用于加工爐渣材料的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于加工爐渣材料從而產生副產品的方法和系統(tǒng)，所述副產品包括富鐵產物成品和低鐵粉產物成品。副產品可包括高鐵產物成品和中鐵產物成品。該方法和系統(tǒng)包括在利用磁分離使按尺寸分類的群組的至少其中一個分離成兩個具有不同磁化率的部分之前將材料尺寸分類成多個按尺寸分類的群組。該方法和系統(tǒng)可包括多于一個階段的將材料尺寸分類成多個按尺寸分類的群組以及利用磁分離將按尺寸分類的群組的至少其中一個分離成部分，其中在隨后的階段之前，在一個階段之后的剩余材料的平均尺寸被減小。
【專利說明】用于加工爐渣材料的方法和系統(tǒng)
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年3月19日提交的美國臨時專利申請N0.61/612，627的優(yōu)先權和利益，其全部內容通過引用在此并入本文。

【技術領域】
[0003]本發(fā)明基本上涉及爐渣材料的加工從而提供不同含鐵量的產品。

【背景技術】
[0004]許多技術可以不同的組合被用來將爐渣材料(包括顆粒)分離成具有不同含鐵量的副產品。很多因素影響每個技術的作用和效率，包括爐渣材料顆粒的尺寸的變化性、形狀、金屬含量、化學成分、易碎性、延展性、以及磁化率。重新獲得可用產品的加工爐渣材料的經濟上的可行性、這可包括適合作為進料用于鐵或鋼精煉操作的富鐵產品，取決于原料的含鐵量，以及用于將原料分離成副產品的加工方法的作用和效率。當加工方法受限于靈活性、或者靈活性昂貴的情況下，加工方法的作用和效率可能會作出妥協(xié)。例如，固定的永久磁分離器的靈活性可受限于分離器中永久磁體的固定強度和方位。使用包括電磁石的磁分離器允許用于分離的磁場強度的調節(jié)，但是使電磁石運轉的成本相當高。


【發(fā)明內容】

[0005]在此提供一種用于加工爐渣材料從而產生副產物的方法和系統(tǒng)，所述副產物在此也可被稱作產物成品，至少包括富鐵產物成品和低鐵粉產物成品。副產物可包括高鐵產物成品和中鐵產物成品。該方法和系統(tǒng)包括，在利用磁分離使按尺寸分類的群組中的至少一個分離成兩個具有不同磁化率的部分之前，將材料按尺寸分類成多個按尺寸分類的群組，從而增加磁分離的效率。在一個實例中，該方法和系統(tǒng)包括:將材料按尺寸分類成多個按尺寸分類的群組并且使用磁分離將每個按尺寸分類的群組分成一些部分(包括低鐵粉部分)，去除低鐵粉部分，粉碎和/或減小剩余材料中顆粒的尺寸，以及將剩余材料按尺寸分類成另外的多個按尺寸分類的群組，并且使用磁分離將每個按尺寸分類的群組分成一些部分(包括低鐵粉部分和具有高于特定水平的含鐵量的至少一個其它部分，其中其它部分可以是富鐵產品)。
[0006]通過在使用磁分離將每個按尺寸分類的群組分成一些部分之前將材料按尺寸分類成多個按尺寸分類的群組，磁分離的作用和效率可以增加，也可以減少加工爐渣材料產生副產物的總成本，并且減少每個副產物的某些特征(例如顆粒尺寸和含鐵量)的差異性。
[0007]在一個實例中，該方法包括使用一個或更多個可調磁分離器，其中磁分離器可被調節(jié)，從而實現(xiàn)預定水平的磁化率和/或含鐵量的材料的分離?？烧{磁鼓分離器可用于分離材料，從而提供具有高于特定水平的含鐵量的至少一種副產物。通過根據(jù)按尺寸分類的群組中的顆粒尺寸和/或期望的預定最小含鐵量調節(jié)在磁分離器的分離表面處的磁場的力度、例如強度，具有預定最小含鐵量的顆粒的分離可以有效地實現(xiàn)。在一個實例中，可調磁分離器可包括相對于分離表面設置的磁陣列，其中磁陣列可以是永磁陣列。磁陣列的方位和分離表面的位置的至少其中一個可相對于彼此調節(jié)，使得磁陣列和分離器的分離表面之間的距離可改變，從而在磁性顆粒分離發(fā)生時在分離表面調節(jié)磁場的強度。磁陣列的可調特性允許磁分離器用比包括可變電磁石的磁分離器大致上更低的操作成本布置成為可調磁分離器。
[0008]結合附圖，從以下實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式的具體描述，本發(fā)明的以上特征和其它特征及優(yōu)勢會更明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是用于將爐渣材料分離成具有不同含鐵量產品的方法的流程圖；
[0010]圖2是用于實行圖1的方法的第一實例系統(tǒng)的示意圖；以及
[0011]圖3是用于實行圖1的方法的第二實例系統(tǒng)的示意圖。

【具體實施方式】
