本發(fā)明的主題是一種用于凈化和顆粒分揀細(xì)小冶金廢物材料的設(shè)備。該設(shè)備是用于分離和凈化包含在粉塵和粉末中的具有細(xì)微或減小的尺寸的松散物質(zhì)。為粉塵和粉末形式的最細(xì)小的冶金廢物材料(例如那些在球磨機(jī)中對(duì)熔損處理后產(chǎn)生的)包含有價(jià)值金屬的細(xì)小顆粒，它們的回收在技術(shù)上是困難的。

本發(fā)明的主題也是一種用于凈化和顆粒分揀細(xì)小冶金廢物材料的方法。

背景技術(shù)：

松散材料的物理特性的差異被用于流動(dòng)分粒過(guò)程中的分離和凈化。顆粒的大小、它們的質(zhì)量和密度以及硬度、易磨性和沖擊強(qiáng)度都是非常重要的。在流動(dòng)設(shè)備中，空氣流的影響導(dǎo)致具有不同質(zhì)量和顆粒尺寸的材料的不同行為。當(dāng)空氣流具有低的速度時(shí)，具有大質(zhì)量的材料降低了它的速度，這將導(dǎo)致其顆粒的沉淀和沉降，而具有較小的質(zhì)量的材料仍然保持在流動(dòng)的空氣流中。由于具有較高的流速并且由于流動(dòng)方向的改變，材料的顆粒相互碰撞并影響設(shè)備的構(gòu)成部件，造成材料斷裂和凈化。

用于顆粒分離的各種設(shè)備是已知的，特別是包括各種篩分儀和梯級(jí)流分粒機(jī)的型號(hào)，在學(xué)科文獻(xiàn)[，，Skrypt uczelniany.Maszynoznawstwo odlewnicze/University Textbook.Theory of Casting Machines.A.Fedoryszyn, K.Smykasy,E.Ziolkowski.Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne,Krakow 2008,p.36and 37]中有描述。已知的梯級(jí)分粒機(jī)的組件由一系列的片段組成，這些片段配置在梯級(jí)中，具有位于片段中的分隔區(qū)。

饋送材料的顆粒作為空氣的流動(dòng)的結(jié)果被分離出，空氣通過(guò)連接器管供給。饋送材料通過(guò)進(jìn)料螺桿設(shè)備從罐輸送到分粒機(jī)。分離的產(chǎn)品被收集在放置在分粒機(jī)的上部的旋流器中(細(xì)小粒度產(chǎn)物)，并被收集在位于分離器的下部的出口之下的容器中(粗粒產(chǎn)物)?？諝鈴男髌鞅慌懦?，通過(guò)管路，排到織物過(guò)濾器和提取風(fēng)扇。

“用于從具有寬范圍粒度分布的多官能材料中選擇性分離粗顆粒組分的設(shè)備(Apparatus for selective separation of coarse-grained fractions from polyfractional material with wide range of grain-size distribution)”從波蘭專利申請(qǐng)第P-312403號(hào)說(shuō)明書(公開(kāi)在BUP第15/1997號(hào))中已知。該發(fā)明解決了從具有寬范圍粒度分布的多官能材料中選擇性分離粗顆粒組分的問(wèn)題。該設(shè)備包括由外部片段以截頭圓錐與基座連接的方式建立的流動(dòng)管路。傾注的插入物被固定在片段內(nèi)。多官能材料以逆流方式受重力影響流動(dòng)到分離的氣體。用于分離氣體供給的附加管路，以及閥，被放置在設(shè)備的上部。

另一種解決方案是從美國(guó)專利說(shuō)明書第US2008023374號(hào)中得知的，其標(biāo)題為“用于分離殘留的方法和設(shè)備(Method and apparatus for separating residues)”。它提出了從熱處理的殘留物中分離成各種組分的設(shè)備。該設(shè)備包括一個(gè)就座于自對(duì)準(zhǔn)元件的殼體，并配有幾個(gè)安裝于內(nèi)側(cè)并傾斜放置的板，這些板逐個(gè)向上疊加。該設(shè)備裝配有振動(dòng)元件，導(dǎo)致該分離的材料從各個(gè)板落下。

