專利名稱：用于不銹鋼熔渣和鋼鐵制品熔渣的金屬回收的制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于不銹鋼熔渣和鋼鐵制品熔渣(Β0Ρ、電弧熔爐熔渣等)或改良的鋼鐵制品熔渣的金屬回收的制備方法，同時生產(chǎn)具有限定的產(chǎn)品粒度和性質(zhì)的硅酸鹽部分作為產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
不銹鋼熔渣是在高合金鋼的生產(chǎn)過程中作為附加產(chǎn)品而形成的熔渣。不銹鋼熔渣主要(約占重量的80% -90% )包括硅酸鹽基體和金屬部分，硅酸鹽基體的主要成分是硅酸二鈣，金屬部分來自于鋼以及來自于諸如鉻、鎳、錳、鑰、釩等其他合金元素，并且以顆?；驂K狀的形式作為純金屬存在，各種合金和氧化物由硅酸鹽基體環(huán)繞和包圍。不銹鋼熔渣中的金屬含量依賴于冶金方法和添加的原料而變化，并且大致占重量的5%-10%。預富集之后，這樣的熔渣的金屬含量能夠占重量的20% -30%。 在鋼鐵制品熔渣中，例如BOP (氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法)和電弧熔爐熔渣，鐵以化學鍵合形式大范圍地存在。為了制備和獲得金屬含量以及硅酸鹽部分，鋼鐵制品熔渣在制備之前經(jīng)受化學地還原處理并且以改良鋼鐵制品熔渣存在，金屬含量在改良鋼鐵熔渣中大量地金屬性地存在。熔渣的金屬含量通常地在占重量的10% -30%之間變動。金屬展現(xiàn)為部分自由地，但主要展現(xiàn)為具有硅酸鹽基體的粘連物。為了獲得金屬，分解工藝或制備工藝是必需的。制備工藝包括粉碎、篩分或篩選以及分類工藝。例如對于不銹鋼的合金金屬，考慮到原材料的短缺和相對高的成本，從不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣中獲得用于返回到不銹鋼產(chǎn)品或鋼產(chǎn)品中的金屬的高效回收也是必要的。另外，盡可能地不受限制地將硅酸鹽部分用作建筑材料也是可能的。制備方法是令人滿意的，因為能夠生產(chǎn)出幾乎無硅酸鹽的金屬部分和大量地無金屬的硅酸鹽部分。不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣的組成部分的循環(huán)也是令人滿意的，已經(jīng)顧及到儲存這種熔渣的其它必要的地方，該地方與成本關聯(lián)并且能夠?qū)е颅h(huán)境問題。另外，具有限定的產(chǎn)品粒度和限定的屬性的硅酸鹽部分構(gòu)成適于銷售的產(chǎn)品。已知的制備技術(shù)通常為濕法工藝做準備以用于粉碎或研磨、篩分/篩選和分類階段(USA 5 424 607)。預粉碎熔渣的精磨通常發(fā)生在棒磨機和球磨機中。提供了篩或旋流式分離器用于篩分/篩選，并且沉降裝置、螺旋分離器或螺旋分粒機用于密度分類。濕法制備有利于約占重量的80%的金屬的回收。已知的濕法制備的缺點是需要有可利用的水，而水并非在所有區(qū)域都觸手可及，缺點還包括濕法制備和水循環(huán)的相對高昂的成本，尤其是粉碎到例如小于6_的粒度的相對高昂的成本。通過濕法輔助的制備方法的另一個缺點是重金屬洗脫(Eluation)和對環(huán)境的相關的潛在風險。DE 10 2004 005 535A1公開了一種具有初始干燥階段和后續(xù)濕式粉碎或弄碎、篩分或篩選以及分類階段的制備方法。在可選的沖擊弄碎、篩、磁選機、渦流、電感分離以及空氣沉降的幫助下，原熔渣粉碎至粒度< 20mm的產(chǎn)品，然后分離為粒度> 2mm的第一粒度部分和粒度< 2_的第二粒度部分。第一粒度部分供料至振動裝置并且分離為金屬部分、中間產(chǎn)品部分和粒度混合部分。金屬部分構(gòu)成成品，中間產(chǎn)品供料回到用于金屬釋放的粉碎裝置，而粒度混合物是用于建筑作業(yè)的適于銷售的產(chǎn)品。第二粒度部分供料至精料提純階段，該階段包括濃縮階段、球磨機和兩個水移除的蝸桿元件。干燥制備エ藝也是已知的，其中粉碎、篩選和分類階段專門在干燥條件下進行。磁選機用于分類，該磁選機利用熔渣的金屬成分的磁化率作為分類標準。另外，諸如利用空氣沉降裝置的基于金屬與硅酸鹽基體之間的密度差異的干燥密度分類エ藝是已知的。傳感器分類技術(shù)同樣也是已知的，其中，金屬依靠感應傳感器識別并且依靠壓縮空氣引導出去(WP2009/077425A1)。在這些純粹地干燥エ藝中，發(fā)生粉碎錘式研磨機或沖擊研磨機中的原熔渣，這在原理上有利于熔渣的選擇性粉碎。這些研磨機的轉(zhuǎn)子的相對高速是不利的，同時會限制調(diào)節(jié)的可能性。除了高的特定的磨損之外，還有與金屬微粒的壓カ和變形相關的高比例的最細小的顆粒，然后還能達到細小的和最細小的顆粒部分。另ー方面，沖擊能量的減少會引起 熔渣的機械分解不足，使得金屬微粒不能完全地釋放或脫離。當整個產(chǎn)品在粉碎エ藝后僅僅篩選和分類，不小的金屬部分與硅酸鹽部分共同排出。