Способ переработки рассыпающихся шлаков

П 9) ( СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 75 А 1(51) В 07 В 1 0 ОСУДАРСТВЕННЫЙ,КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) А.А.Грабеклис, В.Л.Демин, Д. Же леэнов, И.А,Рысс и Ю.И.Воробьев (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Челябинский электрометаллургический комбинат(56) 1. Переработка шлаков ферросплав кого производства, Челябинск, ЮжноУральское кн.иэд., 1971, с. 12-36,2. Там же, с. 14-48.(54)(57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАССЫПРи.ЮЩИХСЯ ЬШАКОВ, включающий охлаждениеслитого иэ печи шпака в режимах, обеспечивающих его распад, с последующим разделением на металлическую инеметаллическую составляющие в потоке энергоносителя, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повы- .шения эффективности извлечения силикокалъцня из шлака, разделение ведутв восходящем воздушном потоке, движущемся со скоростью 3-6 м/с, приконцентрации подаваемого на разделение шлака 0,2-2,5 кг/нмз воздуха.Таблица 1 Сплав 2,9-3,0 2,9-3,0 СК 15 СК 30 3,0-3,1 2,4-2,5 Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к отделению корольков металла иэ шлака, преимущественно для переработки распадающихся шлаков производства силикокальция. 5Известен способ извлечения силикокальция из шлака, в котором силикокальций из печи разливают в плоскую разъемную изложницу через заправленный сухим песком копильник для раз деления металла и шлака. Более легкий, чем шлак, сплав стекает в изложницу, а шлак остается в копильнике. В полученном шлаковом блоке содержится значительное количество 15 металла. После охлаждения крупные куски металла из блоков выбирают вруч ную, а остальное полностью.отправляют в отвал 13.Недостатками этого способа являются большие потери металла со шлаком и тяжелые условия труда шлаковщиков.Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки рассыпаю щихся шлаков производства ферросплавов. В этом способе шлак после слива из печи, охлаждения и распада подают на воздушный сепаратор, где производится отделение металла и не- распавшихся кусков шлака от мелких фракций шлака в поле действия центро бежных сил и замкнутых воздушных по" токов. Освобожденный от пылевидных частиц материал подают на магнитную сепарацию в зону действия слабых и сильных магнитных полей, в которых производится извлечение металла 2.Однако удовлетворительного разделения шлака на металлическую и неметаллическую составлянщие воздушный сепаратор не обеспечивает, а применение магнитной сепарации для извлечения силикокальция неприемлемо, так как последний относится к разряду немагнитных материалов. 45Цель изобретения - повышение эффективности извлечения силикокальция иэ шлака.Укаэанная цель достигается тем, что в способе переработки рассыпаю щихся шлаков, включающем охлаждение слитого иэ печи шлака в режимах, обес печивающих его распад, с последующим разделением на металлическую и неметаллическую составляющие в потоке 55 энергоносителя, разделение ведут ввосходящем воздушном потоке, движущемся со скоростью 3-6 м/с при концентрации подаваемого на разделениешлака 0,2-2,5 кг/нмф воздуха.Скорость витания частиц (или критическая скорость ) это скорость вертикального потока воздуха, при которой частица, внесенная в этот поток,находится во взвешенном состояниивитает ), Скорость витания зависитот размеров частиц, шероховатостии формы их поверхности, плотности,а также от динамической. вязкости.потока воздуха, т.