[0012]參考附圖，其中在幾個附圖中，相同的附圖標記代表相同的部件，圖1所示的流程圖10為使用一系列加工步驟將爐渣材料分離成具有不同含鐵量的產品的方法。圖2顯示了實行圖1的方法的第一示例性系統(tǒng)60，圖3表示實施圖1的方法的第二示例性系統(tǒng)160。參考圖1、2和3，并且以裝載或材料處理步驟12開始，在步驟14，原料62(見圖2和3)被裝載到供給機構中，從而被供給到干燥過程。原料62可以是爐渣、爐渣材料、或包含爐渣的材料。在原料62中包括的爐渣可以是來自鋼鐵生產工業(yè)的廢料，并且可以包括在高爐、轉爐、堿性氧氣轉爐(BOF)或電爐中所產生的爐渣，和/或一種或多種這類爐渣通常稱作高爐渣、石墨渣、C-廢渣、脫硫渣，和/或這些的組合。在被提供到干燥操作過程時，原料62可以具有5到10%水分的水分含量。在一示例性構造中，原料62可以通過開門自卸式卡車(未示出)運輸并且在步驟12被裝載到供給機構(未示出)，從而提供給干燥過程14，或者可通過在此所述的方法和系統(tǒng)在加工之前存放一段時間。原料62可以通過用于處理爐渣材料的任何合適的材料處理手段提供給干燥過程14。例如，原料62可通過鉸接作用的前端裝載機(未示出)拾取并且放置到配置用于將原料卸到進料皮帶輸送機(未示出)上的料斗中。進料皮帶輸送機可將材料運輸?shù)礁稍锊襟E14。
[0013]在步驟14，使用干燥劑64 (見圖2和3)使原料62干燥，從而大致上從原料62的表面去除水分。在一個實例中，干燥過程可配置為去掉99%的原料表面水分。干燥步驟14可以通過用于爐渣或爐渣型材料干燥的任何合適的手段實現(xiàn)。在一個實例中，干燥步驟14可包括將原料62裝載到配置為窯式旋轉密封干燥機的干燥機64中，原料62在其中可被翻滾、加熱到高溫、干燥并且直接地或是使用中間供給機構(例如斗式提升機或傳送帶)卸到尺寸分類步驟16。在步驟14期間，加熱或翻轉原料62可從非磁性材料或爐渣顆粒釋放原料62中的含鐵顆粒，這是由于翻轉期間顆粒與顆粒的接觸和作用、高溫造成的原料62的熱應力、或這些效果的組合造成的。例如，含鐵顆粒比原料62的更加易碎的非磁性部分或爐渣部分更具有可延展性，從而，在干燥劑64中翻滾原料62造成易碎的非磁性爐渣部分破碎且與更具延展性的含鐵顆粒的破裂，釋放含鐵顆粒。在原料62中含鐵顆粒的熱膨脹系數(shù)與原料62的非磁性爐渣部分的熱膨脹系數(shù)不同，從而使得這些組分的每一個在暴露于干燥機64中的高溫時以不同比率膨脹及改變尺寸。由于粘附于或包括在非磁性爐渣材料中的含鐵顆粒與粘附于或圍繞含鐵顆粒的非磁性爐渣材料以不同的比率膨脹，含鐵顆粒的熱膨脹和增加的尺寸在非磁性爐渣上施加應力，這可能足夠導致含鐵顆粒與爐渣材料的分離或破裂，從而釋放含鐵顆粒。在原料62的翻滾期間顆粒與顆粒的接觸，結合熱應力因素，還可進一步增加干燥步驟14期間含鐵顆粒的釋放。
[0014]在步驟16，基本干燥的原料62通過尺寸分類過程被分離成多個按尺寸分類的群組，使得通過尺寸分類步驟16產生的每個按尺寸分類的群組包括在特定尺寸范圍內的原料顆粒。針對每個按尺寸分類的群組指定或確立的按尺寸分類的群組的數(shù)量和顆粒尺寸范圍可依照原料的堆或批次不同而彼此不同，并且可基于特征確立，比如爐渣材料的類型、該批次原料62內的顆粒分布、該批次原料62的化學性質等等。尺寸分類步驟16可用篩選系統(tǒng)66 (見圖2和3)實行，其可配置為用于將原料62分成多個按尺寸分類的群組。在一個實例中，篩選系統(tǒng)66可包括雙層篩選篩網，例如，篩選系統(tǒng)66可包括第一篩網和第二篩網，它們布置為使得原料62被供給到第一篩網，其使得第一按尺寸分類的群組中的顆粒保留并且使比第一篩網小的顆粒通過并達到第二篩網。第二篩網保留第二按尺寸分類的群組中的顆粒，并且使比第二篩網小的顆粒被收集成為第三按尺寸分類的群組。篩選系統(tǒng)66可以配置成回旋的篩子，例如SWECO? Gyramax?回旋篩子。每個不同的按尺寸分類的群組可分別被供給到磁分離步驟18，用于進一步處理，如文中所述。
[0015]在一個實例中，篩子66的第一篩網(也可被稱作第一層)可以是20目篩網，使得第一篩網從原料62提取出(例如篩選出或分離出)大致包括大于+20目的顆粒的第一按尺寸分類的群組，并且使剩余的原料(也稱作原料62的殘余)通過并達到第二篩網。第二層篩網可以是60目篩網，使得利用第二篩網被提取出大致包括尺寸范圍從負20目到+60目的顆粒的第二按尺寸分類的群組，并且剩余的原料通過第二篩網并且被收集作為第三按尺寸分類的群組。第三按尺寸分類的群組包括尺寸是負60目的顆粒。
