用于净化和精细分拣颗粒冶金废物粉末的设备以及用于净化和精细分拣颗粒冶金废物粉末的方法

摘要

本发明提供一种用于净化和精细分拣颗粒冶金废物粉末的设备以及用于净化和精细分拣颗粒冶金废物粉末的方法。通过馈送机构(2)将材料从馈送罐(1)供给到用于净化细小冶金废物的设备，并且将材料输送到初始分离器(3)，由风扇(4)将空气吹入到该初始分离器(3)中。在初始分离器(3)中悬浮的大多数粉尘组分被引导到收集器(6)。然而，冶金废物的最大组分掉落在底部，并且它们通过梯级管路(7)向上移动到梯级分离器(8)。在梯级分离器(8)中积累的较轻组分被引导至收集器(6)，然后被引导到下一个梯级分离器(15)，在那里，冶金废物的更轻和更细的组分被引导到扩展梯级分离器(16)，然后废物中的最轻组分被引导到旋流粉尘收集器(18)。最轻的粉尘组分——在所述工序中被隔离，所述工序由合作的并且串联布置的分离器执行，产生了可被改进以包括更大数量的分离器。在这样组件的末端设置有旋流粉尘收集器——以及最轻的组分从旋流粉尘收集器的中间部分被吸入并被引入到过滤器，优选为喷气过滤器。并且在出口(让净化的空气通过它排出到外面)，由风扇或抽吸泵可能产生额外的负压。残留的粉尘作为被净化材料的最孤立和最轻的组分被收集在外部罐内。

说明书

技术领域

本发明的主题是一种用于净化和颗粒分拣细小冶金废物材料的设备。该设备是用于分离和净化包含在粉尘和粉末中的具有细微或减小的尺寸的松散物质。为粉尘和粉末形式的最细小的冶金废物材料(例如那些在球磨机中对熔损处理后产生的)包含有价值金属的细小颗粒，它们的回收在技术上是困难的。

本发明的主题也是一种用于净化和颗粒分拣细小冶金废物材料的方法。

背景技术

松散材料的物理特性的差异被用于流动分粒过程中的分离和净化。颗粒的大小、它们的质量和密度以及硬度、易磨性和冲击强度都是非常重要的。在流动设备中，空气流的影响导致具有不同质量和颗粒尺寸的材料的不同行为。当空气流具有低的速度时，具有大质量的材料降低了它的速度，这将导致其颗粒的沉淀和沉降，而具有较小的质量的材料仍然保持在流动的空气流中。由于具有较高的流速并且由于流动方向的改变，材料的颗粒相互碰撞并影响设备的构成部件，造成材料断裂和净化。

用于颗粒分离的各种设备是已知的，特别是包括各种筛分仪和梯级流分粒机的型号，在学科文献[，，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。已知的梯级分粒机的组件由一系列的片段组成，这些片段配置在梯级中，具有位于片段中的分隔区。

馈送材料的颗粒作为空气的流动的结果被分离出，空气通过连接器管供给。馈送材料通过进料螺杆设备从罐输送到分粒机。分离的产品被收集在放置在分粒机的上部的旋流器中(细小粒度产物)，并被收集在位于分离器的下部的出口之下的容器中(粗粒产物)。空气从旋流器被排出，通过管路，排到织物过滤器和提取风扇。

“用于从具有宽范围粒度分布的多官能材料中选择性分离粗颗粒组分的设备(Apparatus for selective separation of coarse-grained fractions from polyfractional material with wide range of grain-size distribution)”从波兰专利申请第P-312403号说明书(公开在BUP第15/1997号)中已知。该发明解决了从具有宽范围粒度分布的多官能材料中选择性分离粗颗粒组分的问题。该设备包括由外部片段以截头圆锥与基座连接的方式建立的流动管路。倾注的插入物被固定在片段内。多官能材料以逆流方式受重力影响流动到分离的气体。用于分离气体供给的附加管路，以及阀，被放置在设备的上部。

