RU2023035C1

RU2023035C1 - Method of processing aluminum-containing slags

Info

Publication number: RU2023035C1
Application number: RU9393005939A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Урванцев; Сергей Федорович Шмотьев; Виктор Александрович Черемисинов; Николай Владимирович Шихов; Игорь Викторович Журавский; Андрей Александрович Мушкетов; Виктор Петрович Васильев; Юрий Степанович Еланцев
Original assignee: Анатолий Иванович Урванцев; Сергей Федорович Шмотьев; Виктор Александрович Черемисинов; Николай Владимирович Шихов; Игорь Викторович Журавский; Андрей Александрович Мушкетов; Виктор Петрович Васильев; Юрий Степанович Еланцев
Priority date: 1993-02-01
Filing date: 1993-02-01
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: ferrous and nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: method includes selective grinding of aluminum slag followed by separating the fraction of 1.2 + 0 mm using electrical filter. EFFECT: increased aluminum recovery. 1 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке алюминиевых шлаков, и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the processing of aluminum slag, and can be used in enterprises of non-ferrous metallurgy.

Известен способ переработки шлаков, заключающийся в дроблении, измельчении исходного шлака и выделении фракции +3,0 мм с повышенным содержанием алюминия для возврата в металлургический передел. Недостатком способа является низкое извлечение металлического алюминия во вторичный переплав и отчуждение земельных угодий под шлаковые отвалы (низкая степень утилизации шлаков). A known method of processing slag, which consists in crushing, grinding the original slag and the allocation of fractions of +3.0 mm with a high content of aluminum to return to the metallurgical processing. The disadvantage of this method is the low extraction of aluminum metal into secondary re-melting and the alienation of land for slag dumps (low degree of slag utilization).

За прототип принят способ переработки алюминийсодержащих шлаков, осуществляемый в поточной линии. Способ включает дробление шлака, грохочение с выделением фракций +80 мм и -80 мм, сушку, измельчение фракции -80 мм в шаровой мельнице с ферромагнитной футеровкой, классификацию в пылевой камере на фракции крупностью +3-80 мм и+1,2-3,0. Фракция -1,2 мм в системе циклонов и рукавных фильтров делится на фракции +0,15-1,2 мм, -0,15 мм. The prototype adopted a method of processing aluminum-containing slag, carried out in a production line. The method includes crushing slag, screening with separation of fractions +80 mm and -80 mm, drying, grinding fractions -80 mm in a ball mill with ferromagnetic lining, classification in a dust chamber for fractions of + 3-80 mm and + 1.2-3 , 0. The -1.2 mm fraction in the system of cyclones and bag filters is divided into fractions + 0.15-1.2 mm, -0.15 mm.

Фракция крупностью более 80,0 мм, +3,0-80,0 поступают на магнитную сепарацию с получением концентрата алюминия, который поступает на переплав, и ферромагнитную фракцию, которая поступает на предприятия Вторчермета. Фракция крупностью +0,15-1,2 мм может быть использована для приготовления экзотермических смесей. Фракция крупностью -0,15 мм может быть использована для регенерации флюсов. A fraction with a particle size of more than 80.0 mm, + 3.0-80.0 is supplied to magnetic separation to obtain aluminum concentrate, which enters the remelting, and a ferromagnetic fraction, which is supplied to the Vtorchermet enterprises. The fraction with a particle size of + 0.15-1.2 mm can be used to prepare exothermic mixtures. The -0.15 mm fraction can be used for flux regeneration.

Недостатком способа является недостаточно высокое извлечение алюминия в концентрат алюминия, используемый при вторичном переплаве (на алюминий). Выход концентрата алюминия составляет 15-20%, что дает извлечение по алюминию 30-40% от исходного содержания алюминия в шлаке. В остальных фракциях содержание металлического алюминия составляет 20-45% (в зависимости от содержания металла в исходном шлаке). Использование этих продуктов в переплав на алюминий, или в качестве флюсовых добавок дает повышенный выход шлаков, увеличивает расход тепла на нагрев пустой породы и увеличивает расходы на перевозки низкокачественного продукта. The disadvantage of this method is the insufficiently high extraction of aluminum in the aluminum concentrate used in secondary remelting (for aluminum). The yield of aluminum concentrate is 15-20%, which gives an aluminum recovery of 30-40% of the initial aluminum content in the slag. In the remaining fractions, the content of aluminum metal is 20-45% (depending on the metal content in the original slag). The use of these products in remelting to aluminum, or as flux additives gives an increased yield of slag, increases the heat consumption for heating waste rock and increases the cost of transporting a low-quality product.

