16 мм внутренний диаметр втулок может составлять 25 мм. Расстояние между роликами решетки составляет 30 мм, т.е. соответствует размеру просеиваемой фракции. Из вибропитателя шлаковый материал насыпается на решетку слоем высотой до 400 мм. При этом за счет гравитационного подпора материал продавливается между роликами, претерпевая при вращении роликов определенное обжатие. Поскольку направление вращения роликов в каждой из щелей решетки неопределенно и диктуется хаотичным характером прохождения материала, в ряде щелей возможно встречное вращение втулок, а в ряде - попутное. Характер воздействия при этом втулок на продавливаемый между ними материал в какой-то мере аналогичен процессу прокатки. Как установлено исследованиями, это воздействие при определенном выборе зазора между втулками и неподвижной осью сопровождается наклепом находящегося в шлаке металла. В результате чего γ-фаза, находящаяся в структуре, например, никеля или нержавеющей стали, переходит в α-фазу, и металл приобретает магнитные свойства. Slag located in the slag dump is transported by heavy trucks to the loading area, where large-sized scrap and especially large pieces of slag are removed. Thus prepared slag is loaded into the hopper of the vibratory feeder and cleaned on special roller screens from the ground, small debris that fall onto the conveyor belt and is poured into the shoulder. The roller grill has the following design. Loosely mounted on several parallel stationary axes with a radial clearance of 2-6 mm bushings, on each axis several of these bushings form a consecutive row (split roller). For example, with an axis diameter of 16 mm, the inner diameter of the bushings may be 25 mm. The distance between the lattice rollers is 30 mm, i.e. corresponds to the size of the sifted fraction. From the vibrator, slag material is poured onto the grate with a layer up to 400 mm high. At the same time, due to gravity support, the material is pressed between the rollers, undergoing a certain compression during rotation of the rollers. Since the direction of rotation of the rollers in each of the slots of the lattice is indefinite and is dictated by the chaotic nature of the passage of the material, in a number of slots, counter rotation of the bushings is possible, and in a number, along the way. The nature of the impact of the bushings on the material being pressed between them is to some extent similar to the rolling process. As established by studies, this effect with a certain choice of the gap between the bushings and the fixed axis is accompanied by the riveting of the metal in the slag. As a result, the γ phase located in the structure of, for example, nickel or stainless steel, passes into the α phase, and the metal acquires magnetic properties.

На выходе из-под решетки шлак, содержащий наклепанный и приобретший магнитные свойства металл, проходит через магнитный сепаратор с постоянным магнитом, который извлекает из шлака 5-10% содержащегося в нем металла. Затем шлак попадает на воздушный классификатор, работающий в режиме "кипящего слоя". Напор воздуха на классификаторе выбирают в зависимости от влажности породы: с увеличением влажности напор возрастает. Конкретная зависимость напора от влажности составляет ноу-хау способа. При оптимальном выборе этой зависимости разделение материала на шлаковый щебень и металлоконцентрат происходит наиболее эффективно. At the outlet from under the grate, slag containing metal riveted and acquired magnetic properties passes through a permanent magnet magnetic separator, which extracts 5-10% of the metal contained in it. Then, the slag enters the air classifier operating in the "fluidized bed" mode. The air pressure on the classifier is chosen depending on the moisture content of the rock: with increasing humidity, the pressure increases. The specific dependence of pressure on humidity is the know-how of the method. With the optimal choice of this dependence, the separation of the material into slag crushed stone and metal concentrate is most effective.

Оставшийся на роликовых решетках шлак размерами кусков 30 мм 500 мм попадает через галтовочный барабан диаметром 2000 мм и длиной 6 м на решетку длиной 2 м и с ячейками 200-300 мм. В галтовочном барабане металл, содержащийся в шлаке, частично также наклепывается и намагничивается, что позволяет при дальнейшей магнитной сепарации повысить выход металла из шлака. Оставшиеся на решетке крупные куски скрапа выбираются, а просеянные куски шлака попадают на конвейер, который подает их к электромагнитному металлоотделителю и далее к щековой дробилке, где шлак размельчается до размера куска не более 150 мм (преимущественно, до 100 мм) и затем попадает на ленточный конвейер, где металлический скрап снова выбирается и сбрасывается в короба. Шлак, очищенный от скрапа, далее конвейером загружается в другую щековую дробилку, где размельчается до 60 мм и попадает на конвейер, где снова выбирается скрап. Очищенный шлак конвейером загружается в конусную дробилку, где размельчается до 0-40 мм и попадает на скоростной виброгрохот, имеющий три сетки с ячейками 5х5, 10х10 и 28х28 мм. Шлак, прошедший все три сетки, попадает по конвейеру в бурт шлака фракции 0-5 мм. Slag remaining on the roller gratings of 30 mm 500 mm pieces gets through a tumbling drum with a diameter of 2000 mm and a length of 6 m to a grate of 2 m long and with cells of 200-300 mm. In the tumbling drum, the metal contained in the slag is partially stuck and magnetized, which allows for further magnetic separation to increase the yield of metal from the slag. The large pieces of scrap remaining on the grate are selected, and the sifted pieces of slag fall onto the conveyor, which feeds them to the electromagnetic metal separator and then to the jaw crusher, where the slag is crushed to a piece size of not more than 150 mm (mainly up to 100 mm) and then falls onto the belt conveyor, where metal scrap is again selected and dumped into the box. The slag, cleaned of scrap, is then loaded onto a conveyor into another jaw crusher, where it is crushed to 60 mm, and onto a conveyor, where scrap is again selected. The cleaned slag is conveyed into a cone crusher, where it is crushed to 0-40 mm and fed to a high-speed vibrating screen, which has three grids with cells of 5x5, 10x10 and 28x28 mm. Slag that has passed through all three grids enters the slag pile of a fraction of 0-5 mm through the conveyor.