另一種解決方案提出于日本專利說(shuō)明書第JP53124192號(hào)中，標(biāo)題為“用于分類并回收液態(tài)渣的方法和設(shè)備”。在該設(shè)備中的各個(gè) 組分以氣體的方式而被分離。

波蘭專利申請(qǐng)第P-395273號(hào)的說(shuō)明書，標(biāo)題為“一種用于凈化和分離細(xì)小冶金廢物材料的設(shè)備以及細(xì)小冶金廢物材料的凈化和顆粒分粒的方法(Apparatus for cleaning and separating fine metallurgical waste material and method for cleaning and grain classification of fine metallurgical waste material)”，提供了配有垂直排列的梯級(jí)分離器的設(shè)備，超壓在其內(nèi)部產(chǎn)生。通過(guò)氣流經(jīng)過(guò)用于氣動(dòng)運(yùn)輸?shù)墓苈穫魉头蛛x的材料到分離器的凈化和分離柱，該管路結(jié)束于向下縮小的噴嘴和位于噴嘴出口的相對(duì)位置的阻斷緩沖器。凈化的粗粒材料通過(guò)下部出口被運(yùn)送到磁性分離器，在那里被分離成各種組分并且引導(dǎo)到磁性組分的出口或非磁性組分的出口。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是改進(jìn)用于分離和凈化松散材料的設(shè)備，比已知的方案更有效并且還容許材料分離成具有各種顆粒尺寸、重量和其它物理及化學(xué)特性的幾種組分。本發(fā)明的目的也是對(duì)用于回收這些類型的組分的方法的改進(jìn)。

改進(jìn)的用于凈化和顆粒分揀細(xì)小冶金廢物材料的分離器包括：饋送罐，其通過(guò)松散材料饋送器與垂直方向的初始分離器連接。由風(fēng)扇將空氣吹入初始分離器。初始分離器的下部通過(guò)上升的管路與梯級(jí)分離器相連接。具有位于上方和下方的梯級(jí)的緩沖器被安裝在梯級(jí)分離器的中心部分。這些梯級(jí)被布置為傾斜并且彼此具有一些間隔。調(diào)節(jié)氣門位于梯級(jí)分離器的下部，通過(guò)該調(diào)節(jié)氣門，被凈化的材料的累積的較重組分被排出到磁性分離器然后被排出到外部罐，或直接被排出到外部罐。所述梯級(jí)分離器的上部與過(guò)濾器連接，被凈化的細(xì)小冶金材料中較輕的、懸浮的組分被引入到該過(guò)濾器 中。該設(shè)備的末端部分是出口，其能夠與風(fēng)扇或抽吸泵相連接。改進(jìn)的方案的精華是，上升的管路是梯級(jí)管路，并且所述梯級(jí)管路的各個(gè)部分具有不同的直徑，或者它們被布置為非對(duì)準(zhǔn)的或者被配置有梯級(jí)，或者它們是螺旋形。

優(yōu)選地，初始分離器的上部和梯級(jí)分離器的上部均通過(guò)管路連接到收集器。在初始分離器和梯級(jí)分離器中被分離的最輕的粉塵組分被引入到收集器，它們從該收集器被引導(dǎo)到與該收集器連接的下一個(gè)梯級(jí)分離器。在下一個(gè)梯級(jí)分離器的下部設(shè)置有調(diào)節(jié)氣門，并且空氣通過(guò)該氣門被吸引，從而導(dǎo)致該材料中最細(xì)小的組分向上升高。接著，被分離的冶金廢物材料中較重的組分通過(guò)該氣門被引入，并且它被傾倒，優(yōu)選到磁性分離器然后到外部罐，或直接到外部罐。

優(yōu)選地，下一個(gè)梯級(jí)分離器連接到擴(kuò)展梯級(jí)分離器，在其上部為可調(diào)節(jié)的垂直梯級(jí)的區(qū)域。這些垂直梯級(jí)形成一種閘板，并且這種閘板的傾斜角可被適當(dāng)調(diào)整。被從下一個(gè)梯級(jí)分離器引入到擴(kuò)展梯級(jí)分離器的凈化的、細(xì)小的冶金廢物材料流掉落到這個(gè)閘板上。