這與硅酸鹽部分的質(zhì)量變壞相關，并且相應地與金屬組分中金屬的降低的產(chǎn)量相關。這僅能夠通過后續(xù)的細小的和最細小的部分的昂貴的分類來應對。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出ー種普遍地用于從不銹鋼熔渣和改良的鋼鐵制品熔渣中回收金屬的干燥制備方法，這保證了低磨損且高能效地粉碎硅酸鹽基體同時分解或釋放金屬微粒，還保證了不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣中金屬微?；蚪饘俨糠趾凸杷猁}部分的選擇性分離，本發(fā)明方法可適于不同初始熔渣成分和與金屬部分和硅酸鹽部分的特性相關的不同需求。根據(jù)本發(fā)明，通過依照權(quán)利要求I的方法實現(xiàn)了該目的。有用和有利的實施例是從屬權(quán)利要求的特征并在附圖的說明中進行描述。本發(fā)明的制備方法的本質(zhì)部分是對不銹鋼熔渣或鋼鐵制品熔渣的選擇性粉碎，其中硅酸鹽部分被粉碎的同時通過機械壓カ使金屬部分分解或釋放，從而凈化硅酸鹽粘連物。基本上維持了金屬部分的原始的粒度和微粒形式。本發(fā)明基于的基本構(gòu)思是對用于不銹鋼熔渣和改良的鋼鐵制品熔渣的專用干燥制備エ藝使用滾軸研磨機。滾軸研磨機包括其上設置有研磨床的研磨軌道和在研磨床上滾動的研磨滾軸。根據(jù)本發(fā)明，不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣以最大高達150_的供料粒度向滾軸研磨機供料并在滾軸研磨機中被研磨和解粘聚。在這種關系中，可以理解，滾軸研磨機優(yōu)選的是L0ESCHE類型的滾軸研磨機，但也可以是球環(huán)磨機、彈簧輥磨機、輥盤式磨機、盤式研磨機和諸如擺式輥磨機的滾軸研磨機，擺式輥磨機包括水平的、傾斜的或凹形的研磨軌道以及圓錐形的或圓柱形的或球形的研磨滾軸。研磨滾軸可通過其自身重量、彈簧系統(tǒng)或者通過具有漸進式調(diào)整能力的液壓工作缸或液壓氣動工作缸來彈性地擠壓在研磨床上，以便于在料床上發(fā)生有益的粉碎。具有水平研磨板和在研磨板的研磨軌道(圓錐研磨滾軸的殼體表面幾乎平行于研磨軌道延伸)滾動的圓錐研磨滾軸的LOESCHE滾軸研磨機的使用尤其適合于本發(fā)明的干燥制備方法，因為可以應用具有剪切力部分的壓カ粉碎和純粹的壓カ粉碎，具有剪切力部分的壓カ粉碎和純粹的壓力粉碎可以經(jīng)由研磨滾軸軸線相對于研磨盤的旋轉(zhuǎn)點的位置而調(diào)整。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果進行具有剪切力部分的壓カ粉碎，可以實現(xiàn)供給的不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣的有效粉碎和解粘聚，同時使硅酸鹽部分與金屬部分分離。接著圓錐滾軸相對于水平研磨軌道傾斜15°布置,并且研磨滾軸軸線與研磨盤軸線在研磨軌道平面上方相交。原理上，可以使用不同尺寸的滾軸研磨機，其關于研磨板或研磨盤的直徑以及研磨滾軸的尺寸和數(shù)量不同。因此也可以使用具有兩個、三個、四個、五個或六個研磨滾軸的滾軸研磨機。研磨滾軸的數(shù)量也可以隨著研磨機尺寸的増加而更高。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，供給的不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣的選擇性粉碎可以在滾軸研 磨機中通過壓カ和有益地可變剪切力部分或単獨地通過壓カ實施，并且在研磨的金屬微粒和硅酸鹽微粒呈自由狀態(tài)后而能夠相互分離。通過使用結(jié)合在一起的滾軸研磨機和分粒機，在硅酸鹽基體粉碎和金屬部分分解或釋放之后能夠直接進行硅酸鹽部分與金屬部分的分離。原理上，本發(fā)明制備方法能夠在根據(jù)氣流模式或根據(jù)所謂的溢出模式進行操作的滾軸研磨機中實施，滾軸研磨機。處于氣流模式下的滾軸研磨機包括設置在滾軸研磨機上或與滾軸研磨機集成一體的分粒機。在風掃滾軸研磨機中發(fā)生將粉碎的、分解的和解粘聚的熔渣分類或分離成金屬部分和硅酸鹽部分。在按照溢出模式的滾軸研磨機(也可以描述為溢出研磨機)中，弄碎的材料經(jīng)由研磨盤邊緣或保持邊緣向下通過并從研磨機排出。硅酸鹽部分與金屬部分的分離發(fā)生在外部篩分、篩選或分粒裝置中。有關處于氣流模式或溢出模式中的滾軸研磨機的更多細節(jié)結(jié)合圖2和圖3說明。分類和/或分離成為金屬部分和硅酸鹽部分基于這兩種部分的不同原料密度而發(fā)生。由于在滾軸研磨機中的選擇性粉碎并由于具有可比較的微粒形式的原料密度的不同，實際用于流體篩選的風選能夠用于對應于密度的分類。令人驚訝，已經(jīng)確定在研磨エ藝中，在具有成層的研磨板或研磨軌道上形成研磨床，該成層相當于根據(jù)所述部分的密度排列的成層。金屬部分中大量地未粉碎的金屬微粒主要以球形存在。還可以產(chǎn)生平面的或柱形的金屬微粒。金屬微粒在研磨軌道上富集并且形成下層，同時較輕的硅酸鹽微粒沉積在該金屬微粒層上。通過使用處于氣流模式下的滾軸研磨機，即在風掃滾軸研磨機(優(yōu)選為LOESCHE類型)中，如果硅酸鹽微粒連同金屬部分的金屬微粒在研磨板或研磨盤的邊緣或保持邊緣上溢出，則硅酸鹽微粒主要地由內(nèi)部空氣或氣體循環(huán)和外部空氣或氣體流一起拾取，其中外部空氣或氣體流經(jīng)由氣體或空氣引導裝置供料至研磨區(qū)域并且極為接近殼體地到達分粒機處?；诤芨叩拿芏炔町?，在經(jīng)過研磨板邊緣或者研磨盤邊緣或保持邊緣之后發(fā)生了金屬和硅酸鹽微粒的分離。具有較低原料密度的硅酸鹽部分通過上升的空氣流傳送至分粒機。