Заявляемое решение обеспечивает получение технического результата, выраженного в повышении извлечения алюминия в концентрат алюминия, используемый во вторичном переплаве. Это обеспечивается тем, что в способе переработки шлаков, включающем дробление, сушку, грохочение с выделением фракций крупностью +80,0 и -80,0 мм, измельчение фракции крупностью -80,0 мм и классификацию по крупности, измельчение фракции -80,0 мм ведут в две стадии с последующим выделением фракции крупностью -3,0+0 мм в каждой стадии, затем фракцию крупностью -3,0+0 мм дополнительно измельчают с последующими выделением фракций крупностью -3,0+1,2 мм и -1,2+0 мм и направляют последнюю на коронно-электростатическую сепарацию, при этом измельчение фракции -80,0 мм на первой стадии ведут ударом при скорости удара не более 50 м/с, а измельчение фракции -3,0+0 мм ведут ударом при скорости удара 100-120 м/с. The claimed solution provides a technical result, expressed in increasing the extraction of aluminum in aluminum concentrate used in secondary remelting. This is ensured by the fact that in the method of slag processing, including crushing, drying, screening with separation of fractions with a particle size of +80.0 and -80.0 mm, grinding a fraction with a particle size of -80.0 mm and classification by particle size, grinding a fraction of -80.0 mm lead in two stages, followed by separation of fractions with a fineness of -3.0 + 0 mm in each stage, then a fraction of fineness of -3.0 + 0 mm is further crushed with subsequent separation of fractions with a fineness of -3.0 + 1.2 mm and -1 , 2 + 0 mm and direct the latter to corona-electrostatic separation, while grinding the fraction -80.0 mm at the first stage, they perform a blow at a blow speed of not more than 50 m / s, and grinding fractions of -3.0 + 0 mm lead a blow at a blow speed of 100-120 m / s.

Повышение извлечения алюминия в продукт (концентрат алюминия), идущий на вторичную переплавку, достигается за счет создания условий избирательного измельчения, основанного на разнице прочностных свойств флюсовой составляющей шлака и металлического алюминия, а также за счет использования коронно-электростатической сепарации для фракции -1,2+0 мм, основанной на разнице в электропроводимости флюсовой и металлической составляющих разделяемого шлака. An increase in the extraction of aluminum into the product (aluminum concentrate) going to secondary smelting is achieved by creating conditions for selective grinding based on the difference in strength properties of the flux component of slag and aluminum metal, as well as by using corona-electrostatic separation for the -1.2 fraction +0 mm, based on the difference in the electrical conductivity of the flux and metal components of the shared slag.

Переработка фракции -80,0 мм в режиме избирательного измельчения, осуществляемого при скорости удара мелющих элементов до 50 м/с, позволяет с наименьшими затратами энергии повысить извлечение металла во фракции -80,0+3,0 мм (за счет увеличения выхода этой фракции). При скорости удара более 50 м/с не происходит дальнейшего заметного увеличения содержания металла во фракции -80+3,0 мм, но уменьшается извлечение алюминия в этот продукт и увеличивается расход электроэнергии (см. табл. 1). Processing of the fraction of -80.0 mm in the regime of selective grinding, carried out at a speed of impact of grinding elements up to 50 m / s, allows with the lowest energy consumption to increase the extraction of metal in the fraction of -80.0 + 3.0 mm (by increasing the yield of this fraction ) At an impact velocity of more than 50 m / s, there is no further noticeable increase in the metal content in the -80 + 3.0 mm fraction, but the extraction of aluminum into this product decreases and the energy consumption increases (see Table 1).

