Спосіб переробки відходів феросплавного виробництва

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к переработке отходов ферросплавных заводов и может быть использовано в металлургической промышленности. Известен способ переработки шлаков ферросплавного производства, включающий разделение исходного материала в пульсирующем потоке энергоносителя с дополнительным введением в процесс относительно мелкого материала крупностью 2-0 мм[1]. Недостатком известного способа является низкая эффективность использования сырья, связанная с тем, что полезный компонент, находящийся в шлаковой фазе, не утилизируется, а образующиеся вторичные отходы составляют 80-90% от исходного сырья. Известен способ переработки шлаков, включающий загрузку в многокамерную отсадочную машину шлака и воздействия на него пульсирующим потоком энергоносителя. Пульсацию энергоносителя осуществляют одновременными колебаниями различной частоты при соотношении частот колебаний, равном 1:(4-10), и соотношении амплитуд колебаний высокой и низкой частоты, равной 1:(5-15)[2]. Недостатком известного способа является низкая эффективность использования сырья, связанная с образованием значительного объема вторичных отходов. Это обусловлено тем, что в известном способе из исходного сырья выделяют только металлоконцентрат и хвосты. Разделение образующи хся хвостов при известных режимах затруднено, т.к. подлежащие разделению фракции малоконтрастны по гравитационным свойствам. Использование хвостов в производстве .удобрений исключено из-за наличия значительного количества до 30% металлошлаковых сростков, то время как наличие свободного металла в таких количествах в удобрении не допускается. Практикуемое в настоящее время использование хвостов о тсадки в качестве щебня исключает эффективную утилизацию содержащегося в них марганца, что практически ведет к необратимым потерям этого полезного компонента. Таким образом, полученные по способу-прототипу хвосты отсадки являются многотоннажным вторичным отходом, эффективная утилизация которого при существующей те хнологии невозможна. В заявляемом способе поставлена задача повышения эффективности использования сырья за счет уменьшения объема вторичных отходов путем создания режима разделения, позволяющего утилизировать полезный компонент, находящийся в шлаковой фазе. Поставленная задача решается тем, что в способе переработки отходов ферросплавного производства, включающем загрузку в многокамерную отсадочную машину шлака и воздействие на него пульсирующим потоком энергоносителя, согласно изобретению, сначала последовательно выделяют по камерам металлоконцентрат. металлошлаковые сростки и силикатную шлаковую фаз у, при этом соотношение скоростей пульсирующего потока энергоносителя в камерах выделения металлоконцентрата и в камерах выделения металлошлаковых сростков и силикатной шлаковой фазы равно 1:3...1:5, а шлам и пыль дополнительно вводят в виде суспензии плотностью 1700...1900 кг/м 3 совместно с энергоносителем в камеры выделения металлошлаковых сростков и силикатной шлаковой фазы, причем соотношение удельных расходов энергоносителя и пылешлаковой суспензии равно 3...6:1, Заявляемые параметры разделения, а именно соотношение скоростей пульсирующего потока энергоносителя в камерах отсадочной машины позволяет повысить эффективность разделения исходного мате-, риала по камерам на металлоконцентрат, металлошлаковые сростки и силикатную шлаковую фазу и вы ход контрастной металлической фазы в первой камере. Введение пылешламовой суспензии совместно с энергоносителем в камеры выде-ления металлошлаковых сростков и силикатной шлаковой фазы значительно повышает эффективную плотность разделительной среды. Эффективность разделения - выход и качество полезного компонента, находящегося в шлаковой фазе, при этом повышаются. Для определения оптимального соотношения скоростей пульсирующего потока энергоносителя в камерах выделения металлоконцентрата и камерах выделения металлошлаковых сростков и силикатной шлаковой фазы проведены опыты в двухкамерной отсадочной машине ОМРУ-2,4. В качестве исходного сырья использовали шлаки ферромарганца и силикомарганца, а также пыль и шламы первичной и вторичной газоочистки Никопольского завода ферросплавов. В первой камере машины в разгрузочный карман разгружали металлоконцентрат (1), во второй камере - металлошлаковые сростки (2). Из сливов на дуговом сите выделяли силикатную шлаковую фазу (3). Разделяемые по камерам продукты: металлоконцентрат (6), металлошлаковые сростки (7), силикатная шлаковая фаза (8). Результаты опытов даны в таблице 1. Базовые значения скорости пульсирующего потока в 1 камере составляли 15, 20 и 25 см/с, что соответствует пропускной способности 12,0; 13,3 и 15,0 т/ч м поверхности решета. В качестве критерия оптимальности использовался показатель эффективности разделения. Как видно из табл. 1, наиболее высокая эффективность разделения во всех случаях достигалась в диапазоне соотношения скоростей по камерам равном 1:3...1:5. При изменении данного соотношения либо свыше 1:3 либо ниже 1:5 эффективность разделения снижается. Поэтому диапазон соотношения скоростей пульсирующего потока энергоносителя в камерах выделения металлоконцентрата и в камерах выделения металлошлаковых сростков и силикатной шлаковой фазы, равной 1:3..1:5 считает оптимальным. Для определения оптимального режима введения в процесс шлама и пыли проведены опыты, в ходе которых испытаны следующие режимы: 1. Подача шлама и пыли совместно с исходным питанием. 