Шлак фракции 28-40 мм подвергается повторному дроблению в конусной дробилке, а шлак фракций 0-5 и 5-10 мм разделяется на металлический концентрат и шлаковый щебень на участке воздушной классификации, где шлак из вибропитателя подается ленточным конвейером в классификаторы и под действием воздушного потока от вентилятора сепарируется. Воздушный классификатор работает по принципу разделения в "кипящем слое" по удельному весу составляющих материала. Напор подаваемого вентилятором воздуха выбирается в пределах 15700-34000 м³/час, причем в этих пределах увеличивают напор с ростом влажности шлакового материала.The slag of the 28-40 mm fraction is subjected to repeated crushing in a cone crusher, and the slag of the 0-5 and 5-10 mm fractions is divided into metal concentrate and slag crushed stone in the air classification section, where the slag from the vibrating feeder is fed by a belt conveyor to the classifiers and under the influence of air flow from the fan is separated. The air classifier works on the principle of separation in a "fluidized bed" according to the specific gravity of the components of the material. The pressure of the air supplied by the fan is selected in the range of 15700-34000 m ³ / h, and within these limits the pressure increases with increasing humidity of the slag material.

Производительность установки - до 30 тонн металлоконцентрата в сутки. Plant productivity - up to 30 tons of metal concentrate per day.

Полученный металлический концентрат имеет при этом содержание металла 96-98%. The resulting metal concentrate has a metal content of 96-98%.

Повторное дробление шлака производится при зазоре между броневыми конусами конусной дробилки - 6 мм. При этом происходит тройное повторное дробление шлака: шлак фракцией 10-28 мм и более 28 мм повторно дробится во второй раз, затем подвергается рассеву, после чего образовавшийся шлак фракцией 10-28 мм подвергается еще одному, третьему повторному дроблению и последующему рассеву на виброгрохоте. Re-crushing of slag is carried out with a gap between the armor cones of the cone crusher - 6 mm. In this case, triple re-crushing of slag takes place: the slag with a fraction of 10-28 mm and more than 28 mm is re-crushed a second time, then it is sieved, after which the resulting slag with a fraction of 10-28 mm is subjected to one more, third re-crushing and subsequent sieving in a vibrating screen.

Установлено, что повторное дробление шлака на конусной дробилке при одном и том же зазоре приводит к достаточно стабильному измельчению шлака, причем доля мелких частиц 0-5 мм и 5-10 мм остается в сумме на уровне 50-70%. При этом доля крупных частиц (более 10 мм) с увеличением количества повторных дроблений снижается с 50% до 30% после третьего повторного дробления. It was found that the repeated crushing of slag on a cone crusher with the same gap leads to a fairly stable grinding of slag, with the fraction of small particles 0-5 mm and 5-10 mm remaining in the amount of 50-70%. At the same time, the proportion of large particles (more than 10 mm) with an increase in the number of repeated crushing decreases from 50% to 30% after the third repeated crushing.

После второго и тем более третьего повторного дробления полученные частицы шлака имеют хорошо окатанную, округлую форму, что при гравитационной сепарации улучшает процесс разделения шлака и металлического концентрата. After the second and especially third re-crushing, the resulting slag particles have a well-rounded, rounded shape, which during gravity separation improves the process of separating slag and metal concentrate.