Избирательное измельчение фракции -3,0+0 мм наиболее эффективно происходит при скорости удара ≈110 м/с. При этом 90-97% флюсовой составляющей шлака переходит во фракцию -0,16-0,2 мм. При повышенных скоростях удара (см. табл. 2) возрастают потери металлического алюминия с фракцией -0,16 мм, что снижает извлечение металла в концентрат алюминия, идущего на переплавку. При скоростях удара 90 м/c и менее значительно снижается содержание алюминия во фракции -3,0+0,16 мм, что снижает ее металлургическую ценность и приводит к увеличению затрат на транспортировку больших объемов низкокачественных продуктов. Selective grinding of the -3.0 + 0 mm fraction most effectively occurs at an impact speed of ≈110 m / s. In this case, 90-97% of the flux component of the slag passes into the fraction of -0.16-0.2 mm At increased impact speeds (see Table 2), losses of aluminum metal with a fraction of -0.16 mm increase, which reduces the extraction of metal into aluminum concentrate going for remelting. At impact speeds of 90 m / s and less, the aluminum content in the -3.0 + 0.16 mm fraction is significantly reduced, which reduces its metallurgical value and increases the cost of transporting large volumes of low-quality products.

Коронно-электростатическая сепарация фракции -1,2+0 мм по сравнению с вибрационным грохочением и пневмоклассификацией дает наиболее высокую эффективность извлечения металлического алюминия во фракцию, которая содержит более 80% алюминия и может быть использована во вторичном переплаве. Этот эффект обусловлен тем, что в коронно-электростатическом сепараторе осуществляется как разделение по крупности, так и по электропроводности. Поэтому в электропроводную фракцию извлекаются крупные и мелкие частицы металлического алюминия, а в неэлектропроводную фракцию уходят частицы флюсов крупнее 0,2 мм, что приводит к повышению качества фракции -1,2+0,16 мм и извлечения полезного продукта (металла) в нее. Corona-electrostatic separation of the -1.2 + 0 mm fraction compared with vibration screening and pneumatic classification gives the highest efficiency in extracting aluminum metal into a fraction that contains more than 80% aluminum and can be used in secondary remelting. This effect is due to the fact that in the corona-electrostatic separator both separation by size and electrical conductivity is carried out. Therefore, large and small particles of aluminum metal are extracted into the electrical conductive fraction, and flux particles larger than 0.2 mm go into the non-electrical conductive fraction, which leads to an increase in the quality of the -1.2 + 0.16 mm fraction and the extraction of the useful product (metal) into it.

Перевод основной массы флюсовой составляющей исходного шлака в неэлектропроводную фракцию электрической сепарации позволяет резко повысить содержание в ней оксида алюминия, обладающего огнеупорными свойствами. Кроме того, неэлектропроводная фракция имеет большую вновь образованную удельную поверхность с некомпенсированными энергетическими связями, что предопределяет высокие вяжущие свойства фракции -0,1 мм и использование ее в производстве огнеупорных или электроизоляционных изделий. The transfer of the bulk of the flux component of the initial slag into a non-conductive fraction of electrical separation can dramatically increase the content of aluminum oxide in it having refractory properties. In addition, the non-conductive fraction has a large newly formed specific surface with uncompensated energy bonds, which determines the high astringent properties of the fraction -0.1 mm and its use in the manufacture of refractory or insulating products.

На чертеже изображена схема осуществления способа. The drawing shows a diagram of the method.

Способ осуществляют следующим образом. Исходный шлак разделяют по границе 300 мм и дробят в щековой дробилке фракцию (класс) -300+0 мм. Дробленый продукт подвергают грохочению (классификации) с выделением фракций -300+80 мм и -80,0+0 мм. Фракцию -80,0+0 мм сушат до влажности не более 5% и измельчают ударом при скорости удара мелющих элементов ≈50 м/с. Измельченный продукт подвергают грохочению с выделением фракций -3,0+0 мм и -80,0+3,0 мм, последнюю подвергают многократному ударному воздействию, например измельчению в шаровой мельнице, после чего измельченный продукт снова грохотят с выделением фракций -80,0+3,0 и -3,0+0. Фракцию -3,0+0 объединяют, сушат и измельчают ударом при скорости удара 100-120 м/с (в один или два приема). The method is as follows. The initial slag is separated along the border of 300 mm and the fraction (class) -300 + 0 mm is crushed in a jaw crusher. The crushed product is subjected to screening (classification) with separation of fractions of -300 + 80 mm and -80.0 + 0 mm. The fraction of -80.0 + 0 mm is dried to a moisture content of not more than 5% and ground by impact at a speed of impact of grinding elements ≈50 m / s. The crushed product is subjected to screening with separation of fractions of -3.0 + 0 mm and -80.0 + 3.0 mm, the latter is subjected to multiple impacts, for example, grinding in a ball mill, after which the crushed product is again rumbled with separation of fractions -80.0 +3.0 and -3.0 + 0. The -3.0 + 0 fraction is combined, dried and ground by impact at an impact speed of 100-120 m / s (in one or two steps).

