Способ обогащения сыпучих материалов

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИ ивЬ 13 ап 12 СПУБЛИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(21) 3877 (22) 04.0 (46) 30. (71) Всес тельский очистке т ных вод и энергорес 481/29-031.851.86. Бюл,оюзный научи проектныйехнологичесиспользовурсов предпии 1 Ф 44но-исследовинститут п газов, сто анию вторичных иятий черной металлур вле(56) Вгуна мс.197 АвтУ 1616 сыпу тока ного чест У пар ации90-98070-245 ьство СССР 7/08, 1963,8ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ Н. Швец, Р. К, Велецкий,орякин, Р,Ф,Грач, Н.П,Сеова, 31.А.Кречина, А.П.ЕгорЯ.Хавин и А.М.Романюха2.767:669.1 (088.8)ронова Н.А. Десульфурациягнием. М.; Металлургия, 1903.рское телО, кл. В д 4 В 07 В 9/00 В 03 В 9(54) (57) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАПОВ, включающий двухступенчатую воздушную сепарацию с регулируемым подсосом газовоздушной смеси в ступенях воздушной сепарации, направленным противоточно движению отсепарированного материала, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности эффективного изчения графита из отходов переработки жидкого чугуна, подсос газовоздушной смеси на каждой ступени сепарации осуществляют из воздушного пос чим материалом, направленна эту ступень сепарации в коливе 0,001-0,05 от общего расхода этого потока, при этом на первой ступени се создают перепад давления 2 Па, а на второй ступени0 Па.Изобретение относится к улавливанию, очистке и обогащению графитосодержащих пылевидных выбросов, образующихся на предприятиях черной металлургии при переработке и переливах жидкого чугуна, например при десульфурации чугуна, заливке чугунав миксер, сливе иэ миксера, скачивании шлака, разливке чугуна на разливочных машинах и других операциях,и может быть использовано во всехотраслях промышленности, где применяют технологические процессы, связанные с переработкой жидкого чугунаили разделения сыпучих материалов,Выделяющаяся при различных процессах и операциях переработки жидкогочугуна пыль наряду с окислами железа, кальция и другими компонентамисодержит от 15 до 45% углерода в виде графитной спели,Цель изобретения - обеспечениевоэможности эффективного выделенияграфита из отходов переработки жидкого чугуна,На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа.Графитосодержащие выбросы, образующиеся при переработке жидкого чугуна, улавливают в местах их образования местными аспирационными отсосами 1 и по газопроводу 2 за счетразрежения, создаваемого дымососом3, направляют на первую ступень сепарации (обогащения) в пылеуловитель4, например циклон ЦИ, где ведутсепарацию при перепаде давления впределах 290 - 980 Па.Одновременно ведут регулируемыйподсос газовоздушной смеси, отбираемой иэ общего газовоздушного потокав газопроводе 2, в количестве0,001-0,05 от величины общего количества газовоздушной смеси перед сепарацией и направленной по газопроводу 5 противоточно движению сепарируемого продукта в нижнюю часть бункера б пылеуловителя 4,Количество подсасываемой газовоздушной смеси регулируют клапаном 7,установленным на газопроводе б, попоказаниям пылемера 8, установленного на газопроводе 9;На первой ступени сепарации изпыпегазовоздушного графитосодержащего потока отделяются и осаждаютсякрупные частицы графита. 10 15 26 25 30 Э 5 40 45 50 Очищенный от крупных частиц графита гаэовоэдушный поток, содержащий средние и мелкие частицы графита и неграфитные примеси, по газопроводу 9 направляют на вторую ступень сепарации (обогащения) в пылеуловители 10, например циклоны ЦН, где ведут сепарацию при перепадах давлений в пределах 1470-2450 Па. Одновременно ведут регулируемый подсос гаэовоздушной смеси, отбираемой из общего газовоздушного потока в газопроводе 9 и направляемой по газопроводу 11 в нижнюю часть бункера 12 пылеуловителей 10 протиноточно движению осаждающихся (сепарируемых) частичек пыли.Подсос в количестве 0,001-0,05 от общего количества газовоздушной смеси перед второй ступенью регулируют клапаном 13, установленным на газопроводе 11, по показаниям автоматического пылемера 14, установленного на газопроводе 15 после пылеуловителей 10.Подсос газовоздушного потока осуществляют обычно с температурой 40-120"С, что исключает конденсацию влаги и залипание бункеров влажной пылью.