Спосіб та пристрій для відокремлення більш твердих від менш твердих речовин

1. Спосіб відокремлення більш твердих від менш твердих речовин компактної заготовки, яка містить більш та менш тверді речовини, такі як магній та алюміній з заготовки шлаку та відходи, які містять магній та алюміній, який відрізняється спрямовуванням на заготовку принаймні одного струменя рідини під тиском принаймні 400 бар з метою відокремлення більш твердих від менш твердих речовин шляхом відламування шматків від заготовки, причому сопло чи сопла та заготовка (1) рухаються один по відношенню до одного, а речовини охолоджуються водою, щоб зменшити втрати метала внаслідок оксидації. 2 Спосіб згідно з попереднім пунктом, який відрізняється тим , що забезпечується подальша обробка у дробарці та механічному ситі такого матеріалу, який є недостатньо чистим після першої операції відламування струменем рідини 3. Спосіб згідно з попередніми пунктами, який відрізняється тим , що забезпечується подальша обробка матеріалу струменем рідини під тиском у барабанних сепараторах та/чи водою у промивних барабанах після першого розламування струменем рідини чи у дробарці. 4. Спосіб згідно з попередніми пунктами., який відрізняється тим , що використовують воду як рідину підтиском. 5 Спосіб згідно з попередніми пунктами, який відрізняється тим , що забезпечується обертання заготовки навколо вертикальної осі, причому сопло(а) підтримуються нерухомими або виконують зворотно-поступальний рух 6. Спосіб згідно з попередніми пунктами, який відрізняється тим , що забезпечується охолоджування заготовки та речовин водою з метою зменшення окислення металу та таким чином зменшення втрат металу 7. Пристрій для відокремлення більш твердих від менш твердих речовин у вигляді компактної заготовки (1), що містить тверді та менш тверді речовини, який відрізняється тим, що обладнаний принаймні одним соплом (11), кожне з яких має засоби для переміщення, для прицільного спрямовування струменя рідини під тиском принаймні 400бар, при цьому сопло розташоване зверху, знизу та/або з боку від заготовки (1). 8. Пристрій згідно з пунктом 7, який відрізняється тим, що сопло(-а) (11) розташовано(-і) у струмній головці, яка спрямовує струмінь(-ені) на можливі залишкові частини заготовки (1), які ще не мають вигляд відокремлених твердих та менш твердих речовин, вручну, програмуванням або автоматично. 9 Пристрій згідно з пунктом 8, який відрізняється тим, що сопло(-а) {11) розташовано(і) з можливістю обертання у струменевій головці таким чином, що сопла можуть бути повернуті з горизонтального у верткальний напрям. 10. Пристрій згідно з пунктом 8, який відрізняється тим, що містить барабанний сепаратор (7), який пристосовано для приймання оброблених мас, який містить засоби (9) для проведення струменів рідини, переважно водних струменів, під високим тиском, які відокремлюють можливі залишкові невідокремпені речовини, а також тим, що барабанний сепаратор (7) зрештою розділяє більш тверді та менш тверді речовини Цей винахід стосується способу та пристрою для відокремлення більш твердих від менш твердих речовин згідно з преамбулою патентної формули. Відомі методи для вилучення металу зі шлаку та ВІДХОДІВ, які містять магній та алюміній, або для сепарації відповідних комбінацій композицій матеріалів технологічно складні, дуже часто CM О со со ю 53610 4 охолоджування пов'язує метал І оксиди до такого пов'язані зі шкодою для навколишнього ступеня, що неминучим подальшим етапом стає середовища і, в результаті, дорого коштують. обробка у обертовій плавильній печі. Металічний магній, наприклад, видобувається Процес у обертовій плавильній печі дорого зі шламу, що містить магній та відливається у коштує і наносить шкоду навколишньому вигляді чушок або заливається у стальні циліндри, середовищу, тому що при проведенні цього перебуваючи у розплавленій фазі, і який містить процесу отримується приблизно така ж кількість магній в твердому розчині солей та оксидів. відвалів, як і концентрованого шлаку. Шлак, який