УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТВАЛЬНЫХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ, В ЧАСТНОСТИ ФЕРРОВАНАДИЕВЫХ ШЛАКОВ

Полезная модель относится к области переработки побочных продуктов металлургической промышленности, а именно к устройствам для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности феррованадиевых шлаков, для извлечения из них металлов и использования шлаковых отходов в строительстве, в частности при производстве цемента.
7
7
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является установка для переработки отвальных металлургических шлаков (см. п. Украины на полезную модель №1756, з. 2003010213 от 08.01.2003 г., М. Кл. В 02 С 15/00, опубл. 15.04.2003 г., св. РФ на полезную модель №38301, з. 2004103959 от 16.02.2004, конвенционный приоритет Украины по з. №2003010213 от 08.01.2003 г., М. Кл. В 02 С 15/00, В 03 В 9/04, С 04 СВ 18/04, опубл. 10.06.2004 г.), включающая приемное устройство, устройство дробления крупного помола, устройство дробления мелкого помола, соединенные транспортирующими устройствами, и сепараторы металла.
Известная установка включает также устройства сортировки, установленные после каждого устройства для дробления, содержащие сита с, по крайней мере, двумя размерами ячеек. В качестве сепараторов металла используют электромагнитные сепараторы, причем последние установлены на каждом транспортирующем устройстве.
Известная установка работает следующим образом. Из приемного устройства с помощью транспортирующего устройства шлак подают в устройство дробления крупного помола, предварительно отбирая из шлака с помощью магнитных шайб ферромагнитные частицы. После дробления
шлак с помощью транспортирующего устройства подают в устройство сортировки, предварительно пропустив его через электромагнитный сепаратор для отбора ферромагнитных частиц. В устройстве сортировки шлак рассеивают с получением фракций с размером частиц менее 15 мм и более 15 мм (до 150 мм). Крупную фракцию с помощью транспортирующего устройства подают в устройство дробления мелкого помола, предварительно пропустив ее через электромагнитный сепаратор для отбора ферромагнитных частиц. После дробления шлак с помощью транспортирующего устройства подают в устройство сортировки, предварительно пропустив его через электромагнитный сепаратор для отбора ферромагнитных частиц. В устройстве сортировки шлак рассеивают с получением фракций с размером частиц менее 15 мм и более 15 мм (до 80 мм). Фракцию шлака с размером частиц менее 15 мм после предварительного пропускания ее через электромагнитный сепаратор подают в устройство сортировки для выделения фракции с размером частиц менее 0,15 мм. В результате получают шлак пофракционного состава с размером частиц менее 0,15 мм, 0,15-15 мм, 15-50 мм и 50-80 мм, который используется в различных отраслях строительства.
Известная установка характеризуется недостаточно высокой степенью извлечения металлов из отвальных металлургических шлаков, а также не обеспечивает отбор феррованадия из перерабатываемого шлака.
Это объясняется следующим.
Известная установка предусматривает использование для отбора металлических частиц из измельченного шлака электромагнитных сепараторов, принцип работы которых основан на отборе металлических частиц, обладающих магнитными свойствами. Феррованадий, содержащийся в шлаке, в своем составе содержит не более 10% железа и не обладает магнитными свойствами. Поэтому отделить его от шлака с помощью электромагнитных сепараторов невозможно, что приводит к потерям феррованадия вместе со шлаком. Выделение металлических
частиц, обладающих магнитными свойствами, с помощью известной установки также недостаточно эффективно, поскольку при удалении из шлака после крупного дробления металлических кусков вместе с металлом удаляется и находящийся на них шлак. После дробления в устройстве дробления мелкого помола получают шлак разных фракций. В крупных частицах шлака остается металл, который невозможно отделить с помощью электромагнитного сепаратора. Таким образом, при переработке отвального шлака на известной установке получают металлическую фазу, загрязненную шлаковой составляющей, и шлак, загрязненный металлическими включениями, что ухудшает его качество при использовании в строительстве и приводит к потерям металла со шлаком.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования установки для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности феррованадиевых шлаков, в которой путем введения дополнительных элементов и новых связей между ними обеспечивается возможность пофракционного извлечения феррованадия из шлака, что повышает степень извлечения металла из шлака с одновременным получением шлака, пригодного для использования в строительстве, в частности в производстве цемента, за счет чего достигается комплексная, практически безотходная переработка отвальных шлаков с получением товарных продуктов.