另一种解决方案是从美国专利说明书第US2008023374号中得知的，其标题为“用于分离残留的方法和设备(Method and apparatus for separating residues)”。它提出了从热处理的残留物中分离成各种组分的设备。该设备包括一个就座于自对准元件的壳体，并配有几个安装于内侧并倾斜放置的板，这些板逐个向上叠加。该设备装配有振动元件，导致该分离的材料从各个板落下。

另一种解决方案提出于日本专利说明书第JP53124192号中，标题为“用于分类并回收液态渣的方法和设备”。在该设备中的各个 组分以气体的方式而被分离。

波兰专利申请第P-395273号的说明书，标题为“一种用于净化和分离细小冶金废物材料的设备以及细小冶金废物材料的净化和颗粒分粒的方法(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级分离器的设备，超压在其内部产生。通过气流经过用于气动运输的管路传送分离的材料到分离器的净化和分离柱，该管路结束于向下缩小的喷嘴和位于喷嘴出口的相对位置的阻断缓冲器。净化的粗粒材料通过下部出口被运送到磁性分离器，在那里被分离成各种组分并且引导到磁性组分的出口或非磁性组分的出口。

发明内容

本发明的目的是改进用于分离和净化松散材料的设备，比已知的方案更有效并且还容许材料分离成具有各种颗粒尺寸、重量和其它物理及化学特性的几种组分。本发明的目的也是对用于回收这些类型的组分的方法的改进。

改进的用于净化和颗粒分拣细小冶金废物材料的分离器包括：馈送罐，其通过松散材料馈送器与垂直方向的初始分离器连接。由风扇将空气吹入初始分离器。初始分离器的下部通过上升的管路与梯级分离器相连接。具有位于上方和下方的梯级的缓冲器被安装在梯级分离器的中心部分。这些梯级被布置为倾斜并且彼此具有一些间隔。调节气门位于梯级分离器的下部，通过该调节气门，被净化的材料的累积的较重组分被排出到磁性分离器然后被排出到外部罐，或直接被排出到外部罐。所述梯级分离器的上部与过滤器连接，被净化的细小冶金材料中较轻的、悬浮的组分被引入到该过滤器 中。该设备的末端部分是出口，其能够与风扇或抽吸泵相连接。改进的方案的精华是，上升的管路是梯级管路，并且所述梯级管路的各个部分具有不同的直径，或者它们被布置为非对准的或者被配置有梯级，或者它们是螺旋形。

优选地，初始分离器的上部和梯级分离器的上部均通过管路连接到收集器。在初始分离器和梯级分离器中被分离的最轻的粉尘组分被引入到收集器，它们从该收集器被引导到与该收集器连接的下一个梯级分离器。在下一个梯级分离器的下部设置有调节气门，并且空气通过该气门被吸引，从而导致该材料中最细小的组分向上升高。接着，被分离的冶金废物材料中较重的组分通过该气门被引入，并且它被倾倒，优选到磁性分离器然后到外部罐，或直接到外部罐。

优选地，下一个梯级分离器连接到扩展梯级分离器，在其上部为可调节的垂直梯级的区域。这些垂直梯级形成一种闸板，并且这种闸板的倾斜角可被适当调整。被从下一个梯级分离器引入到扩展梯级分离器的净化的、细小的冶金废物材料流掉落到这个闸板上。

优选地，旋流粉尘收集器连接到扩展梯级分离器。细小废物材料流从扩展梯级分离器中被引入到旋流粉尘收集器。在旋流粉尘收集器的下部设置有调节气门。通过该气门，可以从外部吸入附加的空气并且较重的废物材料组分被排出到磁性分离器和外部罐中，或直接被排出到外部罐中。