На первой и второй ступенях сепарации создают различный перепад давлений, что определяет эффективное воздушное обогащение графитосодержаший пыли.Величина перепада давлений на первой ступени составляет 0,12-0,67 величины перепада давлений на второй ступени.Полученный в циклонах первой и второй ступеней сепарации обогащенный графитовый продукт раздельно затаривают в сгециальные контейнеры 1 б и после первой ступени направляют потребителям в качестве товарного графита, а после второй ступени - иа графитоперерабатывающие предприятия для дообогащения. Возможны другие способы выгрузки и транспортировки полученного графитного продукта, например цементовозами. Очищенный от графитных частиц газовоздушный поток, содержащий мелкодисперсные окислы железа, кальция, магния, алюмосиликаты и другие, направляют по газопроводу 15 на доочистку, например в электрофнльтр 17,пос 1273194ле чего очищенный газ выбрасываетсяв атмосферу.Уловленную после доочистки пыль,содержащую в основном окислы железаи являющуюся ценным железосодержащим ьсырьем, направляют на переработку ииспользование в качестве аглошихтына аглофабрику, Выделяющаяся пыль полйдисперсна и разнородна по химсоставу.,1 ОНаибольшее количество графита содержится в крупных фракциях пыли.Чемкрупнее фракция тем больше в нейсодержание графита. Так, в миксерныхотделениях, в пыли крупнее 0,16 мм 15содержание графита составляет от 50до 903. При десульфурации и разливкечугуна содержание графита в пыликрупностью 0,040-0,16 мм составляет45"907 В мелких Фракциях содержание 20графита незначительно, они представлены в основном окислами железа,кальция, магния,По данным инструментальных исследований при начальном содержании гра-Фита в пыли, поступающей, с газовоздушным потоком в циклоны, от 15 до453 содержание графита в уловленнойпыли составляет от 20 до 557Такая пыль является ценным графитосодержащим концентратом, так каксодержание.в ней графита в несколькораз превышает содержание графита вприродной руде, однако для получениятоварного графита эта пыль требуетдальнейшей сложной обработки на графитовых фабриках, так как она загрязнена окислами железа и другими неграфитными компонентами.При установке второй, последующей 40ступени циклонов с таким же перепадом давлений как в первой ступенифракции, уловленные в первой ступени,улавливаются в незначительном количестве, поэтому доля графита, уловленного во второй ступени, резкоуменьшается, а общее количество уловленного в обоих ступенях циклоновграфита увеличивается незначительно.В предлагаемом способе пылеулавливание и сепарацию графитосодержащей пыли ведут в двух последовательно установленных ступенях циклоновпри разных перепадах давленийВ первой ступени применяют циклоны грубого пылеулавливания, напримерЦН, с определенным небольшим перепадом давлений и сравнительно невысокой общей эффективностью пылеулавливания, что обеспечивает сепарацию(выделение) из пылегазовоздушногопотока крупных частиц пыли с высокимсодержанием графита 70-902, что близко к качеству товарного графитовогопродукта - литейного кристаллического графита и либо вообще не требуетдополнительного обогащения, либо требует дообогащения с минимальными затратами по сравнению с обогащениемприродных руд,Полное воздушное обогащение пылевидных графитных отходов осуществляется одновременно с пылеулавливаниемв первой ступени циклонов - сепараторов, после чего графитный продуктможет быть отправлен потребителям.Во второй ступени пылеулавливаниясепарацию ведут в высокоэффективныхциклонах, например типа ЦН, созначительно большим перепадом давле 3ний чем в первой ступени, При этомулавливаются мелкие частицы графита,не уловленные в первои ступени, идругие компоненты (СаО, МяО, окислыжелеза). Содержание графита и уловленной пыли составляет 20-.407., чтоменьше, чем в циклонах первой ступени, но в несколько раз выше, чем вприродных рудах. Уловленная пьцчь яв"ляется ценным высококачественным графитным концентратом, затраты на доо-богащение которого значительно меньше, чем для природных руд.В третьюступень доочистки (окончательноготонкого пылеулавливания) - электрофильтр, тканевый Фильтр либо в мок 1 рую газоочистку поступает мЕлкодисперсная пыль и возгоны (в основномокислы железа), практически не содержащие графита.