[0016]在步驟18，每個按尺寸分類的群組通過磁分離器處理，該磁分離器配置用于該按尺寸分類的群組以及預定的含鐵量。磁分離利用通過磁場施加在磁性顆粒上的力吸引磁性顆粒，和/或用落下的磁性顆粒與磁場的磁吸引，通過局部或全部抵消重力和慣性作用而改變落下的磁性顆粒的軌跡。改變磁性顆粒(例如具有足夠含鐵量和磁化率從而被磁場吸引的那些顆粒)的軌跡通過影響磁性顆粒進入到允許這些顆粒作為磁性部分收集的路徑的軌跡而允許將即將來臨的材料的磁性部分分離。非磁性顆粒(例如具有不足的含鐵量和/或不足的磁化率而不被磁場吸引的那些)將不會被磁場吸引，和/或將遵循重力和慣性所確定的軌跡且不受磁場影響，從而使得非磁性顆粒通常遵循允許這些顆粒收集成為非磁性部分的路徑。每個顆粒的特征，例如密度、尺寸和含鐵量，影響該顆粒的軌跡，具有不同特征的這樣的兩個顆粒會展現(xiàn)出相同的軌跡，這種情況可以是例如，更重的非磁性(含鐵更低)顆粒會大致上遵循與被供給到磁分離器中的更輕的磁性(含鐵更高)顆粒相同的軌跡。因此，在重力供給磁分離過程中，例如鼓式分離器中的，包括更寬范圍顆粒尺寸的材料可包括更重的非磁性顆粒，其展現(xiàn)出與更輕的磁性顆粒相似的軌跡并且可被分離成磁性部分，減少了磁分離過程的精度和效率，使得隨著即將到來的材料的尺寸范圍增加，磁分離過程的精度降低。
[0017]通過將原料62分類成多個按尺寸分類的群組(其中每個按尺寸分類的群組內具有有限范圍的顆粒尺寸)，然后通過磁分離器分別處理每個按尺寸分類的群組，顆粒尺寸變化對于磁分離過程效率的影響基本被降低，并且將磁性顆粒與非磁性顆粒分離的磁分離過程的精度增加。
[0018]如圖2的第一實例系統(tǒng)60所示，磁分離步驟18可使用多個磁分離設備68、70實行，其可被配置成固定的磁分離器。在所不實例中，磁分離器68、70可配置成永磁鼓分離器，其中提供磁場的磁體可以關于鼓平面處于固定位置，其中鼓表面限定分離表面，磁性顆粒在該分離表面處發(fā)生分離。作為分離點的磁場的強度可以不同，例如，在每個磁鼓分離器68,70中的永磁體和永磁體的固定構造的強度不同。例如，第一磁鼓分離器68可以配置用于將第一按尺寸分類的群組的顆粒(例如，按+20目的按尺寸分類的群組)分成第一磁性部分和第二非磁性部分。第一磁鼓分離器68的磁場強度可確定為有效地將+20目尺寸的顆粒分離成具有最小特定含鐵量的磁性部分，以及含鐵量小于最小特定含鐵量的非磁性部分。第二磁鼓分離器70可配置成分離第二按尺寸分類的群組的顆粒，例如負20到+60目尺寸的群組。第二磁鼓分離器70的磁場強度可被預定為將負20到+60目尺寸的顆粒有效地分離成具有最小特定含鐵量的磁性部分，以及含鐵量小于最小特定含鐵量的非磁性部分。如圖3中的第二示例性系統(tǒng)160所示，第三磁分離器72可用于將第三按尺寸分類的群組分離成磁性部分和非磁性部分。
[0019]本文使用的“磁性部分”包括的顆粒部分具有足夠的含鐵量和/或磁化率以被磁分離器的磁場吸引和/或影響，使得它們轉向和/或收集到第一部分中，而“非磁性部分”包括的顆粒部分具有的含鐵量和/或磁化率不足以受到磁分離器的磁場影響，使得它們維持不受和/或最低限度地受到分離器的磁場影響的軌跡并且如此被收集到第二部分中。應理解的是，術語“磁性部分”和“非磁性部分”是相對于用于處理顆粒的磁分離器的具體設置或構造而言的。例如，第一磁鼓分離器68可配置用于分離按重量總共具有27%的鐵的最小含鐵量的顆粒。在這種情況下，由磁鼓分離器68所分離的磁性部分將包括具有27%的最小含鐵量的顆粒，并且非磁性部分包括具有小于27%的含鐵量的顆粒，其可包括弱磁性和/或基本不含鐵的顆粒。另一磁鼓分離器，例如磁鼓分離器70，可配置用于分離按重量總共具有88%的鐵的最小含鐵量的顆粒。在這種情況下，由磁鼓分離器70所分離的磁性部分將包括具有88%的最小含鐵量的顆粒，其可基本包括強磁性顆粒，并且非磁性部分將包括具有小于88%的含鐵量的顆粒，其可包括中等磁性和/或弱磁性的顆粒。
[0020]再參考圖2和3，具有+20目顆粒的第一按尺寸分類的群組利用磁鼓68被磁分離成磁性部分和非磁性部分，使得非磁性部分的特征是按重量小于w%總鐵含量，其中w%總含鐵量材料一般可認為是低鐵材料。在一個實例中，低鐵材料特征是具有小于27%總含鐵量，并且鼓分離器68配置用于將具有小于27%總含鐵量的顆粒分離成非磁性部分。非磁性部分被收集為具有低含鐵量的產物成品30，其也可被稱作低鐵粉和/或低鐵產物成品。低鐵產物成品30通?？删哂邪粗亓啃∮诳傝F含量30%的含鐵量，或者具有足夠低的含鐵量以使得低鐵產品適合用在需要低含鐵量的應用中(例如在水泥工業(yè)中)或者用于熔渣制造，或者具有足夠低的鐵含量以使得該產品不適合鐵或鋼精煉操作中的裝料。從鼓分離器68排出的磁性部分被收集起來,用于尺寸減小(size reduct1n)步驟20中的進一步尺寸減小。該磁性部分特征在于按重量大于W%總含鐵量，在一個實例中W%是27%。