由分粒機丟棄的微粒可以是太粗粒的硅酸鹽微?；蛘呤菦]有完全分解而仍然傳送金屬的硅酸鹽微粒。在實驗中已經(jīng)確定，在風掃滾軸研磨機停止工作之后，幾乎純凈的和因此低硅酸鹽含量的金屬部分會呈現(xiàn)在研磨板上。然而，在研磨エ藝中該金屬部分沒有保持在研磨板上，而是由后續(xù)的供料材料流取代。因此，研磨機的供料量并且因此生產(chǎn)量是影響停留時間并因此影響金屬微粒的機械壓力強度的參數(shù)。已經(jīng)確定，金屬微粒的分解程度可以通過在研磨床中或研磨板上較長的停留時間而提升。金屬微粒不斷地溢出研磨板的保持邊緣或研磨板邊緣并排出。除了研磨軌道形成為例如平面或相對于研磨機的中心傾斜之外，還通過研磨盤速度、研磨滾軸的接觸壓力、空氣量和保持環(huán)的高度來確定本發(fā)明的在研磨軌道或研磨板上的成層或分層，其中本發(fā)明的成層或分層相當于根據(jù)密度排列的成層。原理上，圍繞研磨軌道邊緣布置的保持環(huán)是為了防止研磨材料的過快流失。有利的是，保持環(huán)的高度能夠改變并且可以保證適應不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣的不同成分并適應期望的硅酸鹽部分和金屬部分的純度。此外，保持環(huán)的高度、外部輪廓或橫截面能夠以不同方式構(gòu)成，原因是例如放棄恒定厚度的保持環(huán)并且保持環(huán)具有傾斜的內(nèi)壁從而具有較寬的下部區(qū)域和較窄的上部區(qū)域。通過提升保持邊緣，在主要包括金屬部分的研磨板上形成較高研磨床。原 理上，滾軸研磨機還可以使用沒有保持邊緣的研磨盤或研磨板。尤其有利的是，研磨滾軸的寬度和幾何形狀還能夠依賴于供應的不銹鋼熔渣或改良鋼鐵制品熔渣的成分在滾軸研磨機中改變，以增加或減少結(jié)合到研磨床內(nèi)的研磨壓力。更有利的是，如果不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣的研磨壓カ并且因此機械壓力等級可以漸進地調(diào)節(jié)，從而金屬部分和硅酸鹽部分的產(chǎn)品質(zhì)量能夠根據(jù)具有不同成分的不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣優(yōu)化。在作為優(yōu)選使用的LOESCHE研磨機中，如果諸如熱空氣的熱氣體經(jīng)由氣體或空氣引導裝置供料到研磨區(qū)域(或者如果使用溢出研磨機，供料到外部分粒階段)，則干燥能夠可以連同不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣的粉碎和金屬微粒的釋放一起實施。供料材料的干燥可提升分粒效率。因此可以大幅避免金屬微粒和硅酸鹽微粒通過濕氣粘聚。另外，干燥產(chǎn)品可在貯倉中進行處理。而且，在后續(xù)將硅酸鹽部分用作例如用于道路浙青產(chǎn)品的添加材料的情形下，避免了単獨的干燥階段。有利的是，在從滾軸研磨機或風掃滾軸研磨機或溢出研磨機排出之后，硅酸鹽部分和金屬部分可以經(jīng)歷進ー步的分類。因此需考慮的事實是所述部分中金屬分布變化，尤其是當供應不同的不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣的時候。例如，可以在研磨機排出處的下游布置至少ー個篩作為分類或篩選裝置以生產(chǎn)不同產(chǎn)品和產(chǎn)品質(zhì)量。已經(jīng)示出，在LOESCHE類型的滾軸研磨機中的不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣的制備中，金屬微粒通過選擇性粉碎被非常謹慎地加壓，并且其在分解之后幾乎保持其原有的大部分為球形形狀而不變形。這尤其可通過可調(diào)整的和可控的研磨壓カ保證。在金屬微粒主要以球形形狀存在且不會變形的情況下，粉碎或分解伴隨著低能耗、此外還伴隨著研磨部件的低磨損、特別地伴隨著在研磨盤上或者越過保持邊緣的更好的流動性能。金屬微粒的保持的且未變形的形狀也對冶金工藝中的后續(xù)循環(huán)具有有益效果。在LOESCHE類型的滾軸研磨機中，對于垂直投影在研磨扇上的平均滾軸直徑區(qū)域?qū)崿F(xiàn)200-2000kN/m2范圍內(nèi)的主要工作壓力。