Поставленная задача решается тем, что в известной установке для переработки отвальных металлургических шлаков, включающей приемное устройство, устройство дробления крупного помола, устройство дробления мелкого помола, соединенные транспортирующими устройствами, и сепараторы металла, новым, согласно заявляемой полезной модели, является то, что установка дополнительно содержит последовательно соединенные с устройством мелкого помола два накопительных бункера со шнековыми дозаторами с размещенной между бункерами валковой дробилкой с гладкими валками, при этом на выходе каждого шнекового
дозатора установлен сепаратор металла, в качестве которого используют электростатический сепаратор.
Новым является также то, что валковая дробилка выполнена с возможностью обеспечения разной скорости вращения валков, которые установлены с зазором, равным 0,5-1 мм.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Новое конструктивное выполнение установки, а именно:
- введение в установку последовательно соединенных с устройством мелкого помола двух накопительных бункеров со шнековыми дозаторами;
- размещение между бункерами валковой дробилкой с гладкими валками;
- размещение на выходе каждого шнекового дозатора сепаратора металла;
- использование в качестве сепаратора металла электростатического сепаратора
в совокупности с известными признаками заявляемой полезной модели обеспечивает возможность пофракционного извлечения феррованадия из шлака, что повышает степень извлечения металла из шлака с одновременным получением шлака, пригодного для использования в строительстве, в частности в производстве цемента.
Использование в качестве сепаратора металла электростатического сепаратора, принцип действия которого основан на отборе электропроводящих частиц из шлака, обеспечивает возможность отбора из шлака феррованадия, характеризующегося сверхпроводимостью, но совершенно не обладающего магнитными свойствами.
Введение в установку последовательно соединенных с устройством мелкого помола двух накопительных бункеров, снабженных шнековыми дозаторами, на выходе которых установлены электростатические
сепараторы металла, позволяет обеспечить подачу шлака в них с заданной скоростью, определяемой производительностью сепараторов, что повышает степень извлечения металла из шлака.
Введение в установку валковой дробилки с гладкими валками, установленной между двумя последовательно соединенными накопительными бункерами, снабженными шнековыми дозаторами, также повышает степень извлечения металла из шлака. В валковую дробилку поступает шлак после мелкого помола и удаления из него с помощью электростатических сепараторов феррованадия, представляющего собой товарный продукт, используемый в производстве ферросплавов. В процессе измельчения на валковой дробилке происходит дополнительное разрушение шлаковых агломератов со вскрытием заключенных в них частиц феррованадия, которые затем удаляют из шлака на электростатических сепараторах и используют либо как товарный продукт, либо возвращают на вторичное производство феррованадия.
Валковая дробилка выполнена с возможностью обеспечения разной скорости вращения валков, которые установлены с зазором, равным 0,5-1 мм. Разная скорость вращения одного валка относительно другого обеспечивает улучшение процесса измельчения частиц шлака. Феррованадиевый шлак характеризуется высокой твердостью и, следовательно, трудно измельчается. При одинаковых скоростях вращения валков на частицы шлака воздействуют только силы давления, а при разных скоростях вращения валков на измельчаемые частицы шлака воздействуют дополнительно нагрузки на разрыв и излом, что существенно облегчает процесс измельчения шлака.
Заявляемый зазор между валками в валковой дробилке обеспечивает измельчение шлака с крупностью частиц до 2 мм, пригодного для использования в производстве цемента. Кроме того, заявляемый зазор является оптимальным с точки зрения вскрытия зерен шлака для извлечения металлических частиц из него. Увеличение зазора между
валками выше заявляемой величины приводит к потерям феррованадия со шлаком и ухудшает качество последнего.
Таким образом, заявляемое конструктивное выполнение установки для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности феррованадиевых шлаков, обеспечивает возможность пофракционного извлечения феррованадия из шлака, используемого как товарный продукт в производстве ферросплавов и во вторичном производстве феррованадия, с одновременным получением шлака, пригодного для использования в строительстве, в частности в производстве цемента, за счет чего достигается комплексная, практически безотходная переработка отвальных шлаков.
Сущность технического решения поясняется фигурой, на которой представлена схема заявляемой установки.