優(yōu)選地，旋流粉塵收集器連接到擴(kuò)展梯級(jí)分離器。細(xì)小廢物材料流從擴(kuò)展梯級(jí)分離器中被引入到旋流粉塵收集器。在旋流粉塵收集器的下部設(shè)置有調(diào)節(jié)氣門。通過(guò)該氣門，可以從外部吸入附加的空氣并且較重的廢物材料組分被排出到磁性分離器和外部罐中，或直接被排出到外部罐中。

優(yōu)選地，用于凈化細(xì)小冶金廢物材料的分離器設(shè)置有至少一個(gè)附加的分離器，優(yōu)選為梯級(jí)分離器，或設(shè)置有至少一個(gè)附加的旋流粉塵收集器。

用于細(xì)小冶金廢物材料的凈化及顆粒分揀的改進(jìn)的方法包括，松散的廢物材料通過(guò)饋送器的方式，從饋送罐輸送至垂直方向的初始分離器，優(yōu)選為在目前已知的原理下操作的梯級(jí)類型，同時(shí)，由 風(fēng)扇，優(yōu)選由調(diào)節(jié)氣門，將空氣吹入到初始分離器。然后在初始分離器的內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)壓，把速度給予材料的顆粒，然后松散的材料被“吹動(dòng)通過(guò)”，這導(dǎo)致最重的組分掉落在初始分離器的底部，它們從這里被導(dǎo)向進(jìn)入梯級(jí)分離器，直接到緩沖器和位于其上和其下的梯級(jí)上，顆粒在其中被分離。向下掉落的最重的顆粒通過(guò)調(diào)節(jié)氣門被排出，優(yōu)選被排出到磁性分離器，或直接被排出到外部罐，而懸浮在空氣中的細(xì)小顆粒通過(guò)出口被移出。這種方法的特點(diǎn)為，在初始分離器的底部收集的最初分離的材料通過(guò)梯級(jí)管路隨著空氣流被移動(dòng)到梯級(jí)分離器，在其中，凈化的和分離的材料被破壞，并相對(duì)其壁被粉碎。

優(yōu)選地，在初始分離器和在梯級(jí)分離器中分離的隨空氣被提升的多數(shù)粉塵組分被引導(dǎo)至收集器，然后進(jìn)入下一個(gè)分離器，在那里所述材料被分散和進(jìn)一步破壞，其最輕的、不需要的組分被吸入分離器。向下滑動(dòng)的最重的、凈化的、粗顆粒組分被排出，優(yōu)選被排出到磁性分離器然后到外部罐，或直接被排出到外部罐。

優(yōu)選地，在下一個(gè)分離器中分離的隨空氣被提升的多數(shù)粉塵組分被引導(dǎo)至擴(kuò)展梯級(jí)分離器，在那里該流被引導(dǎo)到調(diào)節(jié)的梯級(jí)的區(qū)域，從而形成一個(gè)閘板。該閘板的傾斜角可被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。然后材料中較重的、分離的組分向下移動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)氣門被類似地排出，優(yōu)選被排出到磁性分離器，或直接被排出到外部罐。

優(yōu)選地，廢物材料的懸浮的最輕的組分從擴(kuò)展梯級(jí)分離器被引導(dǎo)到旋流粉塵收集器，通過(guò)調(diào)節(jié)氣門從它們的位置被引入，優(yōu)選被引入到磁性分離器，或直接被引入到外部罐，作為下一個(gè)分離的冶金廢物材料的組分，并且，在旋流粉塵收集器的操作過(guò)程中，所述調(diào)節(jié)氣門保持，優(yōu)選保持為閉合的。