有利的是，研磨滾軸的接觸壓カ并且因此研磨力可以漸進地設置，并且可以依賴于供給的不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣以及所期望的金屬部分和硅酸鹽部分的質(zhì)量來調(diào)整。實驗已經(jīng)示出工作壓カ的增長可引起金屬部分的更高純度。然而，如果超過臨界壓カ，金屬微粒產(chǎn)生不期望的變形?？梢耘c滾軸研磨機集成一體并且布置在研磨區(qū)域上方或者對于“向下”分粒也可以布置在研磨板邊緣和研磨盤下部區(qū)域中的環(huán)形室的下部(EP1948360B1)的分粒機，有利地可以是動態(tài)棒式籠狀分粒機(dynamischer Stabkorbsichter),例如LSKS或LDC (Loesche動態(tài)分粒機)類型的LOESCHE棒式籠狀分粒機，該分粒機可以產(chǎn)生狹窄的分布顆粒以及具有展開帶寬的分布顆粒?？蛇x地，可以在滾軸研磨機外側(cè)布置一個或多個分粒機。分粒機轉(zhuǎn)子的速度和氣體熔渣流的體積流量，決定能夠有利地設置在寬泛范圍內(nèi)的單個分粒機的期望的分離的顆粒直徑。
有利的是，通過相繼布置分粒機能夠生產(chǎn)不同的硅酸鹽產(chǎn)品，例如具有粒度< O. 500mm的金屬部分的細小部分或不同細度的硅酸鹽部分。對于這樣的多階段分粒，能夠應用靜態(tài)分粒機還有動態(tài)分粒機。可選地，對于具有集成的分粒機的風掃滾軸研磨機，滾軸研磨機還可以伴隨外部分粒運行。在滾軸研磨機中沒有發(fā)生材料傳送到分粒機的情況，而是要被篩選或分類的研磨材料在溢出之后通過機械傳送裝置從研磨板或研磨盤供料到一個或多個動態(tài)和/或靜態(tài)分粒機。共同排出的金屬部分和硅酸鹽部分的多階段分類具有如上所述的優(yōu)勢。已經(jīng)確定，由分粒機轉(zhuǎn)子排出的熔渣粗粒也包括“粘連材料”，該粘連材料經(jīng)由分粒機的粗粒圓錐體供料返回研磨板以進行進ー步研磨。顯然地，風掃滾軸研磨機中的研磨エ藝，防止了在每個粉碎或解粘聚エ藝之后直接發(fā)生的篩選或分粒的情形下對熔渣微粒的過度研磨。同時，分粒エ藝防止還未粉碎或充分分解的供料材料排出?？梢钥闯?，使用滾軸研磨機(尤其是LOESCHE類型的風掃滾軸研磨機)的優(yōu)勢在于幾個エ藝階段可以匯聚在一起并且?guī)缀跬瑫r進行。這些エ藝階段是粉碎、解粘聚、干燥和分粒，包括傳輸。另外的優(yōu)勢是能源效率、較低的磨損以及在ー個裝置中能夠產(chǎn)生可循環(huán)金屬部分和可進ー步使用的硅酸鹽部分的可能性。硅酸鹽部分由于其定義的產(chǎn)品粒度和純度還因此構(gòu)成能夠用于例如建材行業(yè)的高質(zhì)量產(chǎn)品。本發(fā)明在滾軸研磨機中對不銹鋼熔渣和改良的鋼鐵制品熔渣的粉碎或研磨的實質(zhì)特征不僅是用于不銹鋼熔渣和鋼鐵制品熔渣的制備的干法エ藝，而且是干燥處理。由于是干法エ藝，已知的用于常規(guī)的濕渣制備的水循環(huán)和排水結(jié)構(gòu)是沒有必要的。結(jié)果，不會因此出現(xiàn)對包含在熔渣中的重金屬或其他有害物質(zhì)的洗脫，而該洗脫會在濕式研磨的情況下出現(xiàn)。同時，表現(xiàn)的水的制備和對從中分離的固體的處理(包括除棹)是沒有必要的，并且在原理上實現(xiàn)了節(jié)水。本發(fā)明的粉碎的要點是，與迄今已知的方法相比，明顯減少了粉碎所需的能量并保持了諸如不銹鋼微粒的金屬微粒的形狀。在制備技術(shù)限制在ー個裝置的情形下，能夠?qū)崿F(xiàn)簡化工藝、總的來說減少磨損以及由于低能耗而減少總能耗。另外，尤其有利的是，能夠?qū)嵤┰诰€控制研磨滾軸的工作壓カ并因此在線控制研磨力，從而可以保證分離的金屬部分和硅酸鹽部分的可控的和穩(wěn)定的質(zhì)量。尤其是能夠適應要制備的熔渣的成分的改變。另外，可以大量避免金屬部分和硅酸鹽部分在產(chǎn)品質(zhì)量上的波動?？梢猿浞掷肔OESCHE滾軸研磨機的固有的結(jié)構(gòu)性和可變的影響值-研磨類型或研磨尺寸、分粒機類型、模塊、保持邊緣、研磨滾軸形狀、研磨壓カ、旋轉(zhuǎn)速度、研磨盤、供料量、分粒機旋轉(zhuǎn)速度、氣體體積流量、氣體溫度。從而，研磨板或研磨盤的旋轉(zhuǎn)速度會影響滾軸研磨機的生產(chǎn)量并因此影響粉碎程度和產(chǎn)品質(zhì)量。通過改變供料量也能夠影響產(chǎn)品質(zhì)量。供料量的減少導致在研磨板上較長的停留時間，并因此導致與増加的分解程度相關的更集中的加壓，反之亦然。在研磨機內(nèi)能經(jīng)由速度控制風扇漸進地調(diào)整的空氣或氣體的體積流量，決定金屬部分作為重部分排出以及較輕硅酸鹽部分的分類。如果供應的是潮濕的不銹鋼熔渣或潮濕的改良的鋼鐵制品熔渣，可以使用熱氣體發(fā)生器并可以實施研磨干燥處理。