Исследования и расчеты показали,что при перепаде давлений на первойступени сепарации меньше 290 Па снижается общая эффективность пылеулавливания и эффективность отделенияграфитных Фракций, содержание графита в уловленной пыли содержится менее 703 за счет увеличения доли крупных частиц шлака и корольков металла,содержащихся в небольшом количествев исходной пыли. Уловленный графитный материал с содержанием графитаменее 707 не соответствует качествутоварного графита и требует болеезначительных затрат на дообогащение,;При перепаде давлений на первой сту 5 1273пени больше 980 Па возрастает общаяэффективность пьшеулавливания и кроме крупных частиц, содержащих наибольшее количество графита, начинаюттакже частично улавливаться мелкиечастицы с повышенным содержанием загрязняющих графит примесей-алюмосиликатов, окислов кальция, магния, железа, Содержание графита в уловленной пыли при этом также содержится Оменее 70 и полученный графитный материал не соответствует качеству товарного графита. При перепаде давлений на второй ступени циклонов менее1470.Па снижается общая эффективность 15пылеулавливания, в том числе за счетснижения эффективности улавливаниямелких и средних фракций графита,Содержание графита в уловленной пъшистановится меньше 203, что ухудшает 20качество полученного графитного концентрата. При перепаде давлений навторой ступени больше 2450 Па увеличивается эффективность улавливанияммелких частиц окислов железа, кальция, магния, которые загрязняют графит. За счет увеличения доли этихчастиц содержание графита в уловленном материале содержится менее 203,что ухудшает качество полученного 30графитного материала.При установленных в результатерасчетов и исследований оптимальныхдиапазонах перепадов давления на первой и второй ступенях сепарации оптимальное отношение перепададавлений на первой ступеник перепаду давлений на второйступени сепарации составляет от0,12 до 0,67. 46Нижнее значение (0,12) диапазонаотношений соответствует отношениюминимального перепада давлений напервой ступени циклонов к максимальному перепаду давлений на второй сту пени. Верхнее значение диапазона соответствует отношению максимальногоперепада давлений на первой ступенициклонов к минимальному перепаду давлений .на второй ступени,50На одном к том же участке переработки жидкого чугуна происходит несколько последовательвях технологических операций, при которых количество графитосодержащей пыли, еефракционный и химический состав, вчастности содержание. углерода, изменяются в широких пределах (например 194 ьв миксерных отделениях операции заливки чугуна в миксер, слива из мик сера, скачивания шлака), Для поддержания максимального для разных технологических операций на каждом участке переработки чугуна содержания графита в уловленной в циклонах пыли в предлагаемом способе сепарацию в обеих ступенях циклонов ведут с регулируемым подсосом в нижнюю бункерную часть пыпеуловителей. Подсос, направленный противоточно движению уловленного, отсепарированного в циклоне материала, препятствует оседанию мелких Фракций пыли, загрязняющих графит, выносит их из циклона и таким образом увеличивает относительное содержание в уловленной пьши крупных частиц графита. Таким образом происходит дополнительное обогащение графитосодержащего материала,При величине подсоса меньше отношения 0,001 прекращается влияние величины подсоса на эффективность пылеулавливания и степень обогащения графитосодержащей пьши.При отношении величины подсоса к общему количеству газовоздушной смеси больше 0,05 эффективность пылеулавливания резко снижается и из циклонов начинают выноситься не только мелкие неграфитные Фракции, но .и частицы графита.Диапазон изменения относительной величины подсоса в пределах 0,001 0,05 является оптимальным для всех встречающихся в черной металлургии случаев переработки жидкого чугуна.Кроме автоматического регулирования подсоса, подсос можно регулировать по определенной программе, которая выбирается при наладке установки в зависимости от особенностей технологического процесса и характеристики пыпегазовых выбросов. При этом обеспечивается оптимальное содержание графита в уловленном и обогащенном продукте. Возможно и ручное регулирование подсоса оператором по ходу технологического процесса исходя из тех же условий.