[go: up one dir, main page]

RU2027792C1 - Method of metal extraction from slag - Google Patents

Method of metal extraction from slag Download PDF

Info

Publication number
RU2027792C1
RU2027792C1 SU4921958A RU2027792C1 RU 2027792 C1 RU2027792 C1 RU 2027792C1 SU 4921958 A SU4921958 A SU 4921958A RU 2027792 C1 RU2027792 C1 RU 2027792C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
metal
particles
jet
atm
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Соколов
В.Д. Жидков
М.А. Рысс
Б.И. Байрамов
Н.А. Кудрин
В.Ф. Серый
В.П. Зайко
Original Assignee
Научно-исследовательский институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии filed Critical Научно-исследовательский институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии
Priority to SU4921958 priority Critical patent/RU2027792C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2027792C1 publication Critical patent/RU2027792C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy at slag processing for extraction of metal from slag in production of ferroalloys. SUBSTANCE: after slag is discharged from furnace it is cooled down to a temperature exceeding the liquidus line by 50 to 100 C, then it is exposed to a jet of gas at a pressure of 2 to 10 atm at a slag rate of 1-5 m3/kg. Metal fraction with a size exceeding 2.5 mm is screened out of the dispersed material. EFFECT: facilitated procedure. 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к переработке шлака, и может быть использовано для извлечения металла из шлака при производстве ферросплавов. The invention relates to metallurgy, in particular to the processing of slag, and can be used to extract metal from slag in the production of ferroalloys.

В настоящее время при производстве ферросплавов, в частности силикокальция, в шлаках остается значительное количество (до 7%) ведущих элементов, например кремний, кальций, в виде корольков сплава. Currently, in the production of ferroalloys, in particular silicocalcium, a significant amount (up to 7%) of the leading elements, for example silicon, calcium, in the form of alloy kings remains in slags.

Известен способ извлечения металла из шлаков, в котором из пересыпающихся шлаков после их застывания корольки сплавов отделяются путем размола шлаков и последующего выделения концентрата на концентрационных столах. A known method of extracting metal from slag, in which from the slag topping after hardening, the kings of the alloys are separated by grinding the slag and subsequent separation of the concentrate on the concentration tables.

Однако этот способ требует больших затрат труда. В полученном концентрате содержится, например, при переработке шлаков от производства ферросилиция ФС45 70-80 мас.% металла, извлечение металла из шлака также не превышает 70-80 мас. %. Переплав такого концентрата, содержащего 20-30% шлака, малоэффективен. However, this method requires a lot of labor. The resulting concentrate contains, for example, in the processing of slag from the production of FS45 ferrosilicon 70-80 wt.% Metal, metal recovery from slag also does not exceed 70-80 wt. % Remelting such a concentrate containing 20-30% slag is ineffective.

Для саморассыпающихся шлаков широкое распространение получил способ извлечения металла из шлаков. Огненно-жидкий шлак при выпуске направляется в чугунные или стальные ковши и выдерживается в них в течение 24-48 ч до затвердевания прочной корки и затем вываливается на чугунные решетки бункерного отделения специального цеха или участка сепарации горячих шлаков. На этих решетках по мере остывания шлак рассыпается в порошок, который проваливается вместе с мелкими кусочками металла в бункер, а на решетке остаются крупные куски металла размером более 80 мм, которые отправляются затем на переплав. В бункерах шлак охлаждается до 60-80оС и затем направляется на грохот-бурат, где производится отделение фракции 10 мм, идущей в бункер плюсового продукта воздушного сепаратора. Фракция менее 10 мм направляется на воздушный сепаратор. Получаемый в воздушном сепараторе плюсовый продукт 0,4-10 мм объединяется в бункере с продуктом 10 мм. Минусовый товарный продукт 0,4 мм из воздушного сепаратора с помощью двухкамерных насосов перекачивается в силосы хранения, оттуда шлак отгружается потребителю.For self-disintegrating slags, a widespread method of extracting metal from slag. The flue-liquid slag, when released, is sent to cast-iron or steel buckets and aged in them for 24-48 hours until the solid crust hardens and then falls onto the cast-iron grates of the bunker compartment of a special workshop or hot slag separation section. On these grates, as the cooling cools, the slag is crushed into powder, which falls together with small pieces of metal into the hopper, and large pieces of metal larger than 80 mm remain on the grate, which are then sent for remelting. The silos slag is cooled to 60-80 ° C and then directed to the crashing-Burat where separation fractions produced 10 mm, extending in the plus air separator product hopper. A fraction of less than 10 mm is sent to the air separator. The 0.4-10 mm plus product obtained in the air separator is combined in a hopper with a 10 mm product. The minus commodity product of 0.4 mm from the air separator is pumped into storage silos with the help of two-chamber pumps, from where slag is shipped to the consumer.