Было проведено исследование зависимости содержания металлической составляющей в раздробленном шлаке от количества повторных дроблений. Для этого были отобраны пробы шлака различных фракций. Методика определения металлической составляющей в шлаке состояла в том, что под микроскопом при увеличении х10 из шлака фракцией 5-10 мм и 10-28 мм были изъяты крупные металлические частицы, которые затем с помощью магнита были разделены на магнитную и немагнитную составляющие. Затем из шлака с помощью магнита выделили магнитную составляющую. Оставшуюся пустую породу взвешивали на аналитических весах. В шлаке фракцией 0-5 мм производили отбор только магнитной металлической составляющей, с потерей немагнитного металла. В выделенном металле химическим путем определяли содержание никеля, хрома, вольфрама, молибдена, ванадия, железа. A study was conducted of the dependence of the content of the metal component in the crushed slag on the number of repeated crushing. For this, slag samples of various fractions were taken. The method for determining the metal component in the slag consisted in the fact that under a microscope, with an increase in x10, coarse metal particles were removed from the slag with a fraction of 5-10 mm and 10-28 mm, which were then separated using a magnet into magnetic and non-magnetic components. Then, a magnetic component was isolated from the slag using a magnet. The remaining waste rock was weighed on an analytical balance. In the slag fraction of 0-5 mm, only the magnetic metal component was selected, with the loss of a non-magnetic metal. The content of nickel, chromium, tungsten, molybdenum, vanadium, and iron was determined chemically in the isolated metal.

В таблице приведены результаты исследования. Из приведенных данных видно, что увеличение количества повторных дроблений (до 3-х) приводит к повышению содержания металла в раздробленном шлаке всех фракций. Причем установлено, что наибольшее количество металла при увеличении количества повторных дроблений наблюдается в шлаке фракции 10-28 мм. В частности, увеличение количества повторных дроблений приводит к повышению содержания металла в шлаке с 5,5% (при первичном дроблении) до 32,8% (при третьем повторном дроблении). В шлаке фракций 5-10 мм это увеличение составляет с 4,6% до 18,9%. Наименьшее увеличение содержания металла в шлаке отмечено в шлаке фракций 0-5 мм: с 4,0% до 9,9%, что, по-видимому, объясняется наличием в раздробленном шлаке более крупных частиц металла, с одной стороны, и частичной потерей немагнитной составляющей, с другой стороны. The table shows the results of the study. From the above data it is seen that an increase in the number of repeated crushing (up to 3) leads to an increase in the metal content in the crushed slag of all fractions. Moreover, it was found that the largest amount of metal with an increase in the number of repeated crushing is observed in the slag fraction of 10-28 mm In particular, an increase in the number of repeated crushing leads to an increase in the metal content in the slag from 5.5% (during primary crushing) to 32.8% (during the third repeated crushing). In the slag of fractions of 5-10 mm, this increase is from 4.6% to 18.9%. The smallest increase in the metal content in the slag was noted in the slag of fractions of 0-5 mm: from 4.0% to 9.9%, which is apparently due to the presence of larger metal particles in the crushed slag, on the one hand, and a partial loss of non-magnetic component, on the other hand.

Анализ химического состава металлической составляющей, содержащейся в раздробленном шлаке, показал, что магнитная составляющая металла содержит, в основном, наряду с железом, хром и никель. Немагнитная составляющая содержит значительное количество хрома, никеля, железа, что при их утилизации в сталеплавильном производстве приводит к значительной экономии ценных легирующих металлов. Analysis of the chemical composition of the metal component contained in the crushed slag showed that the magnetic component of the metal contains mainly chromium and nickel along with iron. The non-magnetic component contains a significant amount of chromium, nickel, iron, which, when disposed of in steelmaking, leads to significant savings in valuable alloy metals.

Из таблицы видно также, что значительную (а подчас, и подавляющую) часть извлеченных металлов составляют их магнитные составляющие. Повышение степени извлечения магнитной составляющей металлов за счет дополнительных мероприятий, предусмотренных в описанной технологии (дополнительное намагничивание за счет наклепа ряда металлов) позволяет, как уже сказано, повысить степень извлечения металлов из шлака при его переработке до 98%, что превышает аналогичный показатель способа-прототипа. The table also shows that a significant (and sometimes overwhelming) part of the extracted metals are their magnetic components. Increasing the degree of extraction of the magnetic component of metals due to additional measures provided for in the described technology (additional magnetization due to the hardening of a number of metals) allows, as already mentioned, to increase the degree of extraction of metals from slag during its processing up to 98%, which exceeds the similar indicator of the prototype method .

Полученный из отвального шлака металлический концентрат отправляется в сталеплавильные цехи, а шлаковый щебень - на участок изготовления шлакобетонных изделий. The metal concentrate obtained from dump slag is sent to steelmaking shops, and slag crushed stone is sent to the slag concrete production site.