Звичайною практикою є дроблення чушок у має 50% алюмінія І 50% оксидів, потребує декілька стадій та одночасне відбирання металу додатково 50% сольових добавок, або таку ж вручну, а також просіювання металу, при цьому КІЛЬКІСТЬ солі, як неметалічна частина шлаку. залишковий шлам видаляється з процесу для остаточного відправлення до відвалу або Відправлення у відвали спечених сольових використання іншими способами. Цей процес відходів у деяких промислових країнах потребує для переробки матеріалу громіздких перетворилось на велику проблему, оскільки механічних пристроїв, не кажучи вже про розчин солі проходить у грунт и забруднює необхідність ємностей На різних заводах грунтові води. В деяких країнах побудовано одночасно виробляють відносно невеликі КІЛЬКОСТІ збагачувальні заводи для солі, хоча сіль після шламу, що містить магній. За тих же причин тільки збагачення дорожча, ніж свіжа сіль А все ж таки, дуже мало провідних заводів у світі виконує підприємства з вторинними плавильними печами в виділення, отже, вартість транспортування на такі таких країнах змушені займатися доставкою заводи може бути значною через великі відстані, а сировини і платити за транспортування спеченої також тому, що існують жорсткі правила, пов'язані солі. Крім того, вони змушені знов купувати дорогу з транспортуванням та пакуванням шламу, що сіль. містить магній. Недоліки та негативні сторони існуючих У процесі виділяються небезпечні та процесів стимулювали ІСТОТНІ зусилля, спрямовані ускладнюючі виробництво гази, які необхідно на спрощення цих процесів або на розробку нових регулювати. Крім того, сильна гігроскопічність процесів, проте поки що щ зусилля не привели до приводить до того, що для сухої обробки шламу, результатів, які б використовувались на практиці. що містить магній, необхідно виконувати Вищезгадані недоліки та обмеження відомих специфічні вимоги при виборі обладнання для рішень усунуті в цьому винаході, як зазначено у дроблення та просіювання, а також для конвеєрів суттєвих ознаках, встановлених у патентній та обладнання для обробки пилу і газів. формулі. Багато які заводи відправляють або до По відношенню до способів, які на сьогодні недавнього часу відправляли шлам у відвали як відомі та використовуються на практиці, спосіб та найбільш дешеве та зручне рішення Ідеї пристрій згідно з цим винаходом забезпечують проблеми. Оскільки законодавчі акти з охорони створення істотно більш простого та дешевого навколишнього середовища стали більш устаткування та обладнання, які можуть суворими, все більше і більше промислових країн переробляти менші КІЛЬКОСТІ при не менш високій відтепер заборонили таке відправлення у відвали. економічності, ніж на великих і дуже часто віддалених провідних заводах. Шляхом Іншим прикладом є видалення металічного використання вимивання під дуже високим тиском алюмінію з білого шлаку, який І досі здійснюється досягається краща сепарація та більша чистота трудомісткими та дорогими способами. Першим продуктів, що особливо стосується концентратів етапом обробки шлаку, який охолонув у металу; крім того, істотно більш швидке виливницях, звичайно є механічне збагачення за розподілення заготовки на частини, в допомогою декількох етапів дроблення з протилежність тому, як це досягається в відомих сепарацією металічних часток від неметалічних за мокрих процесах, що поряд з ефектом швидкого допомогою сит Перед транспортуванням для охолодження при використанні промивної та плавління до плавилень, які обертаються, очищувальної води обмежує окислення та втрату в досягається концентрація металічного алюмінія такому процесі цінних речовин, таких як метал. приблизно 60 -70%. Проте було розраховано, що при охолоджуванні шлаку у виливницях виникає Цей винахід може використовуватися для втрата металічного алюмінію в КІЛЬКОСТІ приблизно відокремлення більш м'яких від більш твердих 1 % за хвилину під час початкового періоду матеріалів, незалежно від того, який матеріал охолоджування після збирання піни. викликає більший интерес. Замість