Плюсовый продукт 0,4 мм поступает на двухситовый грохот-бурат с ситами 20 и 4,0 мм. Фракция 20 мм содержит около 85% металла и поступает в бункер для ее переплава. Фракция 4-20 мм с грохота-бурата направляется на магнитную сепарацию, магнитный продукт идет на переплав, а немагнитный является отвальным. A plus product of 0.4 mm is fed to a two-screen screening burat with sieves of 20 and 4.0 mm. The 20 mm fraction contains about 85% of the metal and enters the hopper for its remelting. A fraction of 4-20 mm from the screening borate is sent to magnetic separation, the magnetic product goes to remelting, and non-magnetic is dump.

При таком способе теряется около 12% хрома от заданного с шихтовыми материалами, в основном это потери в шлаке фракции -0,4 мм. В крупных фракциях, т. е. в металлическом скрапе, содержится 11% хрома от заданного с шихтой. With this method, about 12% of the chromium from the set with charge materials is lost, mainly the loss in the slag fraction of -0.4 mm. In large fractions, i.e., in metal scrap, contains 11% of chromium from the set with the charge.

Использование данного способа для извлечения металла из шлака, например силикокальция, оказывается неэффективным, так как составляющие шлака немагнитны. Using this method to extract metal from slag, for example silicocalcium, is ineffective, since the components of the slag are non-magnetic.

Опытная воздушная сепарация шлака от производства силикокальция СК15 показала, что этим способом можно получить концентрат с содержанием около 38% металла. Извлечение последнего из шлака составляет 32,4%. Experimental air separation of slag from the production of SK15 silicocalcium showed that in this way it is possible to obtain a concentrate with a content of about 38% metal. The recovery of the latter from slag is 32.4%.

В качестве прототипа принят способ извлечения металла из шлака, включающий охлаждение шлака производства ферросплавов с последующим рассевом на ситах и классификацией по крупности. As a prototype, a method for extracting metal from slag was adopted, which includes cooling slag for the production of ferroalloys, followed by sieving on sieves and classification by size.

Способ-прототип имеет следующие недостатки:
1. Неудовлетворительные условия труда обслуживающего персонала вследствие выделения пыли в местах рассева и пересыпки порошкообразного шлака;
2. Низкая степень извлечения металла из шлака вследствие наличия мелких частиц металла, образующихся при самораспаде шлака;
3. Высокая себестоимость извлечения металла из шлака из-за затрат на организацию самораспада шлака при естественном охлаждении на больших площадях цеха сепарации шлаков.
The prototype method has the following disadvantages:
1. Unsatisfactory working conditions of the staff due to dust in the places of sieving and pouring of powdered slag;
2. The low degree of metal extraction from slag due to the presence of small metal particles formed during self-decay of the slag;
3. The high cost of extracting metal from slag due to the cost of organizing self-decay of slag during natural cooling over large areas of the slag separation shop.

Цель изобретения - улучшение условий труда обслуживающего персонала, увеличение степени извлечения металла из шлака и снижение себестоимости процесса извлечения металла из шлака. The purpose of the invention is to improve the working conditions of staff, increasing the degree of extraction of metal from slag and reducing the cost of the process of extracting metal from slag.