下面通過參考附圖和實施的試驗更為詳細地描述本發(fā)明。附圖示出圖I是LOESCHE類型的風掃滾軸研磨機的示意性截面圖，其用于不銹鋼熔渣和改 良的鋼鐵制品熔渣的本發(fā)明制備，該風掃滾軸研磨機具有位于磨盤上的成層，該成層相當于根據(jù)密度排列的成層；圖2是用于實施本發(fā)明制備方法的具有根據(jù)圖I的LOESCHE類型的風掃滾軸研磨機的車間示意圖；以及圖3是用于實施本發(fā)明制備方法的具有在溢出模式下的LOESCHE類型的風掃滾軸研磨機的車間示意圖。
具體實施例方式圖I示出的是具有水平排列的平面研磨板3的LOESCHE類型的風掃滾軸研磨機2的截面圖，該水平研磨板3繞垂直的研磨機軸線4在研磨區(qū)域5內(nèi)旋轉(zhuǎn)并且研磨滾軸6在該水平研磨盤上滾動。分粒機7集成于風掃滾軸研磨機2，并且分粒機7布置在研磨區(qū)域5上部。在本實施例中，該分粒機是籠式回轉(zhuǎn)分粒機。風掃滾軸研磨機2通過以不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣作為供料材料10的中央供料器9 (可選地還可以通過橫向供料器，未示出)供料，該供料材料10的供料粒度優(yōu)選地<150_并且主要地包括硅酸鹽部分11、金屬部分12或以金屬球或顆粒以及金屬粘連物13的形式存在的金屬微粒和硅酸鹽基體。供料材料10由于離心力在研磨板3上移動至研磨板邊緣，從而使供料材料10從液壓氣動地懸吊的研磨滾軸6下部穿過，圖I中僅示出ー個研磨滾軸。由于硅酸鹽部分11與金屬部分12的密度不同，在研磨板3上形成密度分層，該密度分層包括具有在研磨エ藝中分解的金屬部分12的微粒的下層，以及具有硅酸鹽部分11的較輕微粒的上層。箭頭A意在示出由于研磨板3的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心カ影響，下方的金屬部分12和位于金屬部分上方的硅酸鹽部分11在研磨板3周邊的保持邊緣14上方移動，并且在向上導向的氣流影響下進入。因此，較輕硅酸鹽部分11由上升氣流15運送，該上升氣流15流經(jīng)具有作為氣體和空氣引導裝置的百葉窗環(huán)(未示出)的環(huán)形通道16進入研磨區(qū)域5。通過氣流15，不僅表示為中空微粒的硅酸鹽部分11的微粒，而且粘連物13，也就是說具有金屬部分的硅酸鹽微粒，被供給分粒機7。硅酸鹽部分11的細小部分的分離發(fā)生在分粒機7中，并且經(jīng)由細小材料排出處(未示出)向上運送(如箭頭B所示)。硅酸鹽部分11的粗粒17和粘連物13以及金屬部分12的細小微粒19會被棄在分粒機7タト，并且通過大型材料錐18落回至研磨板3上。在研磨エ藝中分解的金屬部分12的金屬微粒不會保持在研磨板3上，而是還可以向外移動越過保持邊緣14。由于金屬部分12的金屬微粒具有較高的密度，所以會在重力的影響下進入環(huán)形通道16并且經(jīng)由排出處(未示出)排出研磨機。圖2的車間示意圖示出的是具有處于氣流模式下的安置或集成有分粒機21的LOESCHE滾軸研磨機20的典型裝置結(jié)構(gòu)的實例。滾軸研磨機還可以為風掃滾軸研磨機。作為供料材料22，不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣運送至傳送裝置23。金屬檢測器24安裝在傳送裝置23上以在將供給材料供給滾軸研磨機20之前從供料材料中移除較大金屬塊。檢測過的材料經(jīng)由臀位斜槽25送至貯倉29。可選地，磁選機26 (例如上面的帶式磁選機)可裝備在傳送裝置23上方。
供料材料22經(jīng)由定量給料帶27運送至滾軸研磨機20。例如通過在進料斜槽中充當機械空氣密封28的斗輪鎖確?？諝庥蓾L軸研磨機20排出。在風掃滾軸研磨機20內(nèi)進行供料材料的研磨和解粘聚，并同時將供料材料分類或分離成金屬部分和硅酸鹽部分。因此僅有ー個裝置對于研磨、解粘聚和分類或分離是必需的。金屬部分的微粒30越過研磨板的保持邊緣(如圖I)傳送，經(jīng)由排出元件31和傳送帶32進入金屬部分貯倉33。如有必要，篩分或篩選裝置34或者多個篩分裝置(未示出)可選擇性地安置在該材料流中間以分別獲得指定的金屬部分，例如更細小的金屬部分35和更粗粒的金屬部分36，然后再經(jīng)過篩分/篩選后將上述部分傳送至相應的貯倉37、38。硅酸鹽部分40或粉塵式硅酸鹽基體離開分粒機21并且在后續(xù)的過濾器39中分離?？蛇x地，可提供旋流器41或旋流站與過濾器39的結(jié)合。旋流器41具有分離任何仍舊包含在具有粗料的硅酸鹽基體40中的金屬微粒42的功能，然后將分離出的金屬微粒導出至貯倉43。然后，將過濾器39中旋流器41或旋流站中的細小材料中的粉塵去除。經(jīng)過過濾器39后的粉塵式硅酸鹽基體40的材料流流經(jīng)排出元件44和產(chǎn)品傳送裝置45進入相應的產(chǎn)品貯倉46。經(jīng)過過濾器39之后存在的エ藝氣體47流經(jīng)體積流量計48并到達研磨機通風設備49，該設備通常配備有速度控制驅(qū)動器。エ藝氣體47的大部分流經(jīng)具有利用エ藝氣體的熱含量的再循環(huán)氣體調(diào)節(jié)風門51的再循環(huán)氣體管道50回流至風掃滾軸研磨機20。