[0021]具有負20到+60目顆粒的第二按尺寸分類的群組利用鼓分離器70被磁分離成磁性部分和非磁性部分，使得非磁性部分的特征是按重量小于w%總含鐵量，其中w%總含鐵量材料可通常認為是低鐵材料。在一個實施方式中，鼓分離器70配置用于將具有小于27%總含鐵量的顆粒分離成非磁性部分。非磁性部分被收集成為低鐵產物成品30，如前所述。從鼓分離器70排出的磁性部分被收集起來用于在尺寸減小步驟20中的進一步尺寸減小。該磁性部分的特征是按重量大于W%總含鐵量，其中在一個實例中W%是27%。
[0022]在圖2所示的第一實例過程60中，具有負60目顆粒的第三按尺寸分類的群組被收集成為低鐵產物成品30。在圖3所示的第二示例性過程160中，具有負60目顆粒的第三按尺寸分類的群組利用鼓分離器72被磁分離成磁性部分和非磁性部分，使得非磁性部分的特征是按重量小于W%總含鐵量，其中W%總含鐵量通常可認為是低鐵材料。在一個實例中，鼓分離器72配置為用于將具有小于27%總含鐵量的顆粒分離成非磁性部分。非磁性部分被收集成為低鐵產物成品30,如前所述。在系統(tǒng)160的一個構造中，從鼓分離器72排出的磁性部分利用另一鼓分離器(例如圖3中的鼓分離器84)被收集用于進一步的磁分離。該磁性部分的特征在于按重量大于W%總含鐵量，其中在一個實例中W%是27%。在系統(tǒng)160的另一構造中，從鼓分離器72排出的磁性部分被收集起來用于在尺寸減小步驟20的進一步尺寸減小。
[0023]尺寸分類步驟16和磁分離步驟18可被統(tǒng)稱為第一分類/分離階段，或方法10的第一階段，其中第一階段包括在步驟16將即將來臨的材料按尺寸分類成多個按尺寸分類的群組，以及接下來在步驟18將多個按尺寸分類的群組每一個磁分離成磁性部分和非磁性部分，這些術語如文中所述。
[0024]其它類型的永久磁分離器可被用在第一階段中來實行磁分離步驟18。例如，一個或更多個永磁分離器可以是帶型分離器。在一個實例中，至少一個磁分離器68、70、72可以是包括磁陣列的磁輸送帶分離器，當給料離開輸送帶端部時，磁陣列提供了在材料(例如，給料)上施加磁力的磁場，從而在給料中的磁性顆粒從輸送帶端部落下時影響它們的軌跡，使得這些顆?？杀环蛛x成為磁性部分。在一個實例中，至少一個磁分離器68、70、72可配置成交叉帶式磁分離器，其中給料或即將來臨的材料被供給在第一輸送機上，也稱作供給輸送機，其垂直于第二輸送機并且與其成一定距離，第二輸送機是裝有磁陣列的磁性輸送機。在供給輸送機表面(分離表面)上的具有足夠磁化率和/或含鐵量的磁性顆粒(其要被磁陣列所提供的磁場吸引)被吸引到磁性帶且被其保持，并且從磁性帶被收集成為磁性部分。
[0025]在步驟20，在步驟18被分離和收集的磁性部分利用粉碎系統(tǒng)或設備74被尺寸減小和/或粉碎，這會從磁性部分中的爐渣材料釋放鐵顆?；蚋昏F顆粒。由于鐵比可能粘附于或包圍磁性部分中的鐵顆粒的爐渣材料更具延展性，利用粉碎設備74粉碎或研磨磁性部分導致易碎的爐渣部分破碎和與更具延展性的含鐵顆粒分離，從而釋放含鐵顆粒。在系統(tǒng)60、160中，具有+60目的顆粒尺寸的磁性部分(例如從磁鼓分離器68、70所收集磁性部分)被供給到粉碎設備74，用于粉碎和/或尺寸減小到更細小的尺寸。在可選的系統(tǒng)160的構造中，從每個磁鼓分離器68、70、72中所收集的磁性部分被供給到粉碎設備74中。粉碎設備74可配置為球磨機，其裝有鋼珠，從而將磁性部分的顆粒粉碎或研磨成更細小的尺寸。粉碎設備74可將顆粒粉碎或研磨至破裂，或者將非磁性材料(例如爐渣)與顆粒分離，從而產生具有增加的含鐵量的更細小的顆粒。粉碎設備74的其它構造可被用于將鐵從爐渣或材料的非磁性部分釋放，包括礫磨機、半自磨機、錘磨機、輥磨機、棒磨機，諸如此類。粉碎的材料從粉碎設備74排出并且供給到分類步驟22。
[0026]分類系統(tǒng)或設備76可被用在步驟22從而分離細小部分，例如包括在從粉碎設備74排出的粉碎的材料中的細小產物。分類系統(tǒng)可配置成與旋風器78流體連通的空氣到空氣(air to air)的分類器76。隨著粉碎的產品被空氣分類器76分類，細小產物從空氣到空氣分類器76排到旋風器78，并且從旋風器78的底部排出從而被收集為低鐵產物成品30。未排到旋風器78的更粗的產物被收集并且供給到第二階段尺寸分類步驟24。
[0027]在步驟24，更粗的粉碎材料利用尺寸分類過程被分離成多個按尺寸分類的群組，使得由尺寸分類步驟24所產生的每個按尺寸分類的群組包括特定尺寸范圍內的顆粒。尺寸分類步驟24，、也可被稱作第二階段分類步驟，可使用篩選系統(tǒng)82、182(見圖2和3)實行，其可被配置用于將更粗的粉碎材料分離成多個按尺寸分類的群組。例如，篩選系統(tǒng)82、182可包括雙層振動篩網，例如，篩選系統(tǒng)82、182可包括第一和第二篩網，它們布置為使得從空氣分類器76而來的即將來臨材料被供給到保留第一按尺寸分類的群組中的顆粒的第一篩網并且使小于第一篩網的顆粒通過至第二篩網。第二篩網保留第二按尺寸分類的群組中的顆粒，并且使小于第二篩網的顆粒通過從而被收集成為第三按尺寸分類的群組。每一個不同的按尺寸分類的群組可被分別地供給到磁分離步驟26，用于進一步處理，如文中所述。
