RU2222619C2 - Method of processing dump metallurgical slag - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy; processing dump metallurgical slags; production of magnetic, weakly magnetic and non-magnetic components from these slags. SUBSTANCE: after extraction of large scrap, slag is ground to size lesser than 4 mm and magnetic separation of slag is first performed in separators located in series and provided with permanent magnets, after which separation is performed in separators located in series and provided with electromagnets for final extraction of metals and/or metal alloys and/or metal oxides form slag separated preliminarily. Proposed method may be applied for processing dump slags of any process of ferroalloys. Degree of extraction of metal and/or alloy is 90-95% and that of metal oxides is 60-80%, thus making it possible to use remaining dead rock with no danger of contamination of environment. Metals extracted by this method (nickel, tungsten, chromium, vanadium, etc.), their alloys and oxides are obtained in sorted-out form, but not in mixture. Slag thus obtained may be used as filler for used pits. EFFECT: enhanced efficiency. 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретно к технологии переработки отвальных металлургических шлаков, преимущественно электрометаллургического производства, и может быть использовано для извлечения магнитных, слабомагнитных и немагнитных компонентов из этих материалов. The invention relates to metallurgy, and specifically to a technology for processing waste metallurgical slag, primarily electrometallurgical production, and can be used to extract magnetic, weakly magnetic, and non-magnetic components from these materials.

Известен способ переработки отвальных металлургических шлаков, включающий первичное дробление шлака до размера куска не более 150 мм, рассев по фракциям и сепарацию с отделением металла от шлака, при котором предварительно осуществляют выборку из отвального металлургического шлака крупного металлического скрапа с последующим виброразделением оставшегося шлака на пустую породу со шлаком фракцией 0-30 мм и шлак размером куска 30-500 мм, при этом первичному дроблению подвергают вторую составляющую, полученную после виброразделения, после чего шлак сортируют и выбирают из него скрап, затем проводят поэтапное дробление шлака до фракции не более 60 мм и до фракции не более 30 мм с промежуточной сортировкой и выборкой из него скрапа, затем шлак подвергают виброгрохочению с его рассеиванием по четырем фракциям: 0-5, 5-10, 10-28 и более 28 мм, из фракции свыше 28 мм выбирают скрап, при этом шлак с фракцией 10-28 мм и более 28 мм повторно дробят до фракции не более 10 мм, после чего дробленый шлак фракций 0-5 и 5-10 мм подвергают гравитационной сепарации с окончательным отделением от него металла (патент РФ 02117708, С 22 В 7/04, С 21 С 5/54 "Способ переработки отвальных металлургических шлаков", опубл. 20.08.98). A known method of processing dump metallurgical slag, including primary crushing of slag to a piece size of not more than 150 mm, sieving by fractions and separation with separation of metal from slag, in which a large metal scrap is preliminarily sampled from dump metallurgical slag with subsequent vibration separation of the remaining slag into waste rock with a slag fraction of 0-30 mm and a slag with a piece size of 30-500 mm, while the second component obtained after vibration separation, after which about the slag is sorted and scrap is selected from it, then stepwise crushing of the slag is carried out to a fraction of not more than 60 mm and to a fraction of not more than 30 mm with intermediate sorting and selection of scrap from it, then the slag is subjected to vibration screening with its dispersion into four fractions: 0-5 , 5-10, 10-28 and more than 28 mm, scrap is selected from a fraction over 28 mm, while slag with a fraction of 10-28 mm and more than 28 mm is re-crushed to a fraction of not more than 10 mm, after which the crushed slag of fractions 0- 5 and 5-10 mm are subjected to gravitational separation with the final separation of metal from it (RF patent 02117708, C 22 V 7/04, C 21 C 5/54 "Method of processing dump metallurgical slag", publ. 08/20/98).

Недостатками известного способа являются длительность, многостадийность процесса, использование большого количества ручного труда, а также то, что в результате получают смесь, в состав которой входят различные марки сталей и сплавов, которые, прежде чем использовать в металлургическом процессе, необходимо подвергнуть дополнительному разделению, иначе неопределенность состава смеси приведет к недостаточно хорошему качеству получаемой с его помощью стали. The disadvantages of this method are the duration, multi-stage process, the use of a large amount of manual labor, as well as the fact that the result is a mixture of various grades of steel and alloys, which must be subjected to additional separation before being used in the metallurgical process, otherwise the uncertainty of the composition of the mixture will lead to insufficiently good quality of steel obtained with its help.