2. Подача шлама и пыли совместно с энергоносителем во все камеры отсадочной 'м ашины. 3. Подача шлама и пыли совместно с энергоносителем только в камеру выделения мателлошлаковых сростков и силикатной шлаковой фазы (в данном случае - во 2-ю камеру). Во всех трех режимах шламы и пыль подавались в процессе виде подготовленной суспензии, плотность которой в опытах изменяли в пределах 1500-2100 кг/м 3. Результаты опытов приведены в таблице 2. Из данных приведенных в таблице 2 следует, что режим введения в осадочную машину шлама и пыли в виде суспензии плотностью 1700-1900 кг/м 3, подаваемой совместно с энергоносителем в камеры выделения металлошлаковых сростков и силикатной шлаковой фазы - является оптимальным, позволяющим достичь эффективности разделения, равной 71,9-72,9%. Как показали исследования, эффективность разделения исходного материала на продукты зависит также от расхода пылешламовой суспензии в процессе. Для определения оптимального расхода пылешламовой суспензии проведены опыты, в ходе которых пылешламовую суспензию оптимальной плотности подавали совместно с энергоносителем в камеру выделения металлошлаковых сростков и силикатной шлаковой фазы. Удельный расход энергоносителя в опытах составлял 2-3 м 3/т перерабатываемого материала, а удельный расход пылешламовой суспензии в опытах изменяли в пределах 0,3…1,2 м 3/т. Рез ультаты опытов приведены в табл. 3. Как видно из таблицы 3, наибольшая эффективность разделения, составляющая 71,5-73,5% достигается при отношении удельных расходов энергоносителя и пылешламовой суспензии, составляющем 3-6. Поэтому данный диапазон изменения этого параметра считает оптимальным. Заявляемый способ может быть осуществлен в промышленных условиях. Исходный материал после измельчения подают в многокамерную отсадочную машину - в первую камеру. Во вторую камеру совместно с энергоносителем подают предварительно приготовленную пылешламовую суспензию плотностью 1700-1900 кг/м 3. Соотношение удельных расходов энергоносителя и пылешламовой суспензии поддерживают в пределах 3...6:1, а соотношение скоростей пульсирующего потока энергоносителя в камерах выделения металло-концентрата и в камерах выделения металлошлаковых сростков и силикатной шлаковой фазы - равной 1:3...1:5. В результате процесса разделения в первой камере отсадочной машины выделяют металлоконцентрат, во второй камере -металлошлаковые сростки, хвосты о тсадки направляют на дуговое сито машины, где выделяют силикатную плановую фазу, а сливы - на осветление. Пример: Шлаки производств силикомарганца и ферромарганца Никопольского ферро-сплавногЬ завода а крупности (40 +5) мм подавали на двухкамерную отсадочную машину 1 с коллектором энергоносителя 2. Во струю камеру отсадочной машины совместно с энергоносителем подавали пылешламовую суспензию, подготовленную в сгустителе 3 из пыли и шламов первичной и вторичной газоочистки завода. Плотность пылешламовой суспензии поддерживали равной 1800кг/м 3. Удельный расход энергоносителя составлял 2,8 м 3/т исходного материала, расход пылешламовой суспензии - 0,6 м 3/т (отношение расходов составляло 4,7). Скорость пульсирующего потока энергоносителя в 1 камере поддерживали равной 15 см/с; во II камере - 60 см/с; отношение скоростей составляло 1:4. В первой камере выделяли металлоконцентрат, во второй камере - металлошлаковые сростки. Хвосты отсадки поступали на дуговое сито, где выделяли силикатную шлаковую фазу, а сливы направляли в сгуститель 4 на осветление. Перелив сгустителя использовали в качестве оборотной воды. Для перекачки суспензии использовали шламовые насосы 5. В результате испытаний получены следующие продукты: - металлоконцентрат (6) с содержанием марганца 67,4% при выходе 11,6%; пригодный для дальнейшего использования в металлургическом переделе; - металлошламовые сростки (7) с содержанием марганца 32,1% при выходе 12,8%, пригодные для повторного использования в ферросплавном производстве; - силикатная шлаковая фаза (8) с содержанием марганца 13,3% при выходе 75,6%, пригодная для производства марганецсодержащих минеральных удобрений. Все полученные продукты являются кондиционными. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает практически полную утилизацию перерабатываемых отходов ферросплавного производства, эффективно используя содержащиеся в них полезные компоненты, что существенно повышает эффективность использования перерабатываемого сырья.