[0028]在非限制性實例中，雙層篩選系統(tǒng)82、182的第一篩網、也可被成為第一層，可以是20目篩網，使得第一篩網從原料中提取出(例如篩選或分離出)大致上包括大約+20目的顆粒的第一按尺寸分類的群組，并且使剩余的原料(也可稱為殘余)通過并達到第二篩網。在圖2所示的實例系統(tǒng)60中，第二板篩網可以是40目篩網，使得大致上包括范圍從負20到+40目的顆粒的第二按尺寸分類的群組利用第二篩網提取出，并且使得剩余的原料通過第二篩網并且收集成為第三按尺寸分類的群組。第三按尺寸分類的群組包括尺寸是40目的顆粒。在圖3所示的實例系統(tǒng)160中，第二層篩網可以是60目篩網，使得大致上包括范圍從負20目至+60目的顆粒的第二按尺寸分類的群組利用第二篩網被提取出，并且使得剩余的原料通過第二篩網且收集成為第三按尺寸分類的群組。第三按尺寸分類的群組包括尺寸是負60目的顆粒。
[0029]在步驟26，每個按尺寸分類的群組可使用磁分離過程被進一步分離。如圖2和3所示，磁分離步驟26可使用多個磁分離設備80、84、86 (其中一個或更多個可配置成可調磁分離器)實行，使得在分離器的分離表面處的磁場強度可以變化，從而使即將到來的材料變成具有預定含鐵量和/或磁化率的兩部分的分離過程優(yōu)化。一個或更多個可調磁分離器80、84、86可配置成可調磁鼓分離器并且可包括永磁體或永磁體組，其可布置為被裝載鼓分離器的鼓中的磁陣列并且配置成為使得磁陣列的位置相對于鼓表面的方位可調，從而改變在鼓表面(例如在分離表面處)的磁場強度。在一個實例中，磁陣列相對于分離表面的位置可利用機械機構調節(jié)。在另一個實例中，分離表面相對于磁陣列的方位可改變，即通過給鼓裝上套筒，從而提供從鼓表面向外徑向的第二表面，磁性顆粒的分離發(fā)生在該鼓表面處。在另一個實例中，磁陣列的位置和分離表面的方位的每一個可相對于另一個改變，以改變分離表面處的磁場強度，從而改變在磁性部分中所收集的顆粒的特定鐵含量?？烧{磁分離器80、84、86可被配置為使得每個磁分離器80、84、86的永磁元件的強度可以不同，并且使得在每個磁分離器80、84、86處所測量的磁場的可調強度范圍可以不同。
[0030]參考圖2和3，具有+20目顆粒的第一按尺寸分類的群組利用可調磁分離器80被磁分離成具有預定的至少x%含鐵量的磁性部分，以及具有預定的小于x%含鐵量的非磁性部分，使得磁性部分的特征為具有至少x%的高含鐵量。在一個實例中，第一按尺寸分類的群組可被分離，從而提供按重量至少85%總含鐵量的磁性部分，例如，X的預定值可以是85。在另一個實例中，可調磁分離器80可被配置用于分離具有按重量至少為88%總含鐵量的磁性部分。磁性部分被收集成為具有至少X%的高含鐵量的產物成品50，在此也可被稱為高鐵產物成品，或初級產物。由于按尺寸分類的高鐵產物具有+20目的顆粒尺寸，從可調分離器80排出的高鐵產物成品50可與其它高鐵產物分開地收集和/或存放，如圖2中的50A所示。從可調分離器80排出的非磁性部分被收集起來用于在尺寸減小步驟20中的進一步尺寸減小。該非磁性部分特征在于按重量小于X%的總含鐵量，并且被返回到球磨機74，用于進一步的顆粒尺寸減小和/或通過從顆粒去除非鐵爐渣材料而增加顆粒的含鐵量。
[0031]在圖2的實例系統(tǒng)60中，具有負20到+40目顆粒的第二尺寸分類的群組利用可調磁分離器86被磁分離成具有至少X%的預定含鐵量的磁性部分，以及具有小于X%的預定含鐵量的非磁性部分，使得磁性部分的特征在于至少X%的高鐵含量。在一個實例中，第二按尺寸分類的群組可被分離從而提供按重量至少為85%總含鐵量的磁性部分，例如，X的預定值可以是85。在另一實例中，可調分離器86可被配置用于分離按重量至少具有88%總含鐵量的磁性部分。磁性部分被收集成具有至少X%的含鐵量的高鐵產物成品50。從可調分離器86排出的高鐵產物成品50可與其它高鐵產物分開地收集和/或存放，作為具有負20至+40目的顆粒尺寸的按尺寸分類的高鐵產物，如圖2中的50B所示。從可調分離器86排出的非磁性部分被收集起來，用于尺寸減小步驟20中的進一步的尺寸減小。該非磁性部分特征可在于按重量小于X%總含鐵量，并且被返回到球磨機74，用于進一步的顆粒尺寸減小和/或通過從顆粒去除非鐵爐渣材料而增加顆粒的含鐵量。