优选地，用于净化细小冶金废物材料的分离器设置有至少一个附加的分离器，优选为梯级分离器，或设置有至少一个附加的旋流粉尘收集器。

用于细小冶金废物材料的净化及颗粒分拣的改进的方法包括，松散的废物材料通过馈送器的方式，从馈送罐输送至垂直方向的初始分离器，优选为在目前已知的原理下操作的梯级类型，同时，由 风扇，优选由调节气门，将空气吹入到初始分离器。然后在初始分离器的内部产生过压，把速度给予材料的颗粒，然后松散的材料被“吹动通过”，这导致最重的组分掉落在初始分离器的底部，它们从这里被导向进入梯级分离器，直接到缓冲器和位于其上和其下的梯级上，颗粒在其中被分离。向下掉落的最重的颗粒通过调节气门被排出，优选被排出到磁性分离器，或直接被排出到外部罐，而悬浮在空气中的细小颗粒通过出口被移出。这种方法的特点为，在初始分离器的底部收集的最初分离的材料通过梯级管路随着空气流被移动到梯级分离器，在其中，净化的和分离的材料被破坏，并相对其壁被粉碎。

优选地，在初始分离器和在梯级分离器中分离的随空气被提升的多数粉尘组分被引导至收集器，然后进入下一个分离器，在那里所述材料被分散和进一步破坏，其最轻的、不需要的组分被吸入分离器。向下滑动的最重的、净化的、粗颗粒组分被排出，优选被排出到磁性分离器然后到外部罐，或直接被排出到外部罐。

优选地，在下一个分离器中分离的随空气被提升的多数粉尘组分被引导至扩展梯级分离器，在那里该流被引导到调节的梯级的区域，从而形成一个闸板。该闸板的倾斜角可被适当地调整。然后材料中较重的、分离的组分向下移动，通过调节气门被类似地排出，优选被排出到磁性分离器，或直接被排出到外部罐。

优选地，废物材料的悬浮的最轻的组分从扩展梯级分离器被引导到旋流粉尘收集器，通过调节气门从它们的位置被引入，优选被引入到磁性分离器，或直接被引入到外部罐，作为下一个分离的冶金废物材料的组分，并且，在旋流粉尘收集器的操作过程中，所述调节气门保持，优选保持为闭合的。

很细小的废物材料，包括细小的铝熔损的组分，包含有金属铝、 金属氧化物和金属盐类，可以在改进的用于净化细小冶金废物材料的分离器中进行处理。当细小的、分离的冶金废物材料在改进的设备中移动时，具有不同的颗粒尺寸、质量和物理及化学性质的材料被非常有效地分离。在其中也发生了废物材料的隔离以及分裂成单个组分。例如，正如从进行了的实验中得到的结论，在应用了本发明所描述的方法的改进的设备中，从1吨粉碎的铝熔损中获得了大约150-400kg的材料(从15至40％)，并经过磁性分离，这种材料可用于铝合金的熔炼或定义为所谓的“再生”铝的铝的熔炼。获得的材料也可以被用于作为在冶金工序中的脱氧剂。从所述方法中获得的材料中的一些组分，其含有小于40％的金属，也可以被用来在钢铁冶金过程和在金属铸造中作为脱氧剂和绝缘或放热铸造粉末。包含有不到10％金属铝的获得的材料可被用于作为钢精炼用合成炉渣的生产并作为炼钢工序中炉渣助熔的添加剂。