Известен также способ обогащения хромсодержащих отходов ферросплавного производства, включающий стадиальное дробление, измельчение, классификацию исходного материала и межстадиальное разделение его методами магнитного и/или гравитационного обогащения с получением кондиционного хромсодержащего концентрата в виде магнитной и/или тяжелой фракции и кальций- и магнийсодержащего продукта в виде немагнитной и/или легкой фракции (патент РФ 2136376, В 03 В 7/00, 9/06 "Способ обогащения хромсодержащих отходов ферросплавного производства", опубл. 10.09.99). There is also known a method of enriching chromium-containing wastes of ferroalloy production, including stage-by-stage crushing, grinding, classification of the starting material and interstage separation by magnetic and / or gravitational enrichment methods to obtain a conditional chromium-containing concentrate in the form of a magnetic and / or heavy fraction and calcium and magnesium-containing product in the form non-magnetic and / or light fractions (RF patent 2136376, 03 B 7/00, 9/06 "Method for the enrichment of chromium-containing waste ferroalloy production", publ. 09/10/99 )

Недостатком известного способа является низкое качество хромсодержащего концентрата за счет того, что в нем не происходит разделения на фракции, содержащие отдельные металлы и/или сплавы. The disadvantage of this method is the low quality of the chromium-containing concentrate due to the fact that it does not separate into fractions containing individual metals and / or alloys.

Известен также способ переработки смесей металлургических отходов, выбранный в качестве прототипа, включающий дробление отвального металлургического шлака на куски крупностью 70-150 мм, извлечение крупного скрапа - лома черных металлов с помощью первой стадии магнитной сепарации, рассев по классу 20 мм и магнитную сепарацию мелкой фракции с помощью магнитных сепараторов, каждый из которых настроен на величину магнитной индукции, соответствующую тому или иному виду металлов и/или сплавов металлов и/или оксидов металлов, а фракции крупнее 20 мм подвергают радиометрической сепарации (п. РФ 2044080, С 22 В 7/04, "Способ переработки смесей металлургических отходов", опубл. 20.09.95). There is also a known method of processing mixtures of metallurgical waste, selected as a prototype, including crushing dump metallurgical slag into pieces with a particle size of 70-150 mm, extracting large scrap - scrap of ferrous metals using the first stage of magnetic separation, sieving according to class 20 mm and magnetic separation of fine fraction with the help of magnetic separators, each of which is tuned to a magnetic induction value corresponding to a particular type of metal and / or metal alloys and / or metal oxides, and fractions larger than 20 mm subjected to radiometric separation (p. RF 2044080, C 22 V 7/04, "Method for processing mixtures of metallurgical waste", publ. 09/20/95).

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет получать раздельно разные металлические составляющие, а это, в свою очередь, требует их дальнейшего разделения или ведет к нерациональному использованию в дальнейших процессах. The disadvantage of this method is that it does not allow to obtain separately different metal components, and this, in turn, requires their further separation or leads to irrational use in further processes.

Задачей, стоящей перед изобретателями, является создание такого способа, при котором получающиеся в результате металлические составляющие не требовали бы дальнейшего разделения, а могли быть использованы в этом виде для получения стали и сплавов. При этом неметаллическая фракция шлаков могла бы без риска загрязнения окружающей среды быть использована для известных из уровня техники целей. The challenge facing the inventors is the creation of such a method in which the resulting metal components would not require further separation, but could be used in this form to produce steel and alloys. At the same time, the non-metallic slag fraction could be used without risk of environmental pollution for purposes known from the prior art.

Предложен способ переработки отвальных металлургических шлаков, включающий дробление отвального металлургического шлака, извлечение крупного скрапа, магнитную сепарацию с помощью магнитных сепараторов, каждый из которых настроен на величину магнитной индукции, соответствующую тому или иному виду металлов и/или сплавов металлов и/или оксидов металлов, новым в котором является то, что после извлечения крупного скрапа производят измельчение шлака до крупности менее 4 мм, а его магнитную сепарацию проводят сначала на последовательно расположенных сепараторах, работающих на постоянных магнитах, а затем на последовательно расположенных сепараторах, работающих на электромагнитах, для довыборки из предварительно отсепарированного шлака металлов и/или сплавов металлов и/или оксидов металлов. A method for processing dump metallurgical slag is proposed, including crushing of dump metallurgical slag, extraction of large scrap, magnetic separation using magnetic separators, each of which is configured for a magnetic induction value corresponding to a particular type of metal and / or metal alloys and / or metal oxides, which is new in that after the extraction of large scrap, the slag is crushed to a particle size of less than 4 mm, and its magnetic separation is first carried out sequentially Assumption separators with permanent magnets, and then on the successive separators operating at the electromagnets, for dovyborki from the separated slag pre metals and / or metal alloys and / or metal oxides.