процесу охолоджування у виливницях В цьому винаході досягається ряд інших в останні десять років все більш переваг та поліпшень у порівнянні з відомими використовувались охолоджуючі барабани. При пристроями. Устаткування компактне, що таким цьому досягається більш швидке охолодження і чином дозволяє простими засобами здійснювати менше згоряння зерен металу. Шлак із контроль за небезпечними та ускладнюючими охолоджуючих барабанів містить 35 - 60% процес газами, що виділяються, та їх алюмінія. нейтралізацію. Крім того, цей спосіб є швидким, маючи на увазі те, что використовується мокрий Шлак, що охолоджений в барабані, легко процес. Це є необхідним при переробці шлаку, піддається подальшій обробці, проте він має такий який містить магній та алюміній, що мають сильно недолік, що його концентрацію важко істотно екзотермічну реакцію, в процесі якої під впливом підвищити за допомогою пристроїв для дроблення води та повітря утворюється велика кількість або просіювання, оскільки цей метод з 53610 найбільшлегко піддаються дії струменя рідини, відриваються та вимиваються з більш міцних частин. Як початковий об'єкт в процесі може використовуватись компактна заготовка, яка містить шлак та включення металу, частково у вигляді кусків різного розміру та форми, а частково у вигляді часток металу, а саме, металічних кульок малого діаметра. Здається, що існує деяке порогове значення тиску в струменях рідини, коли найменш мідні частини при значеннях тиску нижче цього порогового значення будуть повільно механічно вимиватися з речовини, будуть розчинятися в рідині, або вимиватися цією рідиною, або ХІМІЧНО реагувати з рідиною, а потім вимиватися. Нижче цього порогового значення вміст механично міцних частин, таких як метали, може зменшуватися або повністю зникати, якщо не Спосіб, що пропонується в цьому винаході, як перешкоджати проходженню небажаних / виявилось, особливо придатний для неприпустимих реакцій. відокремлення магнію від шлаку та відходів, які містять магній, та, відповідно, для відокремлення Вище цього порогового значення, однак, алюмінію від шлаку та відходів, які містять досягається швидке відбивання та вилучення алюміній, проте цей спосіб не обмежується вище менш міцних частин, в результаті чого вказаними застосуваннями. Навпаки, цей принцип вивільнюються тверді та міцні частки. Реакції, які, може використовуватися навіть в інших областях, наприклад, знижують вміст металу, не будуть мати коли треба відокремлювати більш твердий часу для свого розвитку настільки, щоб їх можна матеріал від оточуючого його декілька більш було приймати до уваги. м'якого матеріалу та коли за різних причин Порогове значення буде змінюватись в незручно проводити процес на устаткуванні для залежності від складу матеріалу, який підлягає дроблення або за допомогою вимивання при обробці. низькому тиску, з одного боку через тривалість На цей час при обробці матеріалів різного процесу, а з другого боку через небажані побічні складу не виявлено якогось специфічного ефекти. порогового значення, яке характеризує перехід між нормальним вимиванням та дробленням більш Незважаючи на те, що цей винахід, як було м'якого материалу, проте передбачається, що таке доведено, дуже придатний для виділення металу порогове значення, можливо, може бути виявлено зі шлаку та відходів, що мстять магній та алюміній, в області 300 - 500 бар та що, особливо у випадку його з успіхом може бути використано для магнію та алюмінію, відповідний робочий тиск буде розподілення інших речовин, які являють собою знаходитися у діапазоні від 500бар і вище (або суміш кількох компонентів, з різною твердістю. навіть вище ЮООбар). За допомогою цього винаходу можна також з успіхом проводити обробку чорного шлаку, який Проте вимивання під високим тиском може містити 3-10% металічного алюмінію. При виявляється кращим способом у порівнянні з цьому обробка або розподілення на частини іншими способами, коли необхідно одержати можуть являти собою частину усього процесу чистий метал при мінімальній