Для этого в известном способе, включающем охлаждение шлака и рассев на ситах, на шлак после слива из печи и охлаждения до температуры на 50-100оС выше линии ликвидуса воздействуют струей газа с давлением 2-10 ати и расходом 1-5 м3/кг шлака, а из полученного диспергированного материала высевают металлическую фракцию размером более 2,5 мм.For this purpose, in the known process comprising cooling the slag and sieving with sieves, in the slag after discharge from the furnace and cooling to a temperature of 50-100 ° C above the liquidus line to a gas jet with a pressure of 2-10 atm and a flow rate of 5.1 m 3 / kg of slag, and a metal fraction larger than 2.5 mm is sown from the obtained dispersed material.

Способ заключается в следующем. За счет разницы в физических свойствах сплава и шлака, а именно теплопроводности, жидкотекучести (вязкости) и поверхностного натяжения, результаты взаимодействия струи газа со шлаком существенно различны. Корольки металла при динамическом воздействии струи газа благодаря высокой жидкотекучести под действием сил, обусловленных избыточным давлением, и вязкости расплава, окружающего королек, растекаются в виде плоских пластинообразных образований. Из-за значительной теплопроводности металла происходит его очень быстрое затвердевание (повышение вязкости). Последнее усиливается по мере растекания капель, так как с увеличением удельной поверхности пластин увеличивается поверхность контакта газ-металл. Сил поверхностного натяжения недостаточно для придания частицам металла округлой формы при выходе последних из зоны действия газовой струи, так как к данному времени частицы металла перешли в твердое состояние. The method is as follows. Due to the difference in the physical properties of the alloy and slag, namely, thermal conductivity, fluidity (viscosity) and surface tension, the results of the interaction of a gas jet with slag are significantly different. Due to the high fluidity under the action of forces caused by excessive pressure and the viscosity of the melt surrounding the crown, metal kings under the dynamic action of a gas jet flow in the form of flat plate-like formations. Due to the significant thermal conductivity of the metal, its very quick solidification (increase in viscosity) occurs. The latter intensifies as the droplets spread, since with an increase in the specific surface of the plates, the gas-metal contact surface increases. The surface tension forces are not enough to give the metal particles a rounded shape when the latter leaves the zone of action of the gas jet, since by this time the metal particles have switched to the solid state.

Частицы жидкого шлака при взаимодействии со струей газа, подаваемого под давлением, обладая по сравнению с металлом более высокой вязкостью, значительно меньшей теплопроводностью, большими силами поверхностного натяжения, дробятся в зоне наиболее сильного взаимодействия на более мелкие частицы. В момент динамического воздействия струи из-за сравнительно низкой жидкоподвижности происходит нарушение сплошности шлаковой фазы и переход в отдельные частицы, размеры которых обусловлены в основном равенством сил ударного воздействия струи и поверхностного натяжения. Ввиду более низкой по сравнению со сплавом теплопроводности, а следовательно, скорости понижения температуры более медленно происходит затвердевание, т.е. повышение вязкости и поверхностного натяжения во времени. Последнее способствует дроблению шлака на более мелкие частицы. При выходе частиц шлака из зоны сильного воздействия газовой струи капли шлака под действием сил поверхностного натяжения принимают округлую форму. При взаимодействии расплава со струей газа получают частицы сплава без его сращивания со шлаком. Так как поверхностное натяжение на границе металл-шлак больше поверхностного натяжения шлака и меньше поверхностного натяжения металла, то потоком воздуха шлаковый расплав сдувается с частиц сплава. Particles of liquid slag during interaction with a jet of gas supplied under pressure, possessing higher viscosity, significantly lower thermal conductivity, higher surface tension forces compared with a metal, are crushed into smaller particles in the zone of strongest interaction. At the time of the dynamic action of the jet, due to the relatively low fluid mobility, there is a disruption in the continuity of the slag phase and transition to individual particles, the sizes of which are mainly due to the equality of the forces of impact of the jet and surface tension. In view of the lower thermal conductivity compared with the alloy, and hence the rate of temperature decrease, solidification occurs more slowly, i.e. increasing viscosity and surface tension over time. The latter contributes to the crushing of slag into smaller particles. When the slag particles exit the zone of strong gas jet exposure, the slag droplets take a rounded shape under the influence of surface tension forces. When the melt interacts with a gas stream, alloy particles are obtained without its fusion with slag. Since the surface tension at the metal-slag interface is greater than the surface tension of the slag and less than the surface tension of the metal, the slag melt is blown away from the alloy particles by air flow.

