用于凈化和精細分揀顆粒冶金廢物粉末的設備以及用于凈化和精細分揀顆粒冶金廢物粉末的方法與流程

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

本發明的主題也是一種用于凈化和顆粒分揀細小冶金廢物材料的方法。

背景技術：

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

用于顆粒分離的各種設備是已知的，特別是包括各種篩分儀和梯級流分粒機的型號，在學科文獻[，，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。已知的梯級分粒機的組件由一系列的片段組成，這些片段配置在梯級中，具有位于片段中的分隔區。

饋送材料的顆粒作為空氣的流動的結果被分離出，空氣通過連接器管供給。饋送材料通過進料螺桿設備從罐輸送到分粒機。分離的產品被收集在放置在分粒機的上部的旋流器中(細小粒度產物)，并被收集在位于分離器的下部的出口之下的容器中(粗粒產物)。空氣從旋流器被排出，通過管路，排到織物過濾器和提取風扇。

“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)”從波蘭專利申請第P-312403號說明書(公開在BUP第15/1997號)中已知。該發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題。該設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管路。傾注的插入物被固定在片段內。多官能材料以逆流方式受重力影響流動到分離的氣體。用于分離氣體供給的附加管路，以及閥，被放置在設備的上部。

另一種解決方案是從美國專利說明書第US2008023374號中得知的，其標題為“用于分離殘留的方法和設備(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備。該設備包括一個就座于自對準元件的殼體，并配有幾個安裝于內側并傾斜放置的板，這些板逐個向上疊加。該設備裝配有振動元件，導致該分離的材料從各個板落下。

另一種解決方案提出于日本專利說明書第JP53124192號中，標題為“用于分類并回收液態渣的方法和設備”。在該設備中的各個 組分以氣體的方式而被分離。

波蘭專利申請第P-395273號的說明書，標題為“一種用于凈化和分離細小冶金廢物材料的設備以及細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分離器的設備，超壓在其內部產生。通過氣流經過用于氣動運輸的管路傳送分離的材料到分離器的凈化和分離柱，該管路結束于向下縮小的噴嘴和位于噴嘴出口的相對位置的阻斷緩沖器。凈化的粗粒材料通過下部出口被運送到磁性分離器，在那里被分離成各種組分并且引導到磁性組分的出口或非磁性組分的出口。

技術實現要素：

本發明的目的是改進用于分離和凈化松散材料的設備，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特性的幾種組分。本發明的目的也是對用于回收這些類型的組分的方法的改進。

改進的用于凈化和顆粒分揀細小冶金廢物材料的分離器包括：饋送罐，其通過松散材料饋送器與垂直方向的初始分離器連接。由風扇將空氣吹入初始分離器。初始分離器的下部通過上升的管路與梯級分離器相連接。具有位于上方和下方的梯級的緩沖器被安裝在梯級分離器的中心部分。這些梯級被布置為傾斜并且彼此具有一些間隔。調節氣門位于梯級分離器的下部，通過該調節氣門，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。所述梯級分離器的上部與過濾器連接，被凈化的細小冶金材料中較輕的、懸浮的組分被引入到該過濾器 中。該設備的末端部分是出口，其能夠與風扇或抽吸泵相連接。改進的方案的精華是，上升的管路是梯級管路，并且所述梯級管路的各個部分具有不同的直徑，或者它們被布置為非對準的或者被配置有梯級，或者它們是螺旋形。

優選地，初始分離器的上部和梯級分離器的上部均通過管路連接到收集器。在初始分離器和梯級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到與該收集器連接的下一個梯級分離器。在下一個梯級分離器的下部設置有調節氣門，并且空氣通過該氣門被吸引，從而導致該材料中最細小的組分向上升高。接著，被分離的冶金廢物材料中較重的組分通過該氣門被引入，并且它被傾倒，優選到磁性分離器然后到外部罐，或直接到外部罐。

優選地，下一個梯級分離器連接到擴展梯級分離器，在其上部為可調節的垂直梯級的區域。這些垂直梯級形成一種閘板，并且這種閘板的傾斜角可被適當調整。被從下一個梯級分離器引入到擴展梯級分離器的凈化的、細小的冶金廢物材料流掉落到這個閘板上。

優選地，旋流粉塵收集器連接到擴展梯級分離器。細小廢物材料流從擴展梯級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置有調節氣門。通過該氣門，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。

優選地，用于凈化細小冶金廢物材料的分離器設置有至少一個附加的分離器，優選為梯級分離器，或設置有至少一個附加的旋流粉塵收集器。

用于細小冶金廢物材料的凈化及顆粒分揀的改進的方法包括，松散的廢物材料通過饋送器的方式，從饋送罐輸送至垂直方向的初始分離器，優選為在目前已知的原理下操作的梯級類型，同時，由 風扇，優選由調節氣門，將空氣吹入到初始分離器。然后在初始分離器的內部產生過壓，把速度給予材料的顆粒，然后松散的材料被“吹動通過”，這導致最重的組分掉落在初始分離器的底部，它們從這里被導向進入梯級分離器，直接到緩沖器和位于其上和其下的梯級上，顆粒在其中被分離。向下掉落的最重的顆粒通過調節氣門被排出，優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小顆粒通過出口被移出。這種方法的特點為，在初始分離器的底部收集的最初分離的材料通過梯級管路隨著空氣流被移動到梯級分離器，在其中，凈化的和分離的材料被破壞，并相對其壁被粉碎。