втраті металу із виділення металів, оксидів та солей або можуть шламу, який містить магній, шлаку, який містить застосовуватись тільки для виділення металу та алюміній, та чорного шлаку, оскільки при цьому оксидів алюмінію, а розчинені солі при цьому заготовка дробиться до такого ж ступеня, як і в (переважно NaCI) викидаються у море. установках для механічного дроблення, без пошкодження, дроблення або лущіння металу до Під час використання способу згідно з цим небажаного ступеня. Окрім того, дроблення при винаходом струмінь рідини під дуже високим високому тиску швидко приводить до руйнування тиском відриває м'які або ламкі компоненти від заготовки таким чином, що для того, щоб реакції, більш твердих або більш міцних компонентів. Тиск знижуючи вміст металу, спричинили істотну шкоду, струменя регулюється для кожного конкретного було недостатньо часу. Процес вимивання під матеріалу, який підлягає обробці, і може високим тиском здійснюється у компактній змінюватись від кількох сотен до кількох тисяч бар. установці, що дозволяє легко уловлювати гази, які Було доведено, що струмені рідини, які мають можуть при цьому виділятися, та дозволяє дуже великий тиск, дуже придатні для виконувати обробку таких газів. розподілення твердих та в'язких зв'язаних матеріалів, таких ж метали, від ламких, м'яких або Описані вище переваги досягаються при неміцних матеріалів, які містять укорінені частки використанні способу та пристрою згідно з цим металу. Струмені під високим тиском розбивають винаходом, як детально описано у пунктах заготовки за межевими поверхнями між патентної формули. складовими частинами, які мають відмінні Нижче даний винахід описано на основі двох механічні властивості та відрізняються, наприклад, варіантів, зображених на малюнках, де на Фіг. 1 твердістю, ламкістю або міцністю. Ті частки, які схематично показано блок-схему першого варіанта небезпечних та ускладнюючих процес газів. В результаті вміст металу ефективно зменшується при подаванні води та повітря. З часом ці реакції будуть зменшувати вміст металу у вихідній основній речовині (або повністю вилучати його). Спосіб згідно з цим винаходом дає більш чисті продукти у порівнянні з більшістю способів, що використовуються, оскільки в даному випадку передбачено заходи, спрямовані на те, щоб забруднюючі домішки не вткалися у метал до такої ж міри, як це може відбуватися у випадку багатоступінчастого дроблення магнію та алюмінію. Крім того, цей спосіб забезпечує краще виділення з більшим виходом, наприклад, магнію та алюмінію, ніж у випадку операцій дроблення або розмолу, а особливо у порівнянні з плавленням алюмінію у обертовій плавильній печі, коли втрати можуть складати приблизно 10%. 53610 8 для розподілення частин з різними механічними властивостями, особливо для відокремлення металів від сумішей шлаків. Найкраще вводити матеріал у барабанній сепаратор 6 в аксіальному напрямку через сепаратор к протилежній стороні сепаратора, де починається переробка. В барабанному сепараторі, розташованому трохи похило, струмені під високим тиском направляються на матеріал, при цьому матеріал одночасно переміщується уверх з водяної ванни таким чином, що він дробиться на задній та бокових стінках барабана, після чого падає у водяну ванну, уникаючи таким чином, наскільки можливо, впливу повітря. Матеріал оброблюється у барабані 6 за допомогою одного або більш сопел, проходячи послідовно кілька разів обробку струменями під високим тиском. Барабанний сепаратор 6 переважно розташовано похило, таким чином, що матеріал в результаті обертання барабана переміщується униз у барабані у напрямку протилежно руху конвеєра, що подає матеріал у барабан. Ця частина барабана включає подовжні канавки або підбори для того, щоб забезпечити можливість транспортування матеріалу при обертанні барабана, в результаті чого усувається можливість вимивання матеріале струменями під високим тиском, і навпаки матеріал розламується та дрібниться і в той самий час очищується настільки ефективно, наскільки