Измельченный продукт разделяют грохочением на фракции -3,0+1,2 мм и -1,2+0 мм. Затем фракцию -1,2+0 мм подвергают коронно-электростатической сепарации с выделением электропроводной и неэлектропроводной фракций. Классы +300 мм; -300+80 мм; -80+3,0 мм; -3,0+1,2 мм и электропроводная фракция коронно-электростатической сепарации направляются на повторный металлургический передел с получением алюминиевых сплавов. Неэлектропроводная фракция коронно-электростатической сепарации используется для изготовления огнеупорных изделий, электроизоляционных и для изготовления фильтров-адсорбентов. The crushed product is separated by screening into fractions of -3.0 + 1.2 mm and -1.2 + 0 mm. Then the fraction -1.2 + 0 mm is subjected to corona-electrostatic separation with the release of electrically conductive and non-conductive fractions. Classes +300 mm; -300 + 80 mm; -80 + 3.0 mm; -3.0 + 1.2 mm and the electrically conductive fraction of corona-electrostatic separation are sent to a second metallurgical redistribution with the production of aluminum alloys. The non-conductive fraction of corona electrostatic separation is used for the manufacture of refractory products, electrical insulation and for the manufacture of filter adsorbents.

Способ проверен на промышленном оборудовании. Исходный (лежалый) шлак с влажностью до 20% подвергали разделению на колосниковой решетке (на действующей установке Каменск-Уральского металлургического завода). Фракцию -300+0 мм дробили в щековой дробилке и классифицировали на барабанном грохоте. Класс -80+0 мм сушили в струйной сушилке и измельчали в мельнице ДР4 х 4 при производительности до 14 т/ч. Фракцию -80+3,0 мм измельчали в шаровой мельнице. Объединенный продукт -3,0+0 мм измельчали в центробежно-отражательной дробилке типа ЦОСД-600 при производительности 6-7 т/ч. Фракцию -1,2+0 мм подвергали электросепарации на сепараторе СЭ-100/100 при производительности ≈6 т/ч. The method is tested on industrial equipment. The initial (stale) slag with a moisture content of up to 20% was subjected to separation on the grate (at the current installation of the Kamensk-Uralsky Metallurgical Plant). The -300 + 0 mm fraction was crushed in a jaw crusher and classified on a drum screen. Class -80 + 0 mm was dried in a jet dryer and crushed in a DR4 x 4 mill with a capacity of up to 14 t / h. A fraction of −80 + 3.0 mm was ground in a ball mill. The combined product of 3.0 + 0 mm was crushed in a centrifugal reflective crusher of the TsOSD-600 type at a productivity of 6-7 t / h. The fraction -1.2 + 0 mm was subjected to electric separation on a separator SE-100/100 at a productivity of ≈6 t / h.

Результаты испытаний приведены в табл. 3
Из таблицы видно, что предлагаемый способ позволяет повысить извлечение алюминия в концентрат, направляемый на переплав на 21,3% (с 65 до 86,3). Это достигается приростом алюминия во фракциях -80,0+3,0 (6,1%), -3,0+1,2 (2,5%) и -1,2+0,16 мм (12,7%).The test results are given in table. 3
The table shows that the proposed method allows to increase the extraction of aluminum in concentrate sent to remelting by 21.3% (from 65 to 86.3). This is achieved by an increase in aluminum in the fractions -80.0 + 3.0 (6.1%), -3.0 + 1.2 (2.5%) and -1.2 + 0.16 mm (12.7% )

Claims

METHOD FOR PROCESSING ALUMINUM-CONTAINING SLAGS, including crushing, drying, screening with separation of fractions with a particle size of +80.0 and -80.0 mm, grinding of a fraction of 80.0 mm and classification by size, characterized in that the fraction is ground - 80.0 mm in two stages by impact at a speed of not more than 50 m / s in the first stage, followed by separation of a particle size of 3.0 + 0 mm in each stage, a particle size of 3.0 + 0 mm is further crushed by impact at a speed of 100 - 120 m / sec., fractions with a particle size of −3.0 +1.2 mm and −1.2 + 0 mm are isolated, while a fraction of 1.2 + 0 mm is sent for electric separation.