В зоне максимального взаимодействия струи и расплава внешние силы более значительны, что обеспечивает нарушение сплошности шлаковой фазы без дальнейшего объединения капель последней. Вполне естественно, что в этой зоне разрушаются адгезионные связи металл-шлак. Этот эффект усиливается тем, что происходит быстрое остывание частиц металла и шлака, уменьшая адгезионные силы между частицами с исключением возможности их дальнейшего слипания. In the zone of maximum interaction between the jet and the melt, external forces are more significant, which ensures disruption of the continuity of the slag phase without further pooling of the droplets of the latter. It is only natural that metal-slag adhesion bonds are destroyed in this zone. This effect is enhanced by the rapid cooling of the metal and slag particles, reducing the adhesive forces between the particles with the exception of the possibility of their further adhesion.

В результате взаимодействия получают механическую смесь, состоящую из свободных плоских частиц металла и сферических частиц шлака. При этом два линейных размера частиц металла существенно больше любых двух линейных размеров частиц шлака. После ударного воздействия струей газа и при необходимости дополнительного охлаждения производят рассев полученного материала, например, на вибрационном грохоте. При этом фракция более 2,5 мм практически не содержит шлака. В металлический концентрат переходит более 98% сплава. Полученный металлический материал переплавляют, например, в процессе выплавки силикокальция. Для рассева используют, например, вибрационные грохоты, что обеспечивает высокую чистоту выделенного металлического продукта (содержание металла более 98 и шлака менее 2%). As a result of the interaction, a mechanical mixture is obtained consisting of free planar metal particles and spherical slag particles. Moreover, two linear sizes of metal particles are substantially larger than any two linear sizes of slag particles. After impact with a gas stream and, if necessary, additional cooling, the resulting material is sieved, for example, on a vibrating screen. Moreover, a fraction of more than 2.5 mm contains practically no slag. More than 98% of the alloy passes into the metal concentrate. The resulting metal material is remelted, for example, in the process of smelting silicocalcium. For sieving, for example, vibrating screens are used, which ensures high purity of the isolated metal product (metal content more than 98 and slag less than 2%).

Способ осуществляют следующим способом. The method is carried out in the following way.

Шлаковый расплав после слива из печи охлаждают выдержкой в ковше. Контроль за снижением температуры осуществляют термопарой погружения. Фактическая температура шлакового расплава в момент выпуска составляет 1750-1800оС. Охлаждая шлаковый расплав, доводят его температуру на 50-100оС выше линии ликвидуса (см. таблицу).The slag melt after draining from the furnace is cooled by aging in a ladle. The temperature is controlled by an immersion thermocouple. The actual temperature of the slag melt at the time of release is 1750-1800 о С. When cooling the slag melt, bring its temperature 50-100 о С above the liquidus line (see table).