[0032]在圖3的實例系統(tǒng)160中，具有負20到+60目顆粒的第二按尺寸分類的群組利用可調磁分離器86被磁分離成具有至少X%的預定含鐵量的磁性部分，以及具有小于X%的預定含鐵量的非磁性部分，從而使得磁性部分的特征為具有至少X%的高含鐵量。在一個實例中，第二按尺寸分類的群組可被分離，從而提供按重量至少為85%總含鐵量的磁性部分，例如，X的預定值可以是85。在另一實例中，可調分離器86可被配置為用于分離具有按重量至少88%總含鐵量的磁性部分。磁性部分被收集成為具有至少X%的含鐵量的高鐵產物成品50。從可調分離器86排出的高鐵產物成品50可與其它高鐵產品分開地收集和/或存放，作為具有負20至+60的顆粒尺寸的按尺寸分類的高鐵產品，如圖3中的50C所示。
[0033]仍參考圖3的系統(tǒng)160，從磁分離器86排出的非磁性部分被收集起來，以用于在步驟28的一個或更多操作中進一步進行磁分離。參考圖3，步驟28可包括使用磁分離器88的第一磁分離，以及使用磁分離器90的從分離器88排出的非磁性材料的第二磁分離。作為實例，分離器88可被配置成可調磁鼓分離器，并且分離器90可被配置成固定的永磁鼓分離器。從可調分離器86排出的非磁性部分可被供給到可調磁鼓分離器88中，其中分離器88被配置為用于將即將到來的材料磁分離成具有至少Y%的預定含鐵量的磁性部分，以及具有小于Υ%的預定含鐵量的非磁性部分，使得磁性部分的特征在于至少Υ%的中鐵含量。在一個實例中，磁性部分可以是按重量至少55%的總含鐵量，例如，Y的預定值可以是55。在另一實例中，可調分離器88可被配置用于分離重量至少具有60%總含鐵量的磁性部分。在另一實例中，可調分離器88可被配置用于分離具有對應于預定比重的、至少Y%含鐵量的磁性部分，其中磁性部分被收集以在要求具有預定比重的材料的應用中使用，比如配重或填料材料應用。磁性部分被收集成為具有至少Υ%的中鐵含量的產物成品40，在此也可被稱為中鐵產物成品或次級產物。
[0034]聞鐵廣物成品50和中鐵廣物成品40在此可統(tǒng)稱為富鐵廣物，或富鐵廣物成品。富鐵產物成品例如可適合作為鐵或鋼精煉或處理操作中的填料，例如鼓風爐、燒結廠、電弧爐、鑄造廠、或鐵合金生產過程。富鐵產物成品的消費者可包括傳統(tǒng)生鐵和廢料處理方面的消費者。
[0035]仍參考系統(tǒng)160,從分離器88排出的非鐵部分被供給到磁鼓分離器90并且被磁分離成具有至少Ζ%的預定含鐵量的磁性部分，以及具有小于Ζ%的預定含鐵量的非磁性部分。在一個實例中，磁性部分特征在于按重量至少20%的含鐵量，例如，Z的預定值可以是20。從分離器90排出的磁性部分返回到球磨機74，用于進一步的尺寸減小和/或通過從顆粒去除非鐵爐渣材料而增加顆粒的含鐵量。非磁性部分被收集成為低鐵產物成品30，如前所述。低鐵產物成品30例如可使用在一個或更多個特種應用中，例如爆破介質、工業(yè)用吸收劑、酸性礦排水中和劑、酸性礦土地恢復、道路牽引介質、以及鹽類添加劑。用于低鐵產物成品30的其它應用可包括用于水泥和熱拌浙青的組成材料，用作石灰替代品、鐵添加劑或抗滑添加劑、農業(yè)石灰替代品、或在垃圾掩埋中作為地被材料或路面材料。
[0036]再參考圖2和3的系統(tǒng)60、160，來自篩選步驟24的第三按尺寸分類的群組顆粒被供給到可調磁分離器84中，用于磁分離成磁性部分和非磁性部分。從固定的磁分離器72排出的磁性部分可被供給到可調磁鼓分離器84中，帶有來自篩選步驟24的第三按尺寸分類的群組或者分別地作為它自己的按尺寸分類的群組。可調分離器84被配置為使得即將到來的材料被分離成具有至少Υ%的預定含鐵量的磁性部分，以及具有小于Υ%的預定含鐵量的非磁性部分，使得磁性部分的特征在于具有至少Υ%的中鐵含量。在一個實例中，磁性部分可至少具有按重量55%的總含鐵量，例如，Y的預定值可以是55。在另一個實例中，可調鼓分離器84可配置為用于分離按重量至少具有60%總含鐵量的磁性部分。磁性部分被收集成為具有至少Υ%的中鐵含量的中鐵產物成品40。中鐵產物成品40例如可適合用在一個或更多個特種應用中，例如配重材料或煤炭加工工業(yè)中的應用。從分離器84排出的非磁性部分被收集成為低鐵產物成品30。
[0037]尺寸分類步驟24和磁分離步驟26、28可被統(tǒng)稱為第二分類/分離階段，或方法10的第二階段，其中第二階段包括在步驟24將即將到來的材料尺寸分類成多個按尺寸排列的群組，以及接下來在步驟26、28將多個按尺寸分類的群組每一個磁分離成磁性部分和非磁性部分,這些術語如文中所述。
[0038]其它類型的可調磁分離器可被用在第二階段，從而實行磁分離步驟26。例如，一個或更多可調磁分離器可以是帶型分離器。在一個實例中，至少一個磁分離器80、84、86、88可以是包括可調磁陣列的磁性輸送機分離器，當給料離開輸送帶端部時磁陣列提供了在材料(例如，給料)上施加磁力的磁場，從而在給料中的磁性顆粒從輸送帶端部落下時影響它們的軌跡，使得這些顆?？杀环蛛x成為磁性部分。磁陣列的方位關于輸送帶的端部表面可調，使得在分離點處的磁力強度可變。在一個實例中，磁分離器80、84、86、88中的至少一個可配置成可調交叉帶式磁分離器，其中給料或即將到來的材料被供給在第一輸送機上，也稱作供給輸送機，其垂直于第二輸送機并且與其成特定距離，第二輸送機配置成裝有磁陣列的磁性輸送機。在供給輸送機表面(分離表面)上的具有足夠磁化率和/或含鐵量的磁性顆粒(其應被磁陣列所提供的磁場吸引)被吸引到磁性帶且被其保持，并且從磁性帶被收集成為磁性部分。磁陣列相對于供給輸送機表面的方位可調，使得由磁陣列提供的磁場強度在分離表面處被測量時可以改變，從而改變被磁性帶吸引和/或保持并且作為磁性部分被分離的顆粒的最小含鐵量。