附图说明

本发明的主题在实施例、显示用于净化细小冶金废物材料的方案的附图中展现。

具体实施方式

如图所示，松散材料，通常直径低于5毫米，通过馈送罐1被供给到改进的净化细小冶金废物材料的分离器中。以松散材料馈送器2(例如，螺旋或挖斗馈送器等)的方式，松散材料被移动到垂直方向的初始分离器3，优选的为梯级类型，其在目前已知的原理下进行操作。由风扇4，优选地通过调节缓冲器5，将空气吹入初始分离器3，产生初始分离器3内部的超压并把速度给予最初净化的和分离的材料的颗粒。在初始分离器3中随空气一起提升的多数 的粉尘组分，被排出到收集器6，而冶金废物材料的最重的组分由于重力和它们自身的重量而掉落到其下部，从那里它们通过上升的梯级管路7被运送到梯级分离器8。但是，梯级管路7的各个部分9具有不同直径或不是同轴布置或配备有梯级或可以是螺旋形，从而在预选材料的输送过程中，它的流动受到干扰并且组分(通常是最重的)改变移动的方向，其进一步地促进了颗粒表面的破坏和净化。梯级管路7的操作原理包括以两相流方式气动地输送的颗粒在移动轨迹中的变化，优选结束于喷嘴10，其增加了预选材料的流动比，其可以经历进一步的技术操作。向梯级管路7上游输送的废物被引导到梯级分离器8中的缓冲器11，然后与位于缓冲器上方和下方的梯级12交叉，因此该材料被额外地提炼和分散并且提高了颗粒分离和净化的效率。由此，梯级12以彼此间具有一定距离的方式被布置成歪斜的，可以这么说，它们是向下倾斜，并重叠在垂直方向上。将要被净化的材料引导到梯级分离器8并向下倾倒在梯级12上，被吹动通过，并且最大的组分由于重力和它们自身的重量而掉落到梯级分离器8的底部，较轻组分向上移动。所以说“在以它们自己的方式”，组分与梯级12交叉，额外阻碍了较重的颗粒的向上移动，从而支持更大组分的分离。积累在梯级分离器8的底部的较大的组分以调节气门13的方式被除去，通过调节气门13将空气吸入并且将材料的最小的组分提升。通过调节气门13，细小的颗粒材料被移动，优选被移动到磁性分离器，或直接移动到外部罐14。另一方面，向上移动并被梯级分离器8收集的较轻的组分被引导到收集器6，然后到下一个梯级分离器15，其中净化的工序与梯级分离器8类似。从梯级分离器8，类推地，通过调节气门13"，具有确定的颗粒尺寸和重量的下一个组分被收集，优选被收集到磁性分离器，或直接被收集到外部罐14"。

而如上所述被分离冶金废物的较轻的和更细小的组分被引导到扩展梯级分离器16，在那里该流击打可调节的、基本上垂直的梯级17的区域，产生一个闸板，可以这么说，其角度可以额外调整。可调节的梯级17重叠并且基本上垂直地被设置，并且，引导到它们的材料击打它们并从一个梯级滑下到另一个较低的梯级，最终，最大的组分找到它们到扩展梯级分离器16的主柱的路径。类推地，最大组分是通过调节气门13"而被移出，优选被移出到磁性分离器，或直接被移出到外部罐14"，而最轻的悬浮组分被引导到旋流粉尘收集器18。

引导到旋流粉尘收集器18的材料内切地进入旋流粉尘收集器18的圆锥形外壳的内壁，这将导致材料的回旋并赋予材料以离心力。因此，较轻组分集中在壁上并且下滑，在此它们类似地通过调节气门13"被移出直接到外部罐14'作为材料的下一个组分，而调节气门13″′在旋流粉尘收集器的操作期间最好是封闭的。最轻的粉尘组分——在所述工序中被隔离，所述工序由合作的并且串联布置的分离器执行，产生了可被改进以包括更大数量的分离器(取决于我们想要获得的组分的数目以及材料的物理和化学性质)的组件，在这样组件的末端设置有旋流粉尘收集器18——以及最轻的组分从旋流粉尘收集器18的中间部分被吸入并被引入到过滤器19，优选为喷射过滤器。并且在出口20(让净化的空气通过它排出到外面)处，由风扇或抽吸泵21可能产生额外的负压。残留的粉尘作为被净化材料的最孤立和最轻的组分被收集在外部罐14””内。

附图标记说明：

1-馈送罐，

2-馈送机构，

3-初始梯级分离器，

4-风扇，

5-气门，

6-收集器，

7-梯级管路，

8-梯级分离器，

9-(管路的)部分，

10-喷嘴，

11-缓冲器，

12-梯级，

13-调节阀/气门，

14-外部罐，

15-下一个梯级分离器，

16-扩展梯级分离器，

17-可调节的梯级，

18-旋流粉尘收集器，

19-过滤器，

20-(空气的)出口，

21-抽吸泵。