Металлоконцентрат используется для получения шихтовых слитков. Технология переплава предусматривает кислородную продувку металла до определенного содержания углерода, предварительное раскисление шлака окислительного периода плавки с целью восстановления хрома, наведение рафинировочного шлака и последующий слив металла. Химический состав выплавляемой шихтовой заготовки может корректироваться путем присадки соответствующих материалов в завалку, либо после окислительной продувки. Metal concentrate is used to produce charge ingots. The remelting technology provides for oxygen purging of the metal to a certain carbon content, preliminary deoxidation of the slag of the oxidation period of the smelting in order to restore chromium, inducing refining slag and subsequent discharge of the metal. The chemical composition of the smelted charge billet can be adjusted by adding the appropriate materials to the filling, or after oxidative purging.

Шлаковый песок и щебень фракции 0-10 мм может быть использован для получения шлакобетонных изделий методом сухого прессования. Могут быть изготовлены следующие изделия: фундаментные блоки, блоки стеновые, декоративные блоки различной формы и цвета, плиты перекрытий, тротуарные плиты, бордюрные блоки. Годовая производительность подобной установки может достигать до 100 тысяч погонных метров изделий. Материал получается экологически чистым. Затраты на переработку шлака многократно окупаемы. Slag sand and crushed stone of a fraction of 0-10 mm can be used to obtain slag concrete products by dry pressing. The following products can be made: foundation blocks, wall blocks, decorative blocks of various shapes and colors, floor slabs, paving slabs, curb blocks. The annual productivity of such an installation can reach up to 100 thousand linear meters of products. The material is environmentally friendly. The cost of processing slag is repeatedly recouped.

Claims (2)

1. Способ переработки отвальных шлаков, преимущественно электрометаллургического производства, включающий в себя предварительную выборку из отвального шлака крупного металлического скрапа и виброразделение оставшегося шлака на две составляющие: пустую породу вместе со шлаком фракцией 0 - 30 мм и шлак размером куска 30 - 500 мм, первичное дробление второй составляющей до размера куска не более 150 мм, последующее двукратное повторное дробление, рассев по фракциям, сепарацию посредством виброгрохочения с рассеиванием шлака по четырем фракциям: 0 - 5, 5 - 10, 10 - 28 и свыше 28 мм, еще одно повторное дробление шлака последних двух фракций до фракций не свыше 10 мм и гравитационную сепарацию, отличающийся тем, что виброразделение шлака на две составляющие после выборки крупного металлического скрапа осуществляют на роликовой решетке, выполненной в виде свободно и последовательно надетых на неподвижные оси с радиальным зазором 2 - 6 мм рядов неприводных втулок, на выходе из-под упомянутой роликовой решетки шлак фракции 0 - 30 мм дополнительно подвергают магнитной сепарации, а шлак фракции 0 - 30 мм, прошедший магнитную сепарацию, а также шлак фракций 0 - 5 и 5 - 10 мм, прошедший гравитационную сепарацию на скоростном виброгрохоте, имеющем три сетки, подвергают воздушной классификации в режиме кипящего слоя, при котором напор воздуха поддерживают в пределах 15700 - 34000 м³/ч, причем в этих пределах увеличивают напор с ростом влажности шлакового материала.1. A method of processing waste slag, mainly electrometallurgical production, which includes preliminary sampling of large metal scrap from the waste slag and vibration separation of the remaining slag into two components: waste rock together with slag with a fraction of 0-30 mm and slag with a piece size of 30-500 mm, primary crushing of the second component to a piece size of not more than 150 mm, subsequent double re-crushing, sieving by fractions, separation by vibration screening with dispersion of slag into four fractions : 0 - 5, 5 - 10, 10 - 28 and more than 28 mm, another second crushing of the slag of the last two fractions to fractions no more than 10 mm and gravity separation, characterized in that the slag is vibro-separated into two components after sampling a large metal scrap on a roller grate made in the form of rows of non-driven bushings loosely and consistently worn on fixed axes with a radial clearance of 2-6 mm, at the outlet from the said roller grate, the slag of the 0-30 mm fraction is additionally subjected to magnetic separation, and the slag of the fraction 0-30 m , Past magnetic separation and slag fractions of 0 - 5 and 5 - 10 mm, past the gravitational separation at the high-speed vibrating screen having three grid is subjected to air classification in ebullating bed regime, wherein the air pressure is maintained in the range 15,700 - 34,000 m ³ / h, and within these limits increase the pressure with increasing humidity of the slag material. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при дроблении шлака крупных фракций одновременно ведут засыпку в ту же дробилку более мелких фракций шлака, заполняя при этом пустое пространство между конусами. 2. The method according to p. 1, characterized in that when crushing the slag of large fractions, they simultaneously backfill smaller fractions of slag into the same crusher, while filling the empty space between the cones.

Images