WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

При определении восстановимости термобрикеты с торфом вели себя неодинаково. В печи сопротивления с графитовым нагревателем в атмосфере очищенного азота (до 1500 °С) не рассыпались и хорошо восстанавливались (через 4.5 мин - 94-98 %), а в атмосфере аргона (до 1050-1100 °С) - резко сни- жалась прочность и определить их восстановимость не представлялось возмож- ным. Высокая прочность термобрикетов при температурах восстановления в атмосфере очищенного азота объясняется быстрым образованием прочного ме- таллического каркаса, толщина которого с подъемом температуры восстанов- ления постепенно увеличивается. Это подтверждается фронтально-слоевым ме- ханизмом восстановления термобрикетов, т.е. реакционная зона, в которой от- сутствует градиент концентрации реагентов, постепенно продвигается от пери- ферии к центральным слоям брикетов.

Восстановленные термобрикеты являются не пирофорным материалом и могут охлаждаться на воздухе, так как выделяющийся оксид углерода и газы пиролиза предохраняют их от вторичного окисления. Было исследовано и уча- стие пиролизного газа в процессах восстановления термобрикетов, так как при низком исходном отношении ( СТВ /Железо(ОБЩ))- 0.151-0.219) достигались высо- кие степени восстановления, ранее было установлено, что верховые торфа раз- личной степени разложения при температуре 900°С и выше являются эффек- тивными вос станови телями. Газы пиролиза торфа при темп ературах 900- степенно переходит в СО (СО2+С=2СО) и одновременно реагирует с оксидами железа. Это подтверждает также предположение, что газы пиролиза и сажистый углерод компенсирует недостаток восстановителя — твердого углерода торфа.

Процесс термобрикетирования может быть осуществлен и несколько в ином режиме. Например, мелкозернистую руду или ЖСО можно использовать в качестве теплоносителя, нагревая их до более высоких температур (до 500- 600°С), а связующее -восстановитель - до более низких (до 90=120°С) с таки м расчетом, чтобы температура смешанной шихты соответствовала температуре перехода восстановителя в пластическое состояние. Температура рудной части шихты для основных видов торфа — восстановителя должна составлять при- мерно 450-500°С, для углей — 550-600°С, в составе шихты и ее гранулометриче- ского состава. В тех случаях, когда необходимо получать термобрикеты повы- шенной прочности и пористости, может быть рекомендована их термическая обработка, но для каждого вида шихты, составляющей термобрикеты, парамет- ры их обработки должны выбираться экспериментальным путем.

Предложен способ переработки шлама в брикеты. Шлам подвергают обезвоживанию, сушке до 2-15 % влаги, сухую пыль и прокатную окалину смешивают с 1-5 % коксовой мелочи или 0.5-5 % измельченного угля. Преду- смотрена возможность добавки органического связующего, сме сь увлажняют до содержания 8-14 % воды, изготавливают брикеты, которые упрочняются при естественном вылеживании на воздухе или путем обработки паром. Брике- ты с твердым топливом загружают в электропечь.

1.7. Удаление примесей Основной проблемой при использовании металлургических пылей явля- ется повышенное содержание в них цинка, свинца, особенно в связи с расши - ренным использованием оцинкованного скрапа в кислородно-конвертерном производстве.

Над проблемами очистки ЖС пылей от цинка и свинца, их утилизации и использования работают во многих странах мира, но решают эти задачи по- разному. Общие решения относятся только к пылям, которые рекомендуют ис- пользовать в составе аглошихты и в других металлургических переделах.

Прямое использование ЖСО затруднено из-за повышенного содержания в них цинка, свинца и щелочных металлов. Повышенное содержание этих ме- таллов снижает стойкость футеровки доменных печей, приводит к разрушению агломерата, окатышей и кокса, из-за чего резко ухудшаются газодинамические условия процесса и снижается производительность доменных печей.

менных газоочисток.