很細(xì)小的廢物材料，包括細(xì)小的鋁熔損的組分，包含有金屬鋁、 金屬氧化物和金屬鹽類，可以在改進(jìn)的用于凈化細(xì)小冶金廢物材料的分離器中進(jìn)行處理。當(dāng)細(xì)小的、分離的冶金廢物材料在改進(jìn)的設(shè)備中移動(dòng)時(shí)，具有不同的顆粒尺寸、質(zhì)量和物理及化學(xué)性質(zhì)的材料被非常有效地分離。在其中也發(fā)生了廢物材料的隔離以及分裂成單個(gè)組分。例如，正如從進(jìn)行了的實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論，在應(yīng)用了本發(fā)明所描述的方法的改進(jìn)的設(shè)備中，從1噸粉碎的鋁熔損中獲得了大約150-400kg的材料(從15至40％)，并經(jīng)過(guò)磁性分離，這種材料可用于鋁合金的熔煉或定義為所謂的“再生”鋁的鋁的熔煉。獲得的材料也可以被用于作為在冶金工序中的脫氧劑。從所述方法中獲得的材料中的一些組分，其含有小于40％的金屬，也可以被用來(lái)在鋼鐵冶金過(guò)程和在金屬鑄造中作為脫氧劑和絕緣或放熱鑄造粉末。包含有不到10％金屬鋁的獲得的材料可被用于作為鋼精煉用合成爐渣的生產(chǎn)并作為煉鋼工序中爐渣助熔的添加劑。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的主題在實(shí)施例、顯示用于凈化細(xì)小冶金廢物材料的方案的附圖中展現(xiàn)。

具體實(shí)施方式

如圖所示，松散材料，通常直徑低于5毫米，通過(guò)饋送罐1被供給到改進(jìn)的凈化細(xì)小冶金廢物材料的分離器中。以松散材料饋送器2(例如，螺旋或挖斗饋送器等)的方式，松散材料被移動(dòng)到垂直方向的初始分離器3，優(yōu)選的為梯級(jí)類型，其在目前已知的原理下進(jìn)行操作。由風(fēng)扇4，優(yōu)選地通過(guò)調(diào)節(jié)緩沖器5，將空氣吹入初始分離器3，產(chǎn)生初始分離器3內(nèi)部的超壓并把速度給予最初凈化的和分離的材料的顆粒。在初始分離器3中隨空氣一起提升的多數(shù) 的粉塵組分，被排出到收集器6，而冶金廢物材料的最重的組分由于重力和它們自身的重量而掉落到其下部，從那里它們通過(guò)上升的梯級(jí)管路7被運(yùn)送到梯級(jí)分離器8。但是，梯級(jí)管路7的各個(gè)部分9具有不同直徑或不是同軸布置或配備有梯級(jí)或可以是螺旋形，從而在預(yù)選材料的輸送過(guò)程中，它的流動(dòng)受到干擾并且組分(通常是最重的)改變移動(dòng)的方向，其進(jìn)一步地促進(jìn)了顆粒表面的破壞和凈化。梯級(jí)管路7的操作原理包括以兩相流方式氣動(dòng)地輸送的顆粒在移動(dòng)軌跡中的變化，優(yōu)選結(jié)束于噴嘴10，其增加了預(yù)選材料的流動(dòng)比，其可以經(jīng)歷進(jìn)一步的技術(shù)操作。向梯級(jí)管路7上游輸送的廢物被引導(dǎo)到梯級(jí)分離器8中的緩沖器11，然后與位于緩沖器上方和下方的梯級(jí)12交叉，因此該材料被額外地提煉和分散并且提高了顆粒分離和凈化的效率。由此，梯級(jí)12以彼此間具有一定距離的方式被布置成歪斜的，可以這么說(shuō)，它們是向下傾斜，并重疊在垂直方向上。將要被凈化的材料引導(dǎo)到梯級(jí)分離器8并向下傾倒在梯級(jí)12上，被吹動(dòng)通過(guò)，并且最大的組分由于重力和它們自身的重量而掉落到梯級(jí)分離器8的底部，較輕組分向上移動(dòng)。所以說(shuō)“在以它們自己的方式”，組分與梯級(jí)12交叉，額外阻礙了較重的顆粒的向上移動(dòng)，從而支持更大組分的分離。積累在梯級(jí)分離器8的底部的較大的組分以調(diào)節(jié)氣門13的方式被除去，通過(guò)調(diào)節(jié)氣門13將空氣吸入并且將材料的最小的組分提升。通過(guò)調(diào)節(jié)氣門13，細(xì)小的顆粒材料被移動(dòng)，優(yōu)選被移動(dòng)到磁性分離器，或直接移動(dòng)到外部罐14。另一方面，向上移動(dòng)并被梯級(jí)分離器8收集的較輕的組分被引導(dǎo)到收集器6，然后到下一個(gè)梯級(jí)分離器15，其中凈化的工序與梯級(jí)分離器8類似。從梯級(jí)分離器8，類推地，通過(guò)調(diào)節(jié)氣門13"，具有確定的顆粒尺寸和重量的下一個(gè)組分被收集，優(yōu)選被收集到磁性分離器，或直接被收集到外部罐14"。