[0039]在分離表面測量的磁場強度依賴于磁陣列的磁強度，以及磁陣列和分離表面(例如鼓或帶表面)之間的距離。隨著磁陣列退回或者與分離表面遠離，在分離表面測量的磁場強度減少，例如，變弱。在分離表面測量的相對較低強度磁場可被用于吸引具有高磁化率的顆粒，這包括可具有相對較高含鐵量的顆粒。隨著磁陣列靠近或與分離表面接近，在分離表面處的磁場強度增加，例如，變強。相對較高強度的磁場可被用于吸引具有較低磁化率的顆粒，這包括可具有相對適中的(例如中等)或更低含鐵量的顆粒。通過調整磁陣列和分離表面之間的距離，磁分離器可被調整以用于分離來自即將到來的材料的、具有預定含鐵量的磁性顆粒。因此，可調磁分離器可被調節(jié)和/或配置為用于提供分離器80、84、86以及88的不同構造，并且可配置成系統(tǒng)60的一個或更多個分離器68、70、72以及90，從而例如通過能夠將可調磁分離器配置為系統(tǒng)60中的任何一個分離器，從而為系統(tǒng)60提供顯著的靈活性，由此使維持系統(tǒng)正常運行時間所需的備用裝備的數(shù)量最小化。例如，在分離器86中磁陣列的方位可相對于適于分離高鐵含量材料的第一方為改變到使得在分離表面處的磁場強度增加的第二方位，使得在分離器88由于維修原因等不可用時，分離器86可代替分離器88用于分離具有中鐵含量的磁性部分。
[0040]在此所述的系統(tǒng)和方法的其它構造是可以的，在此提供的實例并非限制性的。在此所述的原料加工方法和系統(tǒng)例如可被應用于具有鐵或其它磁性金屬內容物的其它形式的原料或者混合料，其可包括鐵礦石、浮渣、尾料等。實例中具有+20目、負20至+40目、負20至+60目、以及負60目的按尺寸分類的群組并是限制性的。按尺寸分類的群組的數(shù)量和每一個按尺寸分類的群組的顆粒尺寸范圍可基于即將到來的材料的顆粒尺寸分布變化，從而使磁分離的效率優(yōu)化。例如，在第一分類/分離階段，在按尺寸分類步驟16中，即將到來的材料可被分離成四個按尺寸分類的群組，其可包括原料的第一篩選，以可觀地去除過大的材料，用于進一步的粉碎。第一篩選可這樣實行，例如，通過將原料穿過具有足夠尺寸的爐篦或篩選設備，從而將過大的材料保留在第四按尺寸分類的群組中。即將到來的材料的特征可在于沒有更大的顆?；蚴钦叽绶植碱w粒，使得在磁分離之前分成兩個按尺寸分類的群組就足以提供高效且有效的磁分離步驟。在第二分類/分離階段，即將到來的材料可被分離成兩個、三個、四個或更多群組，從而易于分離成具有離散范圍含鐵量和/或顆粒尺寸的副產物。
[0041]除了干式磁鼓分離器，可使用的次分離設備的類型(例如包括帶型磁分離器(包括磁輸送機)和交叉式輸送機分離器)可代替鼓型磁分離器，并且可調磁分離器可代替固定磁分離器。固定磁分離器可代替一個或更多個可調磁分離器。除了篩選以外，可使用按尺寸分類過程，例如包括空氣分類(air classificat1n)。在步驟20中，其它類型的粉碎和/或研磨設備可被用來從爐渣中釋放鐵和/或減小顆粒的尺寸，例如棒磨機、礫磨機、半自磨機、錘磨機、輥磨機、棒磨機等。該方法可包括額外的步驟，例如在第一階段按尺寸分類步驟16之前粉碎即將到來的原料，從而增加將即將到來的材料分成多個按尺寸分類的群組的分離過程和/或篩選操作的效率。來自一個操作過程的材料輸出可直接地和/或連續(xù)地供給到后續(xù)的操作過程，或者可以在一個操作過程之后被收集并且存放，然后從倉儲中取回并且被供給到后續(xù)操作中。材料可在操作過程之間被存放在收集容器中，或者在操作過程之間存放在遠處。系統(tǒng)60、160可包括用于將材料從一個操作步驟運輸?shù)搅硪粋€操作不會走或從一個設備運輸?shù)搅硪粋€設備所需要的材料處理和存放裝備(未示出，但可以理解)。材料處理和存放裝備例如可包括卡車(包括開門自卸式卡車)、大型氣動拖車、儲料倉、棚、前端裝載機、包括絲杠輸送機的輸送機、包括鏈斗升降機的升降機、箱柜、料斗、旋轉氣閘供料器、供料管等等。
[0042]已經具體描述了實施本發(fā)明的最佳方式，本發(fā)明所涉及到的熟悉本領域的技術人員將認識到在所附權利要求范圍內的實施本發(fā)明的各種可替代的設計和實施方式。
【權利要求】