е. каждой конкретнойчастице соответствует своя скоростьвитания. Если скорость потока будетбольше, чем,скорость витания длячастицы, то частица будет двигатьсясовместно с воздушным потоком вверх,а если скорость потока будет меньше,то частица будет осаждаться в этомпотоке. Иначе говоря, в воздушномпотоке с заданной скоростью частицыбудут разделяться в зависимости отприсущих им свойств. Учитывая тотфакт, что разделению подвергаетсяне одна частица, а поток частиц, нахарактер разделения будет сказываться концентрация частиц в воздушномпотоке или интенсивность подачи частиц в разделяющую среду в единицувремени,Анализ вещественного состава и физико-механических свойств распавшихся шлаков от производства 30 и 15 ного силикокальция, показывает, чтометаллическая и неметаллическая составляющие имеют сходныезначенияудельной плотности табл.1). ц г/см . г/см.3 Вместе с этим металлические включе ния, в основном, присутствуют в клас ах 2,5-0,315 мм, т.е. в относительно крупных фракциях (табл.2.1069875 Таб лица 2Е ФЕЕ ШШ 4 ЕВШЮ Шлак от сплава СК 30 Фракция класс),Шлак от сплава СК 15 Выход СодержаниеФракции, металла,%ф от фракции Выход Фрак- Содержаниецнии % металла,Ъот фракции+ 2,5 6,2 2,5-1,6 0,8 1,6-1,0 0,9 1,0-0,63 2,3 84,5 7,1 25,0 0,9 88,9 35,0 82,8 17,8 О,б 19,1 0,6 13,2 0,6 80,6 0,63-0,4 3,7 50,1 0,4-0,315 2,9 0,315-0,2 6,5 17,9 0,2 6,9 10,5 1,9 5,7 0,2-0,164,1 4,3 2,3 3,5 2,1 0,16-0,10 16,6 2,3 9,9 1,3 0,1"0,063 19,0 0,063 37,0 1,4 23,2 0,9 52,7 1,0 35Петрографический анализ продуктов распада показывает, что сплав силикокальция в шлаке не связан с минеральной составляющей, а представленв виде окатанных гладких частиц с плотной 40 шаровидной поверхностью. Шлаковые частицы имеют рыхлую, пористую, шероховатую поверхность и неопределенную формуЗначения показателей Физических свойств металлической и неметаллической составляющих и опытная проверка разделения шлака и металла в восходящем воздушном потоке позволяет подобрать исходные параметры для осущест вления процесса.Скорость воздушного потока определяют расчетным путем и уточняют в опытных условиях. Значения опытных скоростей витания частиц на 20-22 55 превышают расчетные. Значения весовой концентрации определяют опытным путем, :удовлетворительные показатели процесса разделения распавшегося шлака на металлическую и неметаллическую со :ставляющие получают при значениях скоростей потока от 3 до б м/с.и зна чениях .концентрации разделяемого материала в воздушном потоке от 0,2 до 2,5 кг/нм 3. Увеличение скорости 65 воздушного потока свыше б м/с приводит к тому, что вместе со шлаком в него увлекаются и частички металла, а снижение скорости ниже 3 м/с приводит к выпадению большого количества шлаковых частиц совместчо с металлом в бункер осаждения.На качество разделения исходного материала оказывает влияние и величина его весовой концентрации в воздушном потоке. Снижение весовой концентрации ниже 0,2 кг/нм 3 воздуха приводит к сокращению производительности процесса без улучшения качества разделенияПри этом при больших, скоростях потока происходит активный вынос металлических включений вместе со шлаком. Увеличение весовой концентрации свыше 2,5 кг/нм З резко сни-. жает эФфективность разделения из-за того, что воздушный поток даже при больших значениях скоростей обладает относительно низкой энергоемкостью и не обеспечивает полного взаимодействия с разделяемым потоком материала.П .