エ藝氣體47的剰余部分經(jīng)由煙囪(未示出)離開車間。如果供料材料的濕氣必須在此研磨出，可以由熱氣體發(fā)生器52輔助提供額外的熱量。熱氣體被送至再循環(huán)氣體管道50并且與再循環(huán)エ藝氣體混合然后送至風掃滾軸研磨機20。圖3中示出的是用于實施本發(fā)明制備方法的車間的主要結(jié)構(gòu)的示意圖，該方法使用處于所謂溢出模式下的LOESCHE滾軸研磨機(作為LOESCHE研磨技術(shù)的變型)。如在根據(jù)圖2的車間中一祥，供料材料22的供給大范圍地進行。同樣的參考標號用來表不同樣的部件。要制備的不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣作為供料材料22供料至傳送裝置23。金屬檢測器24安裝在傳送帶23上以在將供料材料22送至處于溢出模式下的滾軸研磨機60之前從供料材料22中移除較大金屬塊。對于磁選機26 (例如上面的帶式磁選機),只要該方法需要則能夠選擇性地裝備在傳送帶23上方。已檢測或已分離的材料可經(jīng)由臀位斜槽25進入貯倉29用作外部材料。供料材料22經(jīng)由定量給料帶27運送至溢出研磨機60。供料材料22的干燥粉碎發(fā)生在溢出研磨機60中。全部已粉碎和已解粘聚的研磨材料61越過研磨板邊緣或研磨板的保持邊緣或研磨盤傳送并經(jīng)由下部研磨機排出處排出。該材料經(jīng)由排出元件62和傳送裝置63傳送至分粒機65，該分粒機在該實施例中為靜態(tài)分粒機。在靜態(tài)分粒機65中，金屬部分30與娃酸鹽部分40分尚。已分離的金屬部分30由貯倉33吸收。如有必要，篩或多個篩選裝置34可以選擇性地安置在金屬部分30的材料流中，以產(chǎn)生傳送至對應的貯倉37、38的多種金屬部分35、36。主要包括硅酸鹽部分的材料流離開靜態(tài)分粒機65，該材料流傳送至另ー個的分粒 機,例如動態(tài)分粒機66。在這種動態(tài)分粒機66中，硅酸鹽部分40的還沒有充分研磨的微粒作為粗粒67被分離并且經(jīng)由粗?；厥展艿?8傳送回供料材料22而因此到達溢出研磨機60。粉塵式硅酸鹽部分40離開動態(tài)分粒機66并且在后續(xù)的過濾器39中或者可選地在旋流器41或旋流站與過濾器39的結(jié)合中被分離。在旋流器41中，任何仍舊包含在硅酸鹽部分40中的金屬微粒42被分離并傳送至貯倉43。來自硅酸鹽部分40的產(chǎn)品在經(jīng)過過濾器39后經(jīng)由排出元件44和傳送裝置45傳送至貯倉46。エ藝氣體47的路徑與圖2的氣流模式中的滾軸研磨機的變型類似。體積流量計48和具有速度控制驅(qū)動器的排粉風機49設置在過濾器39之后。部分エ藝氣體47經(jīng)由煙道(未示出)離開車間。通過設置其中的再循環(huán)氣體管道50和控制調(diào)節(jié)風門51，エ藝氣體47供料至靜態(tài)分粒機65的入口。如果材料濕氣增加，那么可以連接熱氣體發(fā)生器52。新鮮空氣69作為エ藝空氣經(jīng)由具有調(diào)節(jié)風門72的管ロ 71吸入靜態(tài)分粒機65。在技術(shù)層面上進行試驗。在LOESCHE股份有限公司的實驗用研磨機上實施實驗的目的，首先包括展示LOESCHE類型的滾軸研磨機用于不銹鋼熔渣和鋼鐵制品熔渣制備以用于金屬回收的普遍適用性。在普遍適用性確定之后，設定滾軸研磨機的エ藝參數(shù)，以便實現(xiàn)不銹鋼部分中的金屬含量増加同時實現(xiàn)硅酸鹽部分中金屬含量減少。用于試驗的不銹鋼熔渣是預濃縮的不銹鋼熔渣。這意味著不銹鋼部分通過分類エ藝由大致5%的金屬重量濃縮至25% -35%的金屬重量。供料粒度為0_4mm，供料濕氣占重量的8% -15%并且供料材料中的金屬含量占重量的 25% -35%。對應于圖2中的車間示意圖，實施用于本發(fā)明的不銹鋼熔渣的制備的研磨試驗。如下的エ藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)與實驗研磨機的設置相關，并且在如下示出的帶寬中的試驗過程中部分地變化I.工作壓力200-200N/m2 (已經(jīng)顧及到垂直投影到磨盤上的平均滾軸直徑的區(qū)域)2.研磨盤速度不曾改變3.分粒機速度eOOjOU/mirT14.エ藝氣體體積流量 1000_2200m3/h(運行狀態(tài))5.研磨后溫度恒量(大致90°C )6.保持邊緣高度4_20mm獲得如下試驗結(jié)果產(chǎn)品粒度 I.金屬部分0_4mm2.硅酸鹽部分涉及63 μ m的熔物占重量的5% -50%
__試驗I —_試驗2 _試驗3 _試驗4 試驗5 _試驗6 _
供料材料中重量 30.16 35.67 37.68 39.44 31.61 32.56的金屬含量(% )
(巳預先濃縮的不銹鋼
熔渣)___
金屬部分中重量 76.85 84.21 90.33 87.49 57.85 56.84金屬含量 (％ )