Поведению цинка в доменном процессе и его влиянию на состояние печей посвящены различные исследования. На основе исследований УралНИИчерме- та и Липецкого металлургического комбината (ЛМК) сформулированы сле- дующие выводы:

1) существует зона циркуляции цинка в рабочем пространстве доменных пе- чей, причем содержание цинка в этой зоне в десятки раз превышает его кон- центрацию в исходных шихтовых материалах;

2) цинк может о казывать значит ельное влияние на состояние огнеупорной кладки;

3) удаление цинка их печи с чугуном и шлаком при нормальном ее ходе неве- лико;

4) основная масса цинка (до 90-95 %) удаляется через колошник с газом и др.

Предложена гипотеза, объясняющая механизм образования настылей и рас- пределение цинка, отлагающегося в кладке по высоте печи. Для предотвраще- ния или уменьшения образования настылей в доменных печах рекомендуется создават ь на периферии шахты тер модинамичес кие условия, исключающие возникновение жидкой фазы, — снижение температуры колошникового газа и понижение в нем содержания CО2. Вредное воздействие цинка на ход и состоя- ние доменных печей можно существенно снизить выведением из оборота цин- ксодержащих металлургических шламов, что уменьшает поступление цинка в доменные печи с шихтой на 55-60 %.

В институте «Уралмеханобр» разработан процесс обесцинковывания шла- мов в центробежном поле гидроциклона (уменьшение количества цинка более чем в 4-4.5 раза).

В США предложено несколько способов выделения и утилизации ценных цветных металлов из металлургических пылей (цинка и свинца). Один из таких процессов основан на различии в твердости, хрупкости и других свойствах со- единений цинка, свинца и железа. Пыль, выходящая из металлургических пе- чей, осаждается последовательно в электрофильтрах, а затем в скрубберах мок- рой очистки и после удаления части влаги — направляется в дробилку, где про- исходит селективное дробление. Конечный мелкий продукт состоит в основном из соединений цинка и свинца, а более крупный - в основном из оксида железа (III). Для разделения материалов по крупности применяют специальные ваку- умные сепараторы, в которых осаждаются более мелкие частицы; крупные на- правляются в фильтр-прессы, затем на сушку, агломерацию и возвращаются в металлургический передел. Осевшие частицы цветных металлов из сепараторов направляются на повторное использование.

ются, образуя агломерат. Оксиды свинца и цинка восстанавливаются углем и возгоняются, а затем утилизируются из возгонов.

Для удаления оксида цинка из колошниковой пыли ее смешивают с отрабо- танным травильным раствором. При этом большая часть ZnO раст воряется, превращаясь в хлорид и сульфат цинка. Нерастворимый осадок оксида железа и менее 0.5 % (масс.) ZnO затем используют в шихте для окусковывания.

Серии опытов с выщелачиванием водными растворами различных кислот (серная, азотная, уксусная и др.) показали, что водные растворы серной кисло- ты способны растворять практически весь цинк колошниковой пыли, но только при определенном его содержании (около 120 г/л). При меньше м содержании снижается растворение цинка и активируется нежелательное растворение желе- за. Водный раствор уксусной кислоты (250г/л) переводит в раствор 75 % цинка, 90 % свинца и легко регенерируется. Большие перспективы имеет двухступен- чатый процесс выщелачивания, в котором на первом этапе водным раствором уксусной кислоты экстрагируется свинец, а на втором - водой выщелачивается цинк.

В ФРГ был разработан совершенно иной процесс переработки и утилизации пылей из электрофильтров металлургических печей. Пыль из электрофильтров непрерывно подается в бассейн с водой, куда вводится щелочь (едкий натр), до- зируемая таким образом, чтобы рН = 9.3-9.8. В этих условиях растворимые со- ли цинка и свинца переходят в нерастворимые соединения. Полученная гомо- генная суспензия перекачивается в смеситель, разбавляется водой (1:2) и ее рН доводится до 8.7-9.0 введением дополнительно едкого натра. После осветления (30-60 мин) и обезвоживания шлама в фильтр-прессе образуется кек (влажность 40 %), в котором содержится 25-35 % цинка и 8-12 % свинца, используемый на заводе цветной металлургии.