1.一種用于分離爐渣材料的方法，所述方法包括: 將所述爐渣材料按尺寸分類成第一多個按尺寸分類的群組； 將所述第一多個按尺寸分類的群組中的至少一個磁分離，從而提供第一磁性部分和第一非磁性部分，其中所述第一非磁性部分是低鐵產物成品； 減少所述第一磁性部分中的爐渣材料的至少一部分的尺寸，從而提供粉碎的材料； 將所述粉碎的材料按尺寸分類成第二多個按尺寸分類的群組； 將所述第二多個按尺寸分類的群組每一個磁分離，從而提供第二磁性部分和第二非磁性部分，其中所述第二磁性部分包括富鐵產物。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述富鐵產物是高鐵產物成品。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述富鐵產物是中鐵產物成品。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中可調磁分離器用于磁分離所述第二多個按尺寸分類的群組中的至少一個。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括: 將所述第二多個按尺寸分類的群組中的至少一個的第二非磁性部分磁分離，從而提供第三磁性部分和第三非磁性部分，其中所述第三磁性部分是高鐵產物成品。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，還包括: 將所述第三非磁性部分磁分離，從而提供第四磁性部分和第四非磁性部分，其中所述第四磁性部分是中鐵產物成品。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括: 在按尺寸分類所述粉碎的材料之前，分離所述粉碎的材料，從而從所述粉碎的材料中去除細小產物，其中所述細小產物是低鐵產物成品。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中分離所述粉碎的材料包括用空氣分類器對所述粉碎的材料進行分類。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括: 將所述第一多個按尺寸分類的群組中的一個的第一磁性部分磁分離，從而提供中鐵產物成品和聞鐵廣物成品。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括: 以高溫烘干所述爐渣材料，從而釋放所述爐渣材料中的含鐵顆粒。
11.一種用于分離爐渣材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 至少一個按尺寸分類設備，其配置用于將爐渣材料分離成多個按尺寸分類的群組； 至少一個磁分離器，其配置用于將爐渣材料分離成磁性部分和非磁性部分；以及 尺寸減小設備，其配置用于減小所述爐渣材料的尺寸； 其中所述至少一個尺寸分類設備、至少一個磁性分離器、以及至少一個尺寸減小設備進一步配置為: 在第一階段，將爐渣材料按尺寸分類成第一多個按尺寸分類的群組，并且利用至少一個磁分離器將第一多個按尺寸分類的群組中的至少一個磁分離，從而提供第一磁性部分和第一非磁性部分，其中所述第一非磁性部分是低鐵產物成品； 利用尺寸減小設備使所述第一磁性部分的至少一部分的爐渣材料的尺寸減小，從而給第二階段提供粉碎的材料；以及 在所述第二階段，將所述粉碎的材料按尺寸分類成第二多個按尺寸分類的群組，并且利用至少一個磁分離器將所述第二多個按尺寸分類的群組每一個磁分離，從而提供第二磁性部分和第二非磁性部分，其中所述第二磁性部分包括富鐵產物。
12.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，還包括: 空氣分類器，其配置用于從所述粉碎的材料中分離細小材料。
13.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，還包括: 干燥機，其配置用于將所述爐渣材料加熱至高溫，從而釋放所述爐渣材料中的含鐵顆粒。
14.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中: 在所述第一階段，所述至少一個磁分離器配置成固定的永磁分離器；以及 在所述第二階段，所述至少一個磁分離器配置成可調的磁分離器。
15.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個磁分離器配置成永磁鼓式分離器。
【文檔編號】B03C1/30GK104245144SQ201380020339
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年2月14日 優(yōu)先權日:2012年3月19日
【發(fā)明者】D.E.基頓, K.P.馬賽蘭特, L.I.馬賽蘭特 申請人:美國中部壓力噴漿股份有限公司