Установка для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности феррованадиевых шлаков, включает приемное устройство 1, соединенное транспортирующим устройством 2 с устройством 3 дробления крупного помола, которое транспортирующим устройством 4 соединено с устройством 5 дробления мелкого помола. С устройством 5 с помощью транспортирующего устройства 6 соединен первый накопительный бункер 7 со шнековыми дозаторами 8, на выходе которых установлены электростатические сепараторы 9. Транспортирующее устройство 10 соединяет электростатические сепараторы 9 с валковой дробилкой 11 с гладкими валками, которая с помощью транспортирующего устройства 12 соединена со вторым накопительным бункером 13 со шнековыми дозаторами 14. На выходе шнековых дозаторов 14 установлены электростатические сепараторы 15, соединенные транспортирующим устройством 16 со складом готовой продукции.
Валковая дробилка 11 выполнена с возможностью обеспечения разной скорости вращения одного валка относительно другого, при этом валки установлены с зазором, равным 0,5-1 мм.
Заявляемая установка работает следующим образом.
Отвальный металлургический шлак производства феррованадия из приемного устройства 1 с помощью транспортирующего устройства 2 подают в устройство 3 дробления крупного помола (например, конусную дробилку), в котором шлак измельчают до крупности 15-30 мм. Далее с помощью транспортирующего устройства 4 шлак подают в устройство 5 дробления мелкого помола (например, конусную дробилку), где шлак измельчают до крупности 3-5 мм. Измельченный шлак с помощью транспортирующего устройства 6 подают в накопительный бункер 7, откуда шнековыми дозаторами 8 шлак дозировано перемещают в электростатические сепараторы 9, где происходит отделение феррованадия, обладающего сверхпроводимостью, от шлака, не обладающего свойством электропроводимости. Отделенный феррованадий с крупностью частиц 3-5 мм является товарным продуктом и используется в производстве ферросплавов. Шлак после отделения феррованадия с помощью транспортирующего устройства 10 подают в валковую дробилку 11 с гладкими валками, где производят дальнейшее дробление шлака, способствующее вскрытию зерен шлака для извлечения металлических частиц. Разность между скоростями вращения одного валка относительно другого устанавливают равной 15-20% для улучшения процесса измельчения шлака. Крупность частиц, полученных после дробления в валковой дробилке 11, составляет 0,1-2 мм, что определяется величиной зазора между гладкими валками в валковой дробилке 11, равной 0,5-1 мм. Измельченный в валковой дробилке 11 шлак с помощью транспортирующего устройства 12 подают в накопительный бункер 13, откуда шлак шнековыми дозаторами 14 дозировано перемещают в электростатические сепараторы 15 для отделения феррованадия от шлака. Феррованадий, отделенный от шлака в электростатических сепараторах 15, с крупностью частиц 0,1-2 мм направляется на вторичное использование в производстве феррованадия и также может использоваться как товарный
продукт. Шлак, полученный после отделения феррованадия в электростатическом сепараторе 15, с крупностью частиц до 2 мм может быть использован в производстве цемента.
Заявляемая установка была испытана в опытно-промышленных условиях на ОАО «Ванадий-Тула».
Переработке подвергали отвальный феррованадиевый шлак с содержанием феррованадия в нем 1,5-2,0%. Для дробления шлака использовали конусную дробилку КСД 2200 (устройство дробления крупного помола), конусную дробилку КМД 1200 (устройства дробления мелкого помола) и валковую дробилку ДГ 1000×550, зазор между валками которой устанавливали равным 0,5-1 мм, а разность между скоростями вращения валков составляла 15-20%. В качестве электростатического сепаратора использовали электрический барабанный сепаратор 3ЭБ 32/50 (НПК «Механобр-техника»). В результате переработки феррованадиевого шлака на заявляемой установке получили:
- сортовой феррованадий фракции 3-5 мм, пригодный для использования в производстве ферросплавов;
- феррованадий фракции 0,1-2 мм, который может быть использован во вторичном производстве феррованадия и как товарный продукт;
- шлак, очищенный от металлических включений, с крупностью частиц 0,1-2 мм, пригодный для использования в производстве цемента.
При этом степень извлечения феррованадия из отвального шлака составила более 90%.
Заявляемая установка для переработки отвальных металлургических шлаков, в частности феррованадиевых шлаков, включает в себя известные устройства, которые приведены, например, в "Атласе оборудования, используемого в горнорудной промышленности", издательство завода "Механобр", 1961 г.