Представляет интерес экономичная технология обезвоживания шлама, осно- ванная на его саморазогреве при частичном окислении на воздухе. При этом влажность шлама снижается с 28 до 12 %.

В Чехии при производстве окатышей из шламов влажность снижают добав- лением негашеной извести. Смесь извести со шламом вылеживается до полного гашения извести (влажность снижаетс я с 35 до 12-15 %).

2. ПРОБ ЛЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬ ЗОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХ ОДОВ Во всех металлургических переделах образуется значительное количество пылей, которые необходимо улавливать и утилизировать с целью извлечения мой при использовании металлургических пылей является повышенное содер- жание в них цинка, свинца, особенно в связи с рас ширенным использованием оцинкованного скрапа в кислородно-конвертерном производстве.

В настоящее время используется большая часть колошниковой пыли, шламов фабрик окомковы вания, агломерационных фабрик и часть пылей и шламов систем газоочисток доменных и сталеплавильных цехов. Значительная же доля этих шламов газоочистки с высоким содержанием железа (до 50-60 %), а также цинка и свинца, поступает в шламонакопители и не перерабатывается.

Проблема использования шламов затрудняется та кже из-за не стабильности их химического и гранулометрического составов и высокой влажности, что при любом способе утилизации вызывает необходимость их предварительной суш- ки.

Кроме оксидов железа, цинка и свинца, пыли и шламы содержат оксиды марганца, магния, кальция, а некоторые, кроме того, оксиды хрома, никеля, кадмия и других металлов. Эти примеси можно отделить от железосодержащей части, утилизировать и использовать. По имеющимся данным, это целесооб- разно осуществлять тогда, когда содержание таких металлов сравнительно ве- лико и процессы их выделения не сопровождаются большими затратами.

Над проблемами очистки ЖС пылей от цинка и свинца, их утилизации и использования работают во многих странах мира, но решают эти задачи по- разному. Общие решения относятся только к пылям, которые рекомендуют ис- пользовать в составе аглошихты и в других металлургических переделах.

При переработке железорудного сырья на предприятиях образуется большое количество различных ЖСО: пылей и шламов газоочистных сооруже- ний, окалины, сварочного шлака, отсевов окатышей и агломерата, В больших количествах накапливаются также шламы и пыли систем газоочистки ферро- сплавных заводов и цехов. Утилизации подвергаются и отсевы извести (ка к правило, фракции 0-10 мм). Кроме того, в отвалах металлургических предпри- ятий скапливаются запасы ЖСО, разбавленных золами ТЭЦ и хвостами угле- обогатительных фабрик, которые практически не используются. Для извлече- ния дополнительного количества железа из шламов разработано несколько тех- нологических операций, в которых предусматривается их магнитная сепарация.

Анализ результатов исследований с магнитной сепарацией и перечисткой ”хвостов” показал, что полученный магнитный концентрат пригоден для ис- пользования в аглошихте. Недостаточно полная утилизация шламов приводит к уменьшению содержания железа в доменной шихте, снижению производитель- ности доменных печей и увеличению расхода кокса.

Особое место занимают пыли и шламы ферросплавного производства.

Отходящие газы закрытых ферросплавных печей очищают, как правило, в ус- выбросы ее составляют около 20 т/сутки от одной печи. Более полное извлече- ние ценных компонентов из пылей и шламов газоочистки ферросплавных печей достигается путем их повторного использования или включения в шихту раз- личных отходов (пыль, шлам, мелочь ферросплавов и т.д.). Пыль ферросплав- ных печей состоит главным образом из аморфного диоксида кремния, который нашел широкое применение в металлургии. Наиболее эффективным способом утилизации пылеватых отходов и мелкой марганцевой руды является агломера- ция, а для хромовых отходов - окомковывание и брикетирование. Окусковыва- ние отходов не только позволяет обеспечивать дополнительные ресурсы метал- лов и охрану окружающей среды, но и, как правило, стабилизировать работу электроферросплавных печей.