優選地，在初始分離器和在梯級分離器中分離的隨空氣被提升的多數粉塵組分被引導至收集器，然后進入下一個分離器，在那里所述材料被分散和進一步破壞，其最輕的、不需要的組分被吸入分離器。向下滑動的最重的、凈化的、粗顆粒組分被排出，優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。

優選地，在下一個分離器中分離的隨空氣被提升的多數粉塵組分被引導至擴展梯級分離器，在那里該流被引導到調節的梯級的區域，從而形成一個閘板。該閘板的傾斜角可被適當地調整。然后材料中較重的、分離的組分向下移動，通過調節氣門被類似地排出，優選被排出到磁性分離器，或直接被排出到外部罐。

優選地，廢物材料的懸浮的最輕的組分從擴展梯級分離器被引導到旋流粉塵收集器，通過調節氣門從它們的位置被引入，優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程中，所述調節氣門保持，優選保持為閉合的。

很細小的廢物材料，包括細小的鋁熔損的組分，包含有金屬鋁、 金屬氧化物和金屬鹽類，可以在改進的用于凈化細小冶金廢物材料的分離器中進行處理。當細小的、分離的冶金廢物材料在改進的設備中移動時，具有不同的顆粒尺寸、質量和物理及化學性質的材料被非常有效地分離。在其中也發生了廢物材料的隔離以及分裂成單個組分。例如，正如從進行了的實驗中得到的結論，在應用了本發明所描述的方法的改進的設備中，從1噸粉碎的鋁熔損中獲得了大約150-400kg的材料(從15至40％)，并經過磁性分離，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，也可以被用來在鋼鐵冶金過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并作為煉鋼工序中爐渣助熔的添加劑。

附圖說明

本發明的主題在實施例、顯示用于凈化細小冶金廢物材料的方案的附圖中展現。

具體實施方式

如圖所示，松散材料，通常直徑低于5毫米，通過饋送罐1被供給到改進的凈化細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，松散材料被移動到垂直方向的初始分離器3，優選的為梯級類型，其在目前已知的原理下進行操作。由風扇4，優選地通過調節緩沖器5，將空氣吹入初始分離器3，產生初始分離器3內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 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，從那里它們通過上升的梯級管路7被運送到梯級分離器8。但是，梯級管路7的各個部分9具有不同直徑或不是同軸布置或配備有梯級或可以是螺旋形，從而在預選材料的輸送過程中，它的流動受到干擾并且組分(通常是最重的)改變移動的方向，其進一步地促進了顆粒表面的破壞和凈化。梯級管路7的操作原理包括以兩相流方式氣動地輸送的顆粒在移動軌跡中的變化，優選結束于噴嘴10，其增加了預選材料的流動比，其可以經歷進一步的技術操作。向梯級管路7上游輸送的廢物被引導到梯級分離器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，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到梯級分離器8并向下傾倒在梯級12上，被吹動通過，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分離器8的底部，較輕組分向上移動。所以說“在以它們自己的方式”，組分與梯級12交叉，額外阻礙了較重的顆粒的向上移動，從而支持更大組分的分離。積累在梯級分離器8的底部的較大的組分以調節氣門13的方式被除去，通過調節氣門13將空氣吸入并且將材料的最小的組分提升。通過調節氣門13，細小的顆粒材料被移動，優選被移動到磁性分離器，或直接移動到外部罐14。另一方面，向上移動并被梯級分離器8收集的較輕的組分被引導到收集器6，然后到下一個梯級分離器15，其中凈化的工序與梯級分離器8類似。從梯級分離器8，類推地，通過調節氣門13"，具有確定的顆粒尺寸和重量的下一個組分被收集，優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小的組分被引導到擴展梯級分離器16，在那里該流擊打可調節的、基本上垂直的梯級17的區域，產生一個閘板，可以這么說，其角度可以額外調整。可調節的梯級17重疊并且基本上垂直地被設置，并且，引導到它們的材料擊打它們并從一個梯級滑下到另一個較低的梯級，最終，最大的組分找到它們到擴展梯級分離器16的主柱的路徑。類推地，最大組分是通過調節氣門13"而被移出，優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到旋流粉塵收集器18。

引導到旋流粉塵收集器18的材料內切地進入旋流粉塵收集器18的圓錐形外殼的內壁，這將導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調節氣門13"被移出直接到外部罐14'作為材料的下一個組分，而調節氣門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布置的分離器執行，產生了可被改進以包括更大數量的分離器(取決于我們想要獲得的組分的數目以及材料的物理和化學性質)的組件，在這樣組件的末端設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濾器19，優選為噴射過濾器。并且在出口20(讓凈化的空氣通過它排出到外面)處，由風扇或抽吸泵21可能產生額外的負壓。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。

附圖標記說明：

1-饋送罐，

2-饋送機構，

3-初始梯級分離器，

4-風扇，

5-氣門，

6-收集器，

7-梯級管路，

8-梯級分離器，

9-(管路的)部分，

10-噴嘴，

11-緩沖器，

12-梯級，

13-調節閥/氣門，

14-外部罐，

15-下一個梯級分離器，

16-擴展梯級分離器，

17-可調節的梯級，

18-旋流粉塵收集器，

19-過濾器，

20-(空氣的)出口，

21-抽吸泵。