Испытания предлагаемого способа переработки отвальных металлургических шлаков, в частности шлаков Челябинского электрометаллургического комбината, показали, что степень извлечения годного металла и сплавов металлов составила 90-95%, а для оксидов металлов - 60-80% за счет того, что после извлечения крупного скрапа шлак измельчают до крупности менее 4 мм, постоянные магниты и электромагниты в сепараторах настраивают на определенные величины магнитной индукции, соответствующие природе того или иного металла, сплава или оксида, при этом измельченный шлак, проходящий через ряд последовательно расположенных сепараторов, работающих на постоянных магнитах, а затем через ряд последовательно расположенных сепараторов, работающих на электромагнитах, лишается вредных для окружающей среды компонентов, что позволяет эффективно использовать его, в частности, для рекультивации земель в районе горных выработок, шахт. При этом металлическая часть шлака выходит из сепараторов, работающих на постоянных магнитах и электромагнитах, в виде концентрата, содержащего преимущественно отдельные продукты: ферросилиций, ферромарганец, феррохром, оксид трехвалентного хрома и т.п., и железный лом, каждая из этих фракций обладает определенными свойствами и может быть использована в конкретных металлургических процессах по отдельности. Tests of the proposed method for processing dump metallurgical slag, in particular slag from the Chelyabinsk Electrometallurgical Plant, showed that the degree of extraction of suitable metal and metal alloys was 90-95%, and for metal oxides - 60-80% due to the fact that after the extraction of large scrap slag crushed to a particle size of less than 4 mm, permanent magnets and electromagnets in the separators are adjusted to certain values of magnetic induction, corresponding to the nature of a particular metal, alloy or oxide, while The slag passing through a series of sequentially arranged separators operating on permanent magnets, and then through a series of sequentially located separators working on electromagnets, is deprived of components harmful to the environment, which makes it possible to use it effectively, in particular, for land reclamation in the area of mining mines. In this case, the metal part of the slag leaves the separators operating with permanent magnets and electromagnets in the form of a concentrate containing mainly individual products: ferrosilicon, ferromanganese, ferrochrome, trivalent chromium oxide, etc., and iron scrap, each of these fractions has certain properties and can be used in specific metallurgical processes separately.

При проведении поиска по патентной и научно-технической информации не было обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна" и "изобретательский уровень". When conducting a search on patent and scientific and technical information, no solutions were found containing the totality of the proposed features, which allows us to conclude that the criteria of "novelty" and "inventive step" are met.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. The proposed method is as follows.

Со шлакового отвала шлак экскаватором загружают, например, на автомашину и транспортируют на загрузочную площадку, где осуществляют его дробление, ручную выборку крупного металлического скрапа и отделение крупного скрапа постоянным магнитом. Затем шлак измельчают до крупности менее 4 мм и направляют в ряд барабанных сепараторов, работающих на постоянных магнитах, каждый из которых настроен на величину магнитной индукции, соответствующей тому или иному виду металлов и/или сплавов и/или оксидов металлов. Затем шлак последовательно проходит через ряд электромагнитных сепараторов, также настроенных на определенные величины магнитной индукции, где происходит довыборка металлов, сплавов и оксидов раздельно, в зависимости от их природы. Извлеченные вещества отдельно складируются, затариваются и поступают в металлургический процесс в виде самостоятельных продуктов. Отсепарированный шлак направляют на засыпку отработанных шахт с последующей рекультивацией земель или для прессования дорожных плит, для изготовления кирпича, огнеупоров и т. п. From the slag dump, slag is loaded by an excavator, for example, onto a car and transported to a loading platform, where it is crushed, manual selection of large metal scrap and separation of large scrap with a permanent magnet. Then the slag is crushed to a particle size of less than 4 mm and sent to a series of drum separators operating with permanent magnets, each of which is tuned to the magnitude of the magnetic induction corresponding to a particular type of metal and / or alloys and / or metal oxides. Then the slag passes sequentially through a series of electromagnetic separators, also tuned to certain values of magnetic induction, where additional sampling of metals, alloys and oxides occurs separately, depending on their nature. The extracted substances are separately stored, packaged and fed into the metallurgical process as independent products. The separated slag is sent to the filling of the worked out mines with subsequent land reclamation or for pressing road slabs, for the manufacture of bricks, refractories, etc.

Пример. Example.