можливо. Струмені під високим тиском можуть виходити В процесі вимивання під високим тиском з промивної головки з програмованим матеріал переміщується до секції' з ситами переміщенням струменів або промивної головки, барабана 6, де більш дрібні частки, що мають таким що вони будуть намагатись знайти шматки, розмір менш, ніж вибране порогове значення, які необхідно розбита Чи будуть струмені виходити вилучаються із системи, з подаванням (або без з коромисла, чи з рами, яка містить велику подавання) звичайної промивної воді (мокре кількість сопел 11,3 одної промивної головки, яка просіювання). Потім жолоб 13 збирає більш дає декілька або тільки один струмінь, важливо дрібний матеріал та воду з усієї установки і струмені направляти точно та мати упевненість у вилучає їх з процесу. тому, що вся заготовка розбивається. Головка Матеріал с частками більшого розміру сопла або головки сопел можуть направлятися на рухається безперервно на решітці до кінця заготовку вертикально вниз або, можливо, вони барабана 6, де підбори, в результати обертання можуть бути повернуті з цього положення в барабана, будуть піднімати матеріал уверх до суттєво горизонтальний напрямок до заготовки. конвеєра та назад до протилежного кінця Також необхідно мати можливість переміщати барабана 6 для повторної обробки за допомогою головку сопла або головки сопел під решітку 4 для струменів з високим тиском. В барабані того, щоб виконувати вимивання знизу у напрямку забезпечується обробка в замкненому циклі з уверх. Як рідке середовище може вилученням більш дрібного матеріалу. використовуватись вода або інші придатні рідини. Коли частки більшого розміру становляться Шматочки стійкого до дії струменів під високим досить чистими, що може бути визначено тиском матеріалу, такого як метал, які більше візуально та на основі досвіду, виходячи з часу отворів решітки 4, будуть залишатися на решітці обробки, то одержаний продукт (зібрана фракція) та можуть вилучатися після припинення обробки вилучається за допомогою заслінки, лотка або заготовки 1. подібного пристрою 5, які підводяться під вихідну частину конвеєра. В залежності від бажаного кінцевого продукту, матеріали можуть використовуватись На Фіг.2 показано інший варіант винаходу, безпосередньо, можуть бути повернуті в обіг для який розроблено спеціально для випадків, коли повторної обробки, просіюватись або підлягати частини, відокремлені від основної заготовки, подальшій обробці, наприклад, у сепараторі 6 наприклад, матеріал, що містить магній та барабанного типу, в установці для дроблення та алюміній, такого розміру, який проходить через просіювання, у промивному барабані або в решітку 4, але який не є достатньо чистим, яким установці 5 для сушки. Для подальшої переробки повинна бути компонента або компоненти, що матеріал транспортується від решітки 4 до підлягають вилученню. В цьому випадку матеріал барабанного сепаратора 6, в якому знов перед подальшою обробкою може бути використовується промивка під високим тиском розподілено на дві або більше фракцій, а саме, на винаходу, а на ФІг.2 схематично зображено блоксхему альтернативного варіанта винаходу. На обох схемах показано заготовку 1, яка являє собою суміш принаймні двох компонент, що мають різні значення твердості (механічні властивості), які відповідають умовам процесу, такі як метал у заготовці шлаку, що направляється через засувку у контейнер 2, у якому розташовано принаймні одно сопло 11 для вимивання під високим тиском, на коромислі або на рамі, придатних для досягнення даної мети, причому ці коромисло або рама можуть переміщуватись у контейнер) горизонтально, а також вертикально таким чином, що сопло або сопла 11 послідовно перекривають поверхню заготовки 1 струменями під високим тиском. При цьому частини заготовки будуть відлущуватися, причому деякі з них мають такий малий розмір, що вони будуть падати через решітку, яка може бути фіксована, або мати вигляд диска, що обертається, під заготовкою 1, або вони можуть падати через отвори у нижній частині контейнера для відходів, Інші частини будуть залишатись на решітці 4 для наступної" обробки струменями під високим тиском, по мірі того, як струмені будуть розбивати заготовку та проникати у заготовку, розбиваючи частини, які знаходяться на решітці, що в результаті поступово приведе до вимивання більш м'якого матеріалу. Струмені гид високим тиском зручно подавати з агрегата 3, який забезпечує надходження води під високим тиском. 