На основании предварительных исследований и расчетов приводится пример осуществления способа обогащения пылевидных графитосодержащих выбросов, образующихся при десульфуРации чугуна., следующего химсостава1273194 Таблица 1 Первая ступень сепарации графита в циклоне ЦНПример Газовоэдушная смесь с графитосодержащей пылью Перепаддавлений,Па Тем- ЗапыСостав графитовогоконцентрата КолиператураС ленчеством /ч ность,г/и 1 290 380000 80 2,2 С 72,9; М 80 18,55;Ге О 7,7; СаО 0,85 380000 80 2,2 С 76,1; Мф 16,3; Ге, О б,б; СаО 1,03 980 380000 80 2 е 2 С 70 е 4 э М 80 17 эЗвГе Оэ 11,1; СаО - 1,2 пыли, 7.: С 51,09; МяО 26,5; Ге О 19,5; СаО 2,91.Уловленную аспирационными отсосами (зонтами) газовоздушную смесь с графитосодержащей пылью в количестве 380000 м/ч с температурой 80 С, начальной запыленностью 2,2 г/м из объемным весом 1,5 т/м направляют по газопроводу на первую ступень сепарации (обогащения) в циклон ЦН, 10 в котором под действием центробежных сил, при перепаде давлений, равном 530 Па, создаваемом дымососом и конструкцией циклона, и регулируемом подсосе гаэовоздушной смеси в коли честве 9000 м/ч (0,0236 от общего расхода), отобранной из общего газовоздушного потока перед первой ступенью и направленной в нижнюю часть бункера циклона навстречу осаждающейся пыли, крупные частицы (более 40 мкм) графита выделяются и осаждаются в бункере циклона в количестве 418 кг/ч. Состав графитового концентрата после первой ступени,Е: 25 С 76,1; МрО 16,3; Ге О 6,6; СаО 1,0. Очищенную газовоэдушную смесь от крупных фракций графита в количестве 380000 и /ч с начальной температурой 78 С, запыленностью 1,1 г/м направляют по газопроводу на вторую ступень сепарации - группу циклонов ЦНв количестве 6 штук, в которых под действием центробежных сил при перепаде давления 1860 Па, создаваемом дымососом и конструкцией цикло" нов, и регулируемом подсосе газовоздушной смеси в количестве 9000 м/ч (0,0236 от общего расхода), отобранной из гаэовоэдушного потока перед второй ступенью и направленной в нижнюю часть бункеров навстречу осаждающей пыли, более мелкие частицы графитосодержащей пыли (менее 40 мкм) в количестве 240 кг/м осаждаются в бункерах циклонов ЦН.Состав графитового концентрата после второй ступени, Х: С 30,0; М 80 40,3; Ге О 25,6; СаО 4 1.Примеры реалиэации способа при крайних и средних значениях предла.гаемых параметров сведены в табл,1.1273194 Продолжение табл.1 орая ступень сепарации графита в циклонах ЦНная смесь с графитосодержаще пылью Гаэовоз Количест Темпево, м /ч ратура, ностьС граф. 3 апыле Состав графитовогконцентрата кон 4 , С 28,5; МеО 41,1; Ге О 25,8; СаО 4 1470 80000 860 8000 40,3;б; СаО 4,1 450 80000 Данные по фракционному составу пь лы ли перед и после каждой ступени сепарации при средних эначени -ях пераметров приведены втабл,2. графита пылегазовои мелкодисперсные окис льция идругне направл р ипосле окончательно в атмосферу Т аблиц а р акций, Х Разме зсовое содержа Пыли,осевшейв третьейступени выброшенной в ато втоой сту осфер ени Более,56 0,2 О,0 1 105,5 18 0 того Очищенный от поток,содержащи железа,магния,к ют в электрофиль очистки выбрасыв 1фракций,мкм репадвлей, Па есовое одержание фрак исходнойпыли пергазоочиской, Х Пьщи,осевшейв первой ступени С 30; МеоРе Оз 25 фС 34,7; МяО 37,9; Ре О 24,1; СаО 1,21273194 12 Продолжение табл.З Размерыфракций,мкм 200-5 0 76,1 ого: О табл. 3 видно, что чатой сепарации гр посл двух"дерй стутрат ту олее 0 фитос перв конце 17., а пылевыхполучают ыбросов нарафитовыйрафита 76- 30%.-40 содержаниеторой ступе а 40-20 оставитель О, Попоехред И,Попович тай ректор едактор Е.Коп аказ 6371/10ВНИИПИ одписно 4/ 3,Проектная, 4 Из табл. 2 следует, что на первой, ступени сепарации отделяют частицы пыли крупностью более 40 мкм,на второй ступени менее 40 мкм. Вэлектрофильтре отделяются в основном частицы 10-20 мкм,Данные по содержанию графита вуловленной пыли при средних значениях параметров приведены в табл,3,Т аблица 3 Тираж 565осударственного комитета СССам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.,Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужго Содержаниеграфита впыли, уловленной впервой ступени сепарации, 7 Содержание графита впыли,уловленной вовторойступенисепарации,