硅酸鹽部分重量 2.10 3.10 2.60 2 30 0.50 O 30
中金屬含量 (％)_______
金屬產(chǎn)量(d 重量 90.60 91.77 94 53 95.38 98.39 97.56
量)__( % )_______表I :試驗結(jié)果-金屬產(chǎn)量和含量可以發(fā)現(xiàn)金屬部分的金屬含量隨著較細小的顆粒而減少。通過篩分或篩選從而使細小部分分離，剰余粗粒的金屬部分中的金屬含量能顯著增加。從分粒機排出的硅酸鹽部分還包含一定的金屬部分。可通過滾軸研磨機的調(diào)節(jié)可能性，尤其可以通過エ藝氣體體積流量和分粒機參數(shù)來提高硅酸鹽部分的產(chǎn)品細度。在研磨試驗中可確定最佳的工作壓カ位于400_1200kN/m2范圍內(nèi)，其取決于熔渣樣本、粘連程度、金屬部分及硅酸鹽部分期望細度等級和硅酸鹽部分產(chǎn)品粒度。還可以發(fā)現(xiàn)金屬部分細度增加會伴有生產(chǎn)量減少。由于較低的生產(chǎn)量，金屬微粒在研磨板或研磨盤上的停留時間會延長。即使工作壓カ保持不變，機械壓カ仍會因此增加，并因此使得金屬微粒上的硅酸鹽基體的剰余粘連被移除。有利的是，依賴于所期望的產(chǎn)品質(zhì)量，能夠調(diào)整通過研磨零件或研磨工具結(jié)合入研磨材料的剪切力部分，并且能選擇具有剪切力部分的壓カ粉碎或無剪切カ的壓カ粉碎(參見EP1 554 046 A1)。
權(quán)利要求
1.一種用于不銹鋼熔渣和鋼鐵制品熔渣的金屬回收的制備方法， 其中，供應所述不銹鋼熔渣或所述鋼鐵制品熔渣以進行干燥粉碎、解粘聚、篩選和分類工藝，并且生產(chǎn)出金屬部分和至少一種硅酸鹽部分，由此所述鋼鐵制品熔渣預先已經(jīng)進行過還原處理并且作為改良的鋼鐵制品熔渣來供料，其特征在于， 將具有研磨軌道和在研磨床上滾動的研磨滾軸的滾軸研磨機，用于所述粉碎和解粘聚； 將供料粒度高達大約150_的不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣，供料至所述滾軸研磨機。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于， 使用結(jié)合在一起的滾軸研磨機與分粒機，在該結(jié)合在一起的滾軸研磨機與分粒機中，實施所述粉碎和解粘聚并且如有必要還可實施干燥并分離成為所述金屬部分和所述硅酸鹽部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 將具有集成的分粒機的風掃滾軸研磨機用于所述粉碎、解粘聚和篩選，以及 在自由的且分解的金屬微粒在研磨盤或研磨板上富集，并經(jīng)由研磨盤或研磨板邊緣或者所述研磨盤或所述研磨板的保持邊緣而傳送之后，所述金屬部分被連續(xù)地向下去除并因此與所述硅酸鹽部分分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于， 將伴隨有諸如空氣分粒的外部篩選的處于溢出模式下的滾軸研磨機，用于所述粉碎、解粘聚和篩選，以及 所述金屬部分的自由的且分解的金屬微粒以及所述硅酸鹽部分的微粒經(jīng)由研磨板或研磨盤邊緣或保持邊緣傳送，并使用傳送裝置供料至分粒機或分粒機結(jié)合體，然后分離為所述金屬部分和娃酸鹽部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 將所述硅酸鹽部分氣動傳送至所述分粒機，并且當所述硅酸鹽部分的粗粒和細小金屬微粒以及粘連物被所述分粒機丟棄并且被供料返回到所述研磨板以進行進一步粉碎和解粘聚時，充分弄碎的微粒作為細小材料排出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于， 將從所述溢出研磨機排出的包括自由且粘連的金屬微粒和所述硅酸鹽部分的微粒的研磨材料供料至靜態(tài)分粒機，基本不含金屬的硅酸鹽部分在氣流中被供料到動態(tài)分粒機用于將細小的硅酸鹽部分與粗粒分離，而所述金屬部分被去除并可以被供料至分類裝置或篩選裝置以使粗金屬微粒與細小金屬微粒分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于， 漸進地調(diào)節(jié)所述硅酸鹽部分的粒度，并使所述粒度處于通常小于5_的范圍內(nèi)，并且細度優(yōu)選在3500-15000 Blaine值之間。
8.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 使用形成為錐狀的研磨滾軸，所述錐狀研磨滾軸的滾軸外殼布置成平行于平面研磨軌道并形成研磨間隙，并且在所述研磨床上滾動。