9 --53610 10 дрібну фракцію, яка направляється на остаточну води та повітря очистку у барабанному сепараторі або у Шматки більшого розміру з малою швидкістю промивний барабан, та одну або більше поступають з жолоба вище стержнів на конвеєр, грубозернистих фракцій які направляються у що транспортує шматки до молоткової дробарки замкнений дробильний контур, де солі та оксиди 10, де солі та ІНШІ забруднювачі відбиваються від відбиваються від металу та роздрібнюються у металу Вібраційний жолоб та конвеєр 12 тонкий матеріал, який потім може вилучатися транспортують матеріал від дробарки до сітки де дрібний матеріал відокремлюється та подається Вібраційний жолоб подає воду, шлам та до промивного барабана 7 через вібраційні шматки, що проходять через решітку 4 Вібрируючі жолоби для остаточної промивки разом з стержні на КІНЦІ жолоба дозволяють більш тонкій матеріалом тонкого помолу, який поступає фракції матеріалу проходити жолоб Потім безпосередньо з промивної камери матеріал транспортується через вібраційний жолоб принаймні до одного промивного барабана Гранули, що мають більший розмір, з сита 7 Вода та тонкий шлам ВІДДІЛЯЮТЬСЯ та поступають знов до дробарної установки 10 З вилучаються з процесу за допомогою жолоба 13 конвеєра 12 чисті шматочки металу можна через решітку 8, встановлену на вхідному КІНЦІ збирати вручну, або матеріал можна збирати та промивного барабана циркулювати через дробарку 10 до тих пір, поки він не досягне прийнятного ступеня чистоти, за Чиста промивна вода подається у барабан якого солі, оксиди та ІНШІ ДОМІШКИ розмелеш та через сопло 9 в такій КІЛЬКОСТІ, ЩО температура відокремлені від металу підтримується суттєво на рівні температури чистої води, що подається Промивка може тривати від Концентрат металу може подаватися для декількох хвилин до ЗО - 40 хвилин, а в деяких чистової промивки у промивному барабані 7, або випадках навіть більш тривалий час, доти, поки його можна вибирати через заслінку концентрат металу у промивному барабані не Найбільші шматки металу, що залишаються на досягне бажаного ступеня чистоти решітці 4, промиваються до бажаного ступеня Поверхневий шар води та тонкий шлам чистоти на решітці 4 и збираються вручну проходять через решітку 8 Коли бажаний ступінь Суттєвими в цьому процесі є такі фактори Для чистоти досягнуто, на вході барабана того, щоб підгримувати низьку температуру та встановлюють кришку, і барабан 7 звільнюється уникнути небажаних реакцій, знижуючих вміст від води та тонкого шламу через решітку 8, як металу, важливо використовувати великі кількості показано на Фіг 2, тоді як концентрат металу води Процес повинен бути дуже швидким для залишається у барабані Відразу після цього, в той того, щоб небажані реакцГі не могли починатися та час, коли барабан все ще обертається, потужний прогресувати Етап дроблення введено для того, потік тепла направляется в отвори барабана, щоб щоб знизити час переробки для шматків висушити концентрат металу до того, як він почне середнього розміру, які нелегко промиваються до реагувати з водою та повітрям Як тільки чистого стану на решгтці 4 і можуть містити концентрат становиться сухим, реакція суттєво настільки багато важкорозчинних сольових сповільнюється покриттів або неметалічних сполучень, що безпосередня очистка у промивному барабані Сухий концентрат металу розміщують у вимагатиме непропорційно багато часу циліндри або контейнери, ЯКІ ПІСЛЯ ЦЬОГО запечатують та якомога краще захищають від дій 11 12 53610 Фіг 1 2 1 4 12 Фіг І ТОВ "Міжнародний науковий комитет" вул Артема 77 м Київ 04050 Україна (044)236 - 47 - 24