Способ переработки распадающихся металлургических шлаков

Изобретение относится к черной металлургии , конкретно к переработке распадающихся металлургических шлаков, и может быть использовано для переработки шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома . Целью изобретения является повышение степени извлечения металла из шлака, улучшение экологии, повышение технологичности процесса за счет интенсификации охлаждения и распада шлака. Предложено блок шлака после полного затвердевания до начала силикатного распада перед воздушной сепарацией подвергать первичному дроблению, а воздушную сепарацию осуществлять одновременно с дополнительным измельчением и принудительным охлаждением шлака до полного завершения силикатного распада. Переработка шлака данным способом обеспечивает повышение степени извлечения металла из него на 4,3% и практически исключает выбросы пыли в окружающую среду. сл

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к переработке распадающихся металлургических шлаков, и может быть использовано для переработки шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома.

Целью изобретения является повышение степени извлечения металла, улучшение экологии, повышение технологичности процесса за счет интенсификации охлаждения и распада шлака.

Предложено блок шлака после затвердевания до начала силикатного распада подвергать первичному дроблению, а воздушную сепарацию осуществлять одновременно с дополнительным измельчением

принудительным охлаждением шлака до полного завершения силикатного распада.

Переработка самораспадающихся металлургических шлаков сводится в конечном счете к сепарации охлажденных продуктов распада, т.е. извлечению нераспавшихся частиц и металлических включений из мелкодисперсного материала с последующей их локализацией.

Предлагаемый способ переработки позволяет существенно активизировать охлаждение и силикатный спонтанный распад шлаков. Для этого полностью затвердевший монолит шлака кантуют, например, на решетку приемного бункера и дробят каким- либо способом, г.зпример, с помощью гидромолота, до размеров кусков, опреде 1

Јь

Ј

IO

4

ляемыхтехническими возможностями аппарата , в котором будет осуществляться дополнительное измельчение -на второй стадии. Первичное дробление осуществляется при температурах шлака, превышающих температуру начала силикатного самопроизвольного распада его на мелкодисперсные фракции. Этим исключается интенсивное пылевыделение при первичном измельчении.

На второй стадии осуществляют механическое измельчение шлака с одновременным-принудительным охлаждением и воздушной сепарацией, за счет чего идет и эвакуация продуктов распада. Измельчение шлака резко увеличивает его суммарную поверхность , что совместно с принудительным охлаждением воздушным потоком и за счет теплопередачи охлаждаемому водой корпусу аппарата в несколько десятков раз ускоряет процесс самопроизвольного силикатного распада шлака, начинающегося при охлаждении до температуры, соответствующей фазовому превращению /3-модифика- ции ортосиликата (двухкальциевого силиката) кальция ву-модификацию, сопровождающегося значительным (на 12%) увеличением объема кристаллической ячейки и диспергированием шлака.

В отличие от известного способа, стабилизация (закалка) части нераспавшегося шлака в предлагаемом способе не сказывается на конечном результате - степени разделения металлической и силикатной фаз. Образующиеся в виде стеклообразных капсул , заключающих внутри себя еще не распавшийся шлак, застабилизированные при быстром охлаждении высокотемпературные а и/ -фазы ортосиликата кальция легко разрушаются в процессе принудительного измельчения, что способствует ускорению распада шлака. По этой же причине происходит практически полное вскрытие корольков металла, что существенно облегчает дальнейшее их извлечение методом магнитной сепарации и тем самым повышает степень извлечения металла из шлака.

По мере образования пылевидных дисперсных продуктов распада они эвакуируются из замкнутого объема зоны переработки шлака воздушным потоком, одновременно охлаждающим еще не распавшийся шлак, с последующей очисткой воздуха в системе пылеулавливания. Для предотвращения выбросов пыли из зоны обработки шлака удаление продуктов силикатного распада осуществляют аспирацией их с помощью вентилятора, работающего в режиме отсоса воздуха из замкнутого объема измельчающего аппарата типа, например мельницы самоизмельчения.

В результате переработки в рабочей зоне аппарата локализуются нераспавшиеся

компоненты шлака(застабилизированная фаза ортосиликата, нераспадающиеся силикатные образования,металлический скрап и корольки), которые удаляются непрерывно или периодически для последующей магнитной сепарации освобожденных от силикатной матрицы и пыли металлических включений.

Переработка шлака по предлагаемому способу дает возможность утилизации тепла горячего шлака, Нагретые при охлаждении шлака воздух и вода могут быть использованы для обогрева производственных и бытовых помещений, аппаратов мокрой очистки газов и т.п.

Степень завершения силикатного распада шлака определяется по методике Урал- НИИчермета, согласно которой процессы распада считаются полностью завершенными , если содержание частиц шлака крупностью менее 0,4 мм в испытываемом материале после часовой выдержки и рассева не превышает2%. Контроль завершенности распада можно осуществлять методом свечения в ультрафиолетовом излучении.

Пример. Шлак от производства низкоуглеродистого феррохрома, содержащий до 4,5% выплавляемого сплава, обрабатывали по известному способу с выдержкой в течение 2 сут горячего шлака в ковшах и его

распадом на бункерных решетках, грохочением , обработкой на воздушных сепараторах и в противоточном классификаторе.

Этот же шлак в виде монолита с температурой на поверхности 650-750°С кантовали на решетку и измельчали с помощью гидромолота до крупности 300 мм. Куски шлака загружали в водоохлаждаемую барабанную мельницу. Скорость потока воздуха в барабане 8-10 м/с, частота вращения барабана 0,64-0,9 критической.

Шлак, обработанный по способу-прототипу и по предлагаемому способу, подвергали магнитной сепарации при напряжен- ности магнитного поля 1,2 -10 А/м.

При практически одинаковой массе шлака (12,5т) время, затрачиваемое на его переработку по известному способу, 48,5 ч, тогда как по предлагаемому 1,6 ч. Степень извлечения сплава из шлака по способу-прототипу 83,4%, по предлагаемому способу 87.7%.

Таким образом, переработка шлака по предлагаемому способу занимает в 30 раз меньше время, обеспечивает повышение

степени извлечения металла из шлака на 4,3% и практически исключает выбросы пыли в окружающую среду.

Формула изобретения Способ переработки распадающихся металлургических шлаков, включающий охлаждение , воздушную и магнитную бепара- цию, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения металла из

0

шлака, улучшения экологии, повышения технологичности процесса за счет интенсификации охлаждения и распада шлака, блок шлака после полного затвердевания до начала силикатного распада подвергают первичному дроблению, а воздушную сепарацию осуществляют одновременно с дополнительным измельчением и принудительным охлаждением шлака до полного завершения силикатного распада.