Если охлаждение проводят до температуры, превышающей ликвидус более чем на 100оС, то при воздействии на шлаковый расплав струей газа получают гранулы металла размерами, близкими к размерам гранул шлака, что делает невозможным разделение металла и шлака. При охлаждении шлакового расплава до температуры менее чем на 50оС превышающей линию ликвидуса, в ковше образуется большое количество гарнисажа и часть металла теряется в нем. Если охлаждают шлаковый расплав струей газа с давлением менее 2 ати и расходом менее 1 м3/кг шлака, то размер гранул шлака совпадает с размером частиц металла с ухудшением степени разделения металла и шлака при рассеве на ситах. Если охлаждают струей газа с давлением более 10 ати и расходом более 5 м3/кг шлака, то получают весьма мелкие частицы металла и шлака, которые неудовлетворительно разделяются на ситах.If cooling is carried out to a temperature above the liquidus of more than 100 ° C, when exposed to molten slag jet gas obtained granule size metal close to the dimensions of the granules of slag, making impossible the separation of metal and slag. Upon cooling, the slag melt to a temperature less than 50 ° C above the liquidus line, a ladle, a large number of metal ledge portion and is lost therein. If the slag melt is cooled by a gas stream with a pressure of less than 2 atm and a flow rate of less than 1 m 3 / kg of slag, the size of the slag granules coincides with the particle size of the metal with a deterioration in the degree of separation of metal and slag during sieving on sieves. If cooled by a gas stream with a pressure of more than 10 atm and a flow rate of more than 5 m 3 / kg of slag, very fine particles of metal and slag are obtained, which are unsatisfactorily separated on sieves.

П р и м е р. Способ извлечения металла из шлака осуществляли в промышленных условиях следующим образом. PRI me R. The method of extracting metal from slag was carried out under industrial conditions as follows.

При выпуске из печи в ковш шлака и силикокальция марки СК15 шлаковый расплав переливали во второй ковш, где температуру шлака снижали путем выдержки на 15-200оС, затем из ковша шлак сливали и струю обдували воздухом с давлением 2-10 ати с расходом 1-5 куб.м/кг шлака. Полученный материал охлаждали орошением водой до 200-300оС и затем шлак охлаждали на воздухе. Полученный продукт рассеивали на вибрационном грохоте на классы менее 2,5 мм (шлак) и более 2,5 мм (концентрат с содержанием 98% силикокальция).At the outlet of the furnace into the slag ladle and silicocalcium brand SK15 molten slag is poured into the second bucket, where the slag temperature was reduced by exposure to 15-200 ° C, then poured from the ladle slag jet and blown with pressurized air at a rate of 2-10 atm 1- 5 cubic meters / kg of slag. The resulting material was cooled by irrigation with water to 200-300 about C and then the slag was cooled in air. The resulting product was dispersed on a vibrating screen into classes of less than 2.5 mm (slag) and more than 2.5 mm (concentrate containing 98% silicocalcium).

Предлагаемый способ позволяет на 15-20% повысить производительность печей, выплавляющих силикокальций силикотермическим методом, и получить гранулированный шлак, пригодный для десульфурации стали и наведения шлака в сталеплавильном производстве. Кроме того, способ существенно улучшает условия труда эксплуатационного персонала и снижает загрязнение окружающей среды. The proposed method allows to increase the productivity of furnaces smelting silicocalcium by the silicothermic method by 15-20%, and to obtain granular slag suitable for desulfurization of steel and guidance of slag in steelmaking. In addition, the method significantly improves the working conditions of the operating personnel and reduces environmental pollution.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛА ИЗ ШЛАКА производства ферросплавов, включающий охлаждение шлака и рассев на ситах, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий труда обслуживающего персонала, увеличения степени извлечения металла и снижения себестоимости процесса, шлак охлаждают до температуры на 50 - 100 град. выше линии ликвидуса, после чего шлак продувают струей газа с давлением 2 - 10 ати и расходом 1 - 5 м3 на 1 кг шлака, а из диспергированного материала высевают металлическую фракцию размером более 2,5 мм.METHOD FOR REMOVING METAL FROM SLAG for the production of ferroalloys, including cooling slag and sieving on sieves, characterized in that, in order to improve working conditions for staff, increase the degree of metal extraction and reduce the cost of the process, the slag is cooled to a temperature of 50 - 100 degrees. above the liquidus line, after which the slag is blown with a gas stream with a pressure of 2 to 10 atm and a flow rate of 1 to 5 m 3 per 1 kg of slag, and a metal fraction larger than 2.5 mm is sown from the dispersed material.
SU4921958 1991-03-26 1991-03-26 Method of metal extraction from slag RU2027792C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4921958 RU2027792C1 (en) 1991-03-26 1991-03-26 Method of metal extraction from slag