р и м е р. Шлаки производства силикокальция, слитые иэ печи, подвергают силикатному распаду, который происходит за счет полиморфного превращения ортосиликата кальция при1069875 Показатели извлечения сплава иэ шлака производства СК 30 Крупный продукт после пнев- моклассификации Фракция материала,ММ Мелкий продукт после пнев- моклассификации Выход,Выход,Содержание металла,Содержаниеметалла,% В про- От исдукте ходно- го От продукта От исходно-,го От про- От ис- В про- От исдукта ходно, дукте ходного го+ 2,5 2,5-1,6 1,6-1,0 76,5 85,0 6,04 7,1 90,6 0,81 9,2 0,9 0,6 6,0 90,3 0,54 0,10 1,0-0,63 0,5 87,8 О,44 0,5 59,0 0,30 0,11 16,7 0,63-0,4 0,11 2,5 0,10 0,05 0,11 0,4-0,315 0,2 Я,10 0,315-0,2 0,1 2,1 1,86 5,3 0,103,5 0,08 2,5 0,2-0,160,16-0,10,1-0,0630,063 30,1 0,06 0,1 0,2 2,27 9,87 2,3 0,23 0,1 1 Ц,9 0,3 1,3 0,30 0,9 0,47 25,7 23,2 58,5 0,1 52,7 8,19 ф 100,0 100,0 9,8 1,25 90,20 Извлечение металла в крупный продукт составляет 86,9. медленном охлаждении в интервале температур от 525 до 380 сС с увеличениемудельного объема приблизительно на22. Распавшийся шлак накапливают вбункерах, над которыми устраиваютприемные решетки, ограничивающие по-. 5падение крупных кусков нераспавшего-ся шлака на дальнейшую переработку.Иэ бункеров питателем и ленточнымтранспортером шлак подают в айпаратцля разделения шлака на металлическую 10и неметаллическую составляющие в восходящем воздушном потоке. Для разделения материал загружают в аппарат сверху. Скорость восходящего воздушногопотока в аппарате задают, исходя из 15значения скорости витания частицграничной крупности. Значение граничной крупности определяют в результатеисследования физических свойств раэделяемого материала. Для шлаков силит кокальция в качестве границы разделения принят размер зерна 0,315 мм.Весовую концентрацию разделяемого в аппарате метариала в каждый момент времени задают, исходя иэ объема протекаемого через аппарат воздуха в единицу времени за счет изменения производительности питателя. Например, если через аппарат в течение минуты проходит 10 нмЗ воздуха, то производительность питателя должна находиться. в пределах 2-25 кг/мин. При пневмоклассификации шлаков 15 и 30-ного силикокальция при скоростях в аппарате 4-6 м/с и концентрации шлака в потоке 1,8 кг/нмЗ получают извлечение сплава 69-87 табл. 3 и 43,Таблица 31069875 Таблица 4 Показатели извлечения сплава из шлака производства СК 15 фйелкий продукт Фракцияматериа"ла, мм Крупный продукт Выход,Выход, % Содержание металла,Ф Содержаниеметалла,% От про- От исдукта ходно- го В про- От исдукте ходно- го От про- От исдукта ходно- го В про- От исдукте ходно-.го 1,55 25,0 33,3 6,2 0,28 4,2 0,8 35,0 17,7 0,16 5,0 0,9 12,5 0,44 19,2 2,3 13,7 0,45 0,4 9,9 17,9 3,3 05 0,04 0,4-0,315 11,5 0,16 0,12 0;8 5,1 0,04 7,7 2,1 0,9 4,8 9,4 1,7 7,1 5,9 5,2 0,25 3,3 0,9 0,13 4,2 0,01 4,8 3,9 0,2 16,4 20,1 1,2 1,5 0,2 5,4 0,01 2,0 0,34 3,4 0,26 0,01 18,7 1,4 0,3 23,0 0,01 44,8 2,6 2,6 36,5 1,0 0,5 0,36 3,20 100,0 81,5 100,0 18,5 1,42+ Извлечение металла в крупный продукт составляет 69,3. Использование предлагаемого спо- соба позволяет сократить потери ценного легирующего сплава и повысить эффективность его использования в металлургии. 50 Составитель О.Веретенников Редактор М.янович Техред В,дапекорей Корректор И.МускаЗаказ 11601/12 Тираж 595 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 2,5 2,5-1,6 1,6-1,0 1,0-0,63 0,63-0,4 О, 315-0, 20,2-0,160,16-0,10,1-0,0630,063 Экономический эффект от внедрения данного способа при объеме переработки шлаков в 20 тыс. т за счет доиэвлечения силикокальция составит102 тыс.руб.в год.