Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТВАЛЬНЫХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам переработки отвальных металлургических шлаков, и может быть использовано для извлечения магнитных, слабомагнитных и немагнитных компонентов из этих материалов.

Известен способ переработки отвальных металлургических шлаков, включающий извлечение крупного скрапа из сталеплавильного шлака, рассев и выделение немагнитного шлака крупностью 0-50 мм, грохочение немагнитного шлака по классу 0-5 мм, дробление надрешетного продукта с рассевом по классу 0-5 мм и пневмоклассификацию с выделением классов крупности: крупный 5-0,5 мм, мелкий 0,5-0,16 мм и пыль 0,16-0 мм с последующей пневмоклассификацией крупного и мелкого классов и их сухой магнитной сепарацией (патент РФ 2365642, С22В 7/04, С21С 5/54 «Способ переработки сталеплавильных шлаков», опубл. 27.08.09).

Недостатками этого способа являются многостадийность процесса, а также возникающая сложность реализации данного процесса из-за необходимости использования оборудования для пневмоклассификации.

Известен также 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 2117708, С22В 7/04, С21С 5/54 «Способ переработки отвальных металлургических шлаков», опубл. 20.08.98).

Такой способ сложен с технологической точки зрения и связан со значительными энергозатратами. Недостатками этого способа являются многостадийность процесса, а также то, что он не позволяет получать раздельно разные металлические составляющие, что требует организации дополнительных операций для их дальнейшего разделения.

Известен также способ переработки отвальных металлургических шлаков, выбранный в качестве прототипа, 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, характеризующийся тем, 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 (патент РФ 2222619, С22В 7/04, В03В 7/00, В03В 9/06 «Способ переработки отвальных металлургических шлаков», опубл. 27.01.04).

Недостатком известного способа является использование большого количества сепараторов для проведения магнитной сепарации, осуществление постоянного контроля за соблюдением необходимых настроек величины магнитной индукции магнитных сепараторов, соответствующей тому или иному виду металлов и/или сплавов металлов, и/или оксидов металлов, содержащихся в шлаке.

Задачей изобретения является упрощение технологии переработки отвальных шлаков металлургического производства, повышение степени извлечения металлов при одновременном повышении утилизационной пригодности неметаллической фазы шлаков, возможность извлечения всего ряда находящихся в шлаке металлов, включая железо и хром, а также создание 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.

Указанная задача решается тем, что в способе переработки отвальных металлургических шлаков, включающем дробление отвального металлургического шлака, извлечение крупного скрапа из металлургического шлака, измельчение шлака по классу крупности 0-5 мм, сухую магнитную сепарацию с помощью сепаратора, работающего на постоянных магнитах, немагнитную часть шлака подвергают разделению на слои из частиц одинаковой плотности.

Кроме того, извлекаемые металлосодержащие продукты служат сырьем для агломерационного производства.

Кроме того, полученный агломерат из извлекаемых металлосодержащих продуктов используют при получении чушек для сталеплавильного передела.

Согласно изобретению измельченный и отсепарированный металлургический шлак разделяется на слои из частиц одинаковой плотности, что позволяет рассортировать извлекаемые из шлака сплавы и оксиды металлов (никеля, вольфрама, хрома, ванадия и др.) по показателю плотности, а не в смеси.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

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 0-5 мм и направляют на сухую магнитную сепарацию, осуществляемую с помощью барабанного сепаратора, работающего на постоянных магнитах. Затем отсепарированный шлак попадает на установку для разделения сыпучей массы по плотности, где происходит разделение металлов, сплавов и оксидов в зависимости от их плотности. Более плотные металлы и оксиды будут опускаться в нижние слои, а менее плотные остаются в верхних слоях. Разделение позволяет изготавливать продукты агломерации из материалов с одинаковой плотностью, что невозможно сделать из сыпучей смеси материалов разных плотностей. Извлеченные вещества отдельно складируются и поступают на участок агломерационного производства, где осуществляется процесс получения из извлекаемых металлосодержащих веществ продуктов агломерации, а именно брикетов или окатышей. После этого полученный агломерат направляют на линию по получению чушек для сталеплавильного передела.

Полученный в результате процесса переработки неметаллический шлак может быть использован для рекультивации отработанных карьеров в качестве заполнителя, а также для прессования дорожных плит.

Предлагаемый способ позволяет перерабатывать отвальные шлаки, представляющие собой отходы различных металлургических производств, скапливающиеся в течение многих лет. Извлекаемые металлы (Ni, W, Cr, V, Mn 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 плотности вещества, а не их смесь. При этом решается проблема шлаковых отвалов, занимающих значительные территории и ухудшающих экологическую обстановку в промышленной зоне. Извлекаемые металлосодержащие продукты являются ценным сырьем для агломерационного производства и в дальнейшем могут использоваться при изготовлении чушек для сталеплавильного передела. Полученный в результате процесса переработки неметаллический шлак может быть использован для рекультивации отработанных карьеров в качестве заполнителя, а также для прессования дорожных плит.