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4921958 RU2027792C1 (en) 1991-03-26 1991-03-26 Method of metal extraction from slag

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2027792C1 true RU2027792C1 (en) 1995-01-27

Family

ID=21566639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4921958 RU2027792C1 (en) 1991-03-26 1991-03-26 Method of metal extraction from slag

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2027792C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2312899C2 (en) * 2001-07-24 2007-12-20 Кабусики Кайся Кобе Сейко Сё Method of accelerating separation of granulated metallic iron and slag
RU2426803C2 (en) * 2009-06-10 2011-08-20 Анатолий Прокопьевич Коробейников Procedure for processing metallurgical slag

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Байрамов Б.И. и Зайко В.П. Извлечение металла из шлака производства ферросиликокальция. - Сб.трудов ЧЭМК, вып.3. - М.: Металлургия, 1971, с.79-82. *
Переработка шлаков в цехе сепарации горячих шлаков. ТИ 139-Ф-47-88, Челябинск: ЧЭМК, 1988. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2312899C2 (en) * 2001-07-24 2007-12-20 Кабусики Кайся Кобе Сейко Сё Method of accelerating separation of granulated metallic iron and slag
RU2426803C2 (en) * 2009-06-10 2011-08-20 Анатолий Прокопьевич Коробейников Procedure for processing metallurgical slag

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5321845B2 (en) Wet classification equipment for steel slag
CN204982009U (en) Reclaiming of stainless steel slag utilizes device
JP4418490B2 (en) Method for collecting bullion in steelmaking slag
JP2000254771A5 (en)
JP2000254771A (en) Ladle and ladle lining method
HU187896B (en) Apparatus for determining and indicating the necessary quantity of gas in order to leave a dngerous place in safety, applicable to a basic apparatus with a tank containing gas /oxigen or air/ for people working in dangerous places and with gas feeding organs, applicable preferably to fleeing apparatuses of mining industry
RU2027792C1 (en) Method of metal extraction from slag
JPH09196352A (en) Molten solidification processing equipment by waste melting furnace
CN105420431A (en) Blast furnace protecting agent prepared from titanium-containing slag and furnace protecting method
RU2104795C1 (en) Method of separating copper slags
PL117916B1 (en) Method of controlling of slow slag cooling during copper smeltingednojj plavke
SU1736609A1 (en) Method of processing of solid metallurgical slags
Hannemann et al. Impact of air granulation on the ferrochrome value chain in metallurgical smelter complexes
JP7216462B2 (en) Slag fine aggregate used for spraying mortar, spraying mortar using the same, and method for producing slag fine aggregate used for spraying mortar
KR20050076556A (en) Manufacture of powdered iron and iron recovery from water crushed blast furnace slag
KR100431499B1 (en) Method for recovering and recycling ladle slag
Vadillo Cold-fluid Modeling of Slag Air-Blast Atomization
WO1997014760A1 (en) Method for processing iron-containing materials and products produced thereby
Dunkley et al. Atomisation of ferroalloys
JPS6137930A (en) Treatment of stainless slag
NO156400B (en) PROCEDURE FOR SEPARATION OF ROUND PEARLS OF MAGNESIUM OR MAGNESIUM ALLOY INCLUDED IN A STRONGLY CUTTING FOUNDATION, LIKE A SALT Slag.
JP5887210B2 (en) Binder for molding briquette containing metal oxide for use in steel reduction and melting process and method for producing the same
JP2964074B2 (en) How to treat granulated magnetic particles
SE9903711L (en) When separating valuable metal from a melt blend, and apparatus for this
RU1774962C (en) Method of processing slags manufacture of non-magnetic and low-magnetic alloys