В настоящее время в России утилизируется 80% ЖСО, однако, если ко- лошниковая пыль, окалина, сварочный шлак, отсевы агломерата и окатышей используются практически полностью, то железосодержащие шламы — только на 53 %. В связи с этим основной проблемой черной металлургии является пол- ная утилизация ЖС шламов (ЖСШ).

Основными критериями пригодности ЖС к применению в производстве металла являетс я их химический состав и влажность, определяющая их сыпу- честь, транспортабельность, возможность дозирования и перегрузок шламов в технологическом цикле аглофабрики, способность свободно распределяться в массе агломерационной шихты. Оценка спекаемости ЖСШ предприятий пол- ного металлургического цикла показала, что для большинства предприятий технологически допустим высокий (до 120-200 кг/т агломерата) расход подго- товленных сыпучих шламов, превышающие их предельные значения на заводе.

Полная утилизация шламов в условиях агломерационных фабрик не ухудшает технологические показатели производства и качество агломерата.

Результаты химических анализов ЖСШ текущего выхода от отдельных переделов металлургических предприятий показали, что основная масса шла- мов и пылей агломерационного, доменного и сталеплавильного производств содержит от 45 до 70 % железа с учетом повышенного содержания оксида кальция, оксида магния, марганца и углерода по сравнению с исходным желе- зорудным сырьем, Содержание кремнезема в шламах составляет от 1 -2 (стале - плавильное производство) до 8-10 % (агломерационное и доменное производ- ства); серы - 0.2-0.7 %; фосфора -0.02-00.06 %.

На Челябинском металлургическом комбинате осуществлена утилизация шламов доменного, конвертерного и мартеновских шламов и части шламов электросталеплавильного производства. С учетом конвертерного шлака (желе- зо= 5-20 %) на комбинате ежегодно образуется около 1.5 млн. т ЖСО. Наи- большая доля в отходах приходится на колошниковую пыль, конверторный ность 10 %) на аглофабрику. Использование шламов осложняется нестабильно- стью их химического и гранулометрического составов, что связано с разработ- кой оптимальной технологии для каждого конкретного случая. В результате ис- следований было установлено, что для различных агломерационных руд добав- ка шлама в количестве 40-60 кг/т агломерата повышает производительность ус- тановок на 3-7.5% и улучшает качество агломерата.

Внедрение технологии подготовки шламов и пыли к спеканию агломерата позволило довести их расход без учета окалины первичных отстойников про- катных цехов до 200 кг/т агломерата. Однако полное использование шламов сдерживается из-за высокого содержания в них цинка: в конвертерном шламе - около 1 %, в шламах газоочисток доменных печей, мартеновского и электро- сталеплавильного цехов - 0.4-0.6 %. Поэтому в агломерате Челябинского ме- таллургического комбината содержится 0.05-0.06 % цинка. Применение такого агломерата приводит к образованию настылей и гарнисажа, что ухудшает рабо- ту доменных печей. Для уменьшения поступления цинка в печь рекомендуется периодически выводить шламы из аглошихты.

3. ШЛАМЫ ГАЗООЧ ИСТНЫХ И СА НТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ Главным источником образования шламов в черной металлургии являют- ся основные технологические агрегаты металлургического производства: агло- мерационные машины, доменные и сталеплавильные печи. Газоочистные и сантехнические агрегаты, в которых проводится очистка технологических га- зов, довольно разнообразны, а следовательно, и образующиеся шламы отлича- ются по своим химическим и физико-механическим свойствам.

Шламы и пыль газоочистных и сантехнических устройств представляют собой остатки сырья и продуктов его переработки, возникающие в процессах металлургического производства.

Номенклатура шламов:

- шламы агломерационных фабрик;

- шламы доменного производства:

- газоочисток доменных печей;

- подбункерных помещений доменных печей;

- шламы газоочисток мартеновских печей:

- шламы газоочисток конвертеров;

- шламы газоочисток электросталеплавильных печей.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.