9.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，研磨板使用預定高度和橫截面外形的保持邊緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于， 研磨板或研磨盤使用保持邊緣，所述保持邊緣的高度優(yōu)選在0-160mm的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 在研磨工藝中，研磨床形成于具有成層的研磨軌道上，所述成層相當于根據(jù)密度排列的成層，其中，下層由富集在所述研磨軌道上的大量的未粉碎金屬微粒形成，而上層由較輕的硅酸鹽微粒形成。
12.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 經(jīng)由所述保持邊緣被去除并且在至少一個被棄物排出處或者依靠排出裝置從具有集成的分粒機的風掃滾軸研磨機中排出的金屬部分，或者從安置在溢出滾軸研磨機下游的分粒機中排出的金屬部分，經(jīng)過諸如借助于篩進行的分類/篩選并被分離成為分離產(chǎn)品或中間產(chǎn)品。
13.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 粉碎、解粘聚、分?；蚍诸?篩選、以及傳送、可能也包括干燥的工藝階段一起集合在風掃滾軸研磨機中，或者，在溢出滾軸研磨機中進行粉碎和解粘聚的工藝階段而在外部進行分粒和/或分類/篩選以及可能的干燥的工藝，以此方式生產(chǎn)出已限定粒度和純度的大量無硅酸鹽金屬部分和幾乎無金屬的硅酸鹽部分的高質(zhì)量產(chǎn)品。
14.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 風掃滾軸研磨機的使用取決于具有兩個、三個、四個、五個、六個或更多研磨滾軸和具有諸如動態(tài)葉片轉(zhuǎn)子分粒機的集成分粒機的研磨機尺寸，或者，溢出研磨機的使用取決于具有兩個、三個、四個、五個、六個或更多研磨滾軸和具有外部分?；蚍诸?篩選裝置的研磨機尺寸。
15.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 在與垂直投影在所述研磨盤上的平均滾軸直徑區(qū)域相關的具體150-4500kN/m2范圍內(nèi)，所述粉碎和解粘聚的實施依賴于熔渣類型、所述熔渣的重量百分比優(yōu)選地在2% -30%之間的金屬含量、所述金屬部分和硅酸鹽部分的粘連程度和期望純度等級以及產(chǎn)品粒度。
16.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 所述金屬微粒的分解程度經(jīng)由所述研磨材料在所述研磨盤上的停留時間和機械壓力等級來調(diào)整，并且經(jīng)由工作壓力、供料量、所述研磨盤的旋轉(zhuǎn)速度和所述保持邊緣高度的調(diào)整來控制。
17.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 使用體積流量和諸如動態(tài)分粒機旋轉(zhuǎn)速度的分粒機設定，來設定所述金屬微粒的排出和所述硅酸鹽部分的分粒。
18.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 供至所述風掃滾軸研磨機或供至布置在溢出滾軸研磨機下游的分粒機的熱氣流的溫度調(diào)整，依賴于所供應的不銹鋼熔渣或改良的鋼鐵制品熔渣的濕度和/或所述硅酸鹽部分的期望濕度，例如使用熱氣體發(fā)生器或通過供應其他適宜的熱工藝氣體來進行所述溫度調(diào)整。
19.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，被分粒機丟棄的粗粒金屬微粒的部分或全部經(jīng)由額外的排出元件去除并且被供料至另外的富集階段。
20.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 依賴于所期望的產(chǎn)品質(zhì)量設定通過研磨工具結(jié)合至所述研磨材料的剪切力部分，并且進行具有剪切力部分的壓力粉碎或無剪切力的壓力粉碎。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于不銹鋼熔渣和改良鋼鐵制品熔渣的金屬回收的制備方法。為了產(chǎn)生能夠保證低損耗且高能效地粉碎和解粘聚不銹鋼熔渣和改良的鋼鐵制品熔渣，還能保證選擇性分離金屬部分和硅酸鹽部分以及能夠關于不同的熔渣成分和對于金屬部分以及至少一種硅酸鹽部分的質(zhì)量的不同需求而改變的干燥制備方法，滾軸研磨機至少用于粉碎。提供的熔渣的供料粒度達到近似為150mm。風掃滾軸研磨機的使用是有利的，粉碎和解粘聚，如有必要還有干燥，以及同時分離為大量地無礦物的金屬部分和幾乎無金屬的硅酸鹽部分一起集合在風掃滾軸研磨機中。當使用溢出滾軸研磨機時，金屬部分和硅酸鹽部分的分離發(fā)生在外部分粒機中。
文檔編號C22B7/04GK102822355SQ201080065184
公開日2012年12月12日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者卡斯滕·格羅爾德, 弗蘭克·達德曼, 約爾格·蘭吉, 霍爾格·武爾費特 申請人:勒舍有限公司