Отвальный металлургический шлак, содержащий железо, хром, кремний, молибден, вольфрам, ванадий, марганец в виде чистых металлов или в виде ферросплавов и/или оксидов тяжелых металлов, а также содержащий песок, известь и тому подобные вещества, отгружают в холодном состоянии на загрузочную площадку, где вручную и с помощью постоянного магнита в виде подвешенной шайбы ЭМ-42 выбирают крупные куски скрапа, после чего шлак попадает в дробилку КСД-200, где измельчается до крупности 25 мм, а затем в мельнице измельчение доходит до частиц менее 4 мм. Затем шлак направляют в ряд последовательно расположенных барабанных сепараторов, работающих на постоянных магнитах, причем каждый сепаратор настраивают на магнитную индукцию, соответствующую определенному виду металла, сплава или оксида металла. Затем отсепарированный шлак подается в ряд электромагнитных сепараторов, также настроенных на магнитную индукцию, соответствующую определенному виду металла, сплава или оксида металла, на довыборку этих веществ. Освобожденный от веществ, вредных для окружающей среды, шлак годен для использования в известных из уровня техники производствах (заполнение отработанных шахт, получение кирпича и т.п.). Товарный же продукт, рассортированный по магнитным свойствам в результате магнитной сепарации, может быть в таком виде использован в металлургическом производстве. The dump metallurgical slag containing iron, chromium, silicon, molybdenum, tungsten, vanadium, manganese in the form of pure metals or in the form of ferroalloys and / or oxides of heavy metals, as well as containing sand, lime and the like, is cold-loaded to the loading a site where large pieces of scrap are selected manually and with the help of a permanent magnet in the form of an EM-42 washer, after which the slag enters the KSD-200 crusher, where it is crushed to a particle size of 25 mm, and then in the mill the grinding reaches particles less than 4 mm. Then the slag is sent to a series of sequentially arranged drum separators operating with permanent magnets, each separator being tuned for magnetic induction corresponding to a certain type of metal, alloy or metal oxide. Then, the separated slag is fed to a series of electromagnetic separators, also tuned for magnetic induction corresponding to a certain type of metal, alloy or metal oxide, for additional sampling of these substances. Freed from substances harmful to the environment, slag is suitable for use in production facilities known from the prior art (filling up spent mines, making bricks, etc.). A commodity product, sorted by magnetic properties as a result of magnetic separation, can be used in this form in metallurgical production.

Предлагаемый способ позволяет перерабатывать отвальные шлаки, представляющие собой отходы различных производств ферросплавов, скапливающиеся в течение многих лет. При этом степень извлечения годного металла и/или сплава составляет 90-95%, оксидов - 60-80%, что дает возможность эффективно использовать оставшуюся пустую породу без риска загрязнения окружающей среды. Извлекаемые металлы (Ni, W, Сr, V, Мn и др.), их сплавы и оксиды являются весьма ценными, при этом их ценность повышается за счет того, что в результате использования способа получают рассортированные по составу вещества, а не их смесь. При этом решается проблема шлаковых отвалов, занимающих значительные территории и ухудшающих экологическую обстановку в промышленной зоне. Полученный в результате шлак может быть использован для рекультивации отработанных карьеров в качестве заполнителя. The proposed method allows the processing of waste slag, which is a waste of various industries of ferroalloys that accumulate for many years. Moreover, the degree of extraction of suitable metal and / or alloy is 90-95%, oxides - 60-80%, which makes it possible to effectively use the remaining waste rock without risk of environmental pollution. Recoverable metals (Ni, W, Cr, V, Mn, etc.), their alloys and oxides are very valuable, while their value is increased due to the fact that as a result of using the method receive substances sorted by composition, and not their mixture. At the same time, the problem of slag dumps that occupy large areas and worsen the environmental situation in the industrial zone is solved. The resulting slag can be used for the reclamation of spent quarries as a filler.

Claims (1)

Способ переработки отвальных металлургических шлаков, включающий дробление отвального металлургического шлака, извлечение крупного скрапа, магнитную сепарацию с помощью магнитных сепараторов, каждый из которых настроен на величину магнитной индукции, соответствующую тому или иному виду металлов, и/или сплавов металлов, и/или оксидов металлов, отличающийся тем, что после извлечения крупного скрапа производят измельчение шлака до крупности менее 4 мм, а магнитную сепарацию шлака проводят сначала на последовательно расположенных сепараторах, работающих на постоянных магнитах, а затем на последовательно расположенных сепараторах, работающих на электромагнитах, для довыборки из предварительно отсепарированного шлака металлов и/или сплавов металлов, и/или оксидов металлов.A method for processing dump metallurgical slag, including crushing dump metallurgical slag, extracting large scrap, magnetic separation using magnetic separators, each of which is configured for a magnetic induction value corresponding to a particular type of metal and / or metal alloys and / or metal oxides characterized in that after the extraction of large scrap, the slag is crushed to a particle size of less than 4 mm, and magnetic slag separation is carried out first on sequentially separated separators tori, working on permanent magnets, and then on sequentially located separators, working on electromagnets, for additional sampling of pre-separated slag of metals and / or metal alloys and / or metal oxides.