而如上所述被分離冶金廢物的較輕的和更細(xì)小的組分被引導(dǎo)到擴(kuò)展梯級(jí)分離器16，在那里該流擊打可調(diào)節(jié)的、基本上垂直的梯級(jí)17的區(qū)域，產(chǎn)生一個(gè)閘板，可以這么說(shuō)，其角度可以額外調(diào)整?？烧{(diào)節(jié)的梯級(jí)17重疊并且基本上垂直地被設(shè)置，并且，引導(dǎo)到它們的材料擊打它們并從一個(gè)梯級(jí)滑下到另一個(gè)較低的梯級(jí)，最終，最大的組分找到它們到擴(kuò)展梯級(jí)分離器16的主柱的路徑。類推地，最大組分是通過(guò)調(diào)節(jié)氣門13"而被移出，優(yōu)選被移出到磁性分離器，或直接被移出到外部罐14"，而最輕的懸浮組分被引導(dǎo)到旋流粉塵收集器18。

引導(dǎo)到旋流粉塵收集器18的材料內(nèi)切地進(jìn)入旋流粉塵收集器18的圓錐形外殼的內(nèi)壁，這將導(dǎo)致材料的回旋并賦予材料以離心力。因此，較輕組分集中在壁上并且下滑，在此它們類似地通過(guò)調(diào)節(jié)氣門13"被移出直接到外部罐14'作為材料的下一個(gè)組分，而調(diào)節(jié)氣門13″′在旋流粉塵收集器的操作期間最好是封閉的。最輕的粉塵組分——在所述工序中被隔離，所述工序由合作的并且串聯(lián)布置的分離器執(zhí)行，產(chǎn)生了可被改進(jìn)以包括更大數(shù)量的分離器(取決于我們想要獲得的組分的數(shù)目以及材料的物理和化學(xué)性質(zhì))的組件，在這樣組件的末端設(shè)置有旋流粉塵收集器18——以及最輕的組分從旋流粉塵收集器18的中間部分被吸入并被引入到過(guò)濾器19，優(yōu)選為噴射過(guò)濾器。并且在出口20(讓凈化的空氣通過(guò)它排出到外面)處，由風(fēng)扇或抽吸泵21可能產(chǎn)生額外的負(fù)壓。殘留的粉塵作為被凈化材料的最孤立和最輕的組分被收集在外部罐14””內(nèi)。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1-饋送罐，

2-饋送機(jī)構(gòu)，

3-初始梯級(jí)分離器，

4-風(fēng)扇，

5-氣門，

6-收集器，

7-梯級(jí)管路，

8-梯級(jí)分離器，

9-(管路的)部分，

10-噴嘴，

11-緩沖器，

12-梯級(jí)，

13-調(diào)節(jié)閥/氣門，

14-外部罐，

15-下一個(gè)梯級(jí)分離器，

16-擴(kuò)展梯級(jí)分離器，

17-可調(diào)節(jié)的梯級(jí)，

18-旋流粉塵收集器，

19-過(guò)濾器，

20-(空氣的)出口，

21-抽吸泵。