Комплексная переработка шлаков по обработке цветных металлов
На заводах по обработке цветных металлов существующие процессы металлургического производства сопровождаются образованием сравнительно богатых по содержанию ценных компонентов медных, латунных, бронзовых и лигатурных шлаков. Шлаки отражательных и индукционных печей содержат от 30 до 60% меди, до 30% и более цинка, до 10% никеля, до 20% марганца и др. Элементный состав латунного шлака представляет собой смесь оксидов: кремния -4, 8%, алюминия -4, 35%, магния -0, 17%, кальция -0, 45%, железа -1, 0%, марганца -7, 75%, титана -0, 03%, меди -44, 8%, фосфора -0, 37%, цинка -34, 08%, олова -0, 05%, никеля 1, 67%.
Для переработки шлаков отличающихся по механическим, физико-химическим свойствам и элементному составу разработана комплексная технология обогащения с применением процессов самоизмельчения в мельницах "Аэрофол", грохочения, дешламации, гравитационных процессов обогащения, брикетирования мелкозернистых фракций или агломерации.
Комплексная технология обогащения различных шлаков основана на использовании специфических свойств их отдельных составляющих: плотность зерен, ковкость металлической части (корольков), хрупкость стекловидной массы.
Различная плотность корольков (7, 8-8, 9 г/см куб.) и стекловидной массы (2, 7 г/см куб.) позволяет для их разделения применить гравитационные методы обогащения, а наличие свободных, сравнительно крупных зерен корольков в шлаках способствует для их выделения использованию процессов грохочения.
Пластические свойства и ковкость корольков и хрупкость стекловидной массы позволяют применить избирательное измельчение, при котором стекловидная масса легко разрушается при внешнем воздействии на нее прочных металлических корольков.
При избирательном измельчении раскрываются сростки корольков со стекловидной породной массой.
В совокупности, технологические процессы обогащения для раскрытия сростков и разделения на составляющие шлаков представлены в виде технологической цепи. Из мельницы самоизмельчения, типа "Аэрофол", через специальное отверстие в решетке мельницы измельченную массу до 80 мм разгружают на грохот с размером отверстий 20, 0 и 8, 0 мм. Надрешетные продукты представляют собой корольки крупностью от 80, 0 до 8, 0 мм. Мелкозернистая масс крупностью менее 8, 0 мм подвергается мокрому грохочению на грохоте с сеткой размером отверстий 3, 0 мм.
Продукт класса -8 +3 мм присоединяется к крупнозернистым королькам, а мелкозернистый продукт, крупностью менее 3, 0 мм после дешламации до 20 мкм перерабатывается на концентрационном столе.
Полученные продукты подвергаются: концентрат-обезвоживанию, фильтрации, брикетированию или агломерации, а порода -отстаиванию в отстойнике с последующим дренажем и использованием в производстве строительных материалов или на цинковых заводах. Предусматривается внутренний водооборот.
С учетом спецификации переработки каждого шлака с применением комплексной технологии, разработан эскизный проект модульной установки, позволяющей перерабатывать раздельно медные, латунные, бронзовые, лигатурные шлаки.
Установка представляет собой комплекс оборудования, смонтированного в трех блоках, работающих как в общей комплексной схеме цепи аппаратов, так и индивидуально в каждом блоке.
Медные шлаки перерабатываются по полной схеме на оборудовании трех блоков. В этом случае первый блок предназначен для дробления крупных кусков медных шлаков до 80 мм в щековой дробилке. Перед дробилкой на колосниковом грохоте удаляются корольки крупностью более 80 мм, лигатурные, медно-никелевые, медно-марганцевые шлаки перерабатываются по сокращенной схеме без оборудования первого блока, так как в них практически отсутствуют зерна крупнее 80, 0 мм.
При вкрапленности в стекловидной массе лигатурных шлаков более 0, 5 мм возможно исключить их переработку на третьем блоке, а достаточно ограничиться отсевом стекловидной массы на грохоте с размером отверстия сита 0, 5 мм.
Латунные и бронзовые шлаки перерабатываются на втором и третьем блоках оборудования.
Оборудование гравитационных методов обогащения сосредоточено в третьем блоке.
Для осуществления поочередной переработки шлаков предусматриваются контейнерные площадки с размещением на них отдельно каждого шлака и отдельно продуктов переработки.
Оценка результатов переработки производилась по содержанию меди в продуктах обогащения и извлечению меди в них.
Сравнительная оценка переработки произведена на примерах обогащения медных, латунных и лигатурных (медно-никелевых) шлаков по схеме.
Следует, что к наиболее богатым шлакам относятся лигатурные (медно-никелевые), содержащие 65, 7% меди. Переработка по схеме обеспечивает получение корольков с содержанием 71, 3% меди при извлечении ее 97, 8 %.
Вероятно, что чрезмерно богатые шлаки возможно без обогащения использовать в повторных плавках. Однако даже при обогащении таких богатых шлаков выделяется до 10% отходов, содержащих 15% меди, которые могут быть использованы при подготовке других сплавов.
При переработке медных шлаков, содержащих 27, 4 % меди, достигается получение зернистых корольков крупностью -80 +3 мм с содержанием 89, 5% меди при извлечении -76, 8% и концентрата гравитационного обогащения крупностью -минус 3, 0 мм с содержанием 64, 2% меди при извлечении 16, 8% от исходного. Таким образом, получаются металлические медные корольки со средним содержанием меди 83, 6% и извлечении 93, 6%. Потери меди составляют на уровне 6, 4% при содержании 2, 5% меди в отходах. В системе накапливания находятся шлаки крупностью минус 0, 02 мм при выходе от исходного 15, 6%, которые обезвоживаются в отстойнике вместе с отходами гравитационного обогащения. Отходы гравитационного обогащения и шлаки не могут быть отвальными продуктами, так как содержат до 30, 0% цинка. Наиболее перспективна их реализация на цинковые заводы.
Латунные шлаки, удаляемые с индукционных печей содержат 33, 6% меди, при извлечении 92, 5%. Большая нагрузка приходится на третий блок оборудования гравитационного обогащения.
По выходу от исходного на третий блок поступает 22, 3%, в то время как медных -7, 2%, а лигатурных всего - 3, 9%. В составе общего извлечения меди в металлический продукт извлечение в гравитационный концентрат составляет 27, 9%, что в 1, 6 раза выше, чем при переработке медных шлаков и в 12 раз выше лигатурных.
Отсюда следует, что для латунных и медных шлаков наиболее перспективно применение гравитационного обогащения.