WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

ся для доочистки на батарейные циклоны, скрубберы мокрой очистки или тру- бы Вентури. До 90-95 % шламов и пыли образуется при удалении пыли из пы- левых мешков газовых коллекторов и вентиляционных систем, аппаратов сухой и мокрой очистки отходящих газов, при гидравлической уборке помещений и промывке трубопроводов, Остальные 5-10 % шлама поступает от других отде- лений агломерационных фабрик: корпусов подготовки шихты, обжига извест- няка, складов, вагоноопрокидывателей и т.п., где источниками образования шламов являютс я главным образом вентиляционные системы, рассыпанные шихтовые материалы и отложения пыли на стенах и оборудовании. Шламы от очистки и промывки оборудования и трубопроводов, а также гидравлической уборки помещений поступают в систему периодически и неравномерно.

Шламы агломерационных фабрик принадлежат к группе относительно богатых железом, по основным химическим компонентам они близки к агломе- рационной шихте (табл.1). Плотность шламов аглофабрик 3.6-4.0 г/см3. Они от- личаются полидисперсным соста вом: в них вс тречаютс я крупные частицы (свыше 2.5 мм) и мелочь (меньше 0.008 мм) (табл.2).

Оптимальная для утилизации влажность шламов 8-9 %. Механиче- ские методы обезвоживания шламов - фильтрование и центрифугирование - обеспечивают влажность шламов 15-20 %. Дальнейшее уменьшение влажности обычно достигается термической сушкой в сушильных барабанах. Понижения влажности после механического обезвоживания можно также добиться смеши- ванием его с сухими железосодержащими продуктами (горячим возвратом аг- лофабрик, колошниковой пылью) и негашеной известью (в том числе отходами извести с обжиговых печей), которые имеются на металлургических заводах.

Шламы Элементы и Шламы Шламы мар- Шламы га- агломерацион- соединения газоочи- теновских зоочисток ных фабрик сток до- печей конвертеров менных печей Железо общее 47.38- 51.30 36.5 56.78 63.Железо приведен- 60.70 61.58.30-60.79.69 72.ное 52.6-56.51 - Оксид железа (III) 1.35 16.13.60-15.12 - Оксид железа (II) 7.86-11.77 5.4 1.32 3.Оксид кальция 4.42-4.71 7.5 2.15 2.Оксид кремния 0.99-1.31 1.6 0.67 0.Оксид алюминия 2.86-3.12 0.13 2.97 0.Оксид магния 0.09-0.10 0.14 0.29 0.Оксид калия 0.05-0.06 0.09 0.20 0.Оксид натрия 9.53-11.63 - 2.81 2.П.п.п. 0.31-0.37 0.25 0.06 0.Оксид титана (IV) 0.19-0.22 0.10 1.24 1.Марганец 0.036-0.038 0.23 0.08 0.Фосфор 0.024-0.036 - 0.25 0.Оксид хрома (III) 0.045-0.046 0.006 0.Оксид ванадия (V) 0.24-0.38 0.60 0.81 0.Сера общая 0.60-0.95 0.17 - - Оксид серы (VI) 0.002 0.53 - - Сера сульфидная 0.005 - 0.01 0.Оксид бария 0.017-0.079 - - 0.Никель 0.02 0.016 0.19 0.Меда 0.06-0.36 3.80 - 0.Цинк ц 0.02-0.10 0.026 1.15 0.Свине <0.002 - - менее 0.Молибден <0.01 н/об н.. - 0.Сурьма - н/обн. 0.006 0.Мышьяк 5.08-5.58 26.10 0.68 1.Углерод общий 3.75-3.87 23.60 0.63 0.Углерод твердый - 0.07 0.Фтор - 0.13 0.- Хлор 3.2. Отходы доменного производства 3.2.1. Шламы газоочисток доменных печей Шлам газоочисток доменных печей образуется при мокрой очистке до- менных газов. В процессе мокрой очистки газа твердые частицы, содержащиеся в газе, захватываются водой, образуя сточные воды, Химический состав домен- Таблица Гранулометрический состав отходов черной металлургии (масс. в %) Класс Шламы Шламы Шламы мар- Шламы крупности агломераци- газоочисток теновских газоочисток онных фаб- доменных печей конвертеров рик печей >2.5 6.8-9.3 0.2 0.1 0.1.6-2.5 2.9-3.2 0.1 0.1 0.1.0-1.6 2.4-3.2 0.4 0.1 0.0.63-1.0 2.0-2.7 0.9 9.4 0.0.315-0.63 3.8-6.0 2.5 17.6 31.0.16-0.315 7.5-12.2 1.7 7.3 11.0.10-0.16 8.5-11.6 1.3 2.7 6.0.063-0.10 15.9-16.1 2.5 2.2 5.0.05-0.063 7.2-8.2 3.5 1.8 1.0.032-0.050 17.6-23.8 14.4 9.7 6.0.016-0.032 5.1-9.3 36.8 5.4 7.0.008-0.016 3.3-4.0 17.5 7.4 9.менее 0.008 2.4-5.0 18.2 36.2 17.В настоящее время основным направлением использования шламов до- менных газоочисток является добавка их к агломерационной шихте. Однако уровень использования этих шламов низок. Это связано либо с недостаточно высокой массовой долей железа, либо с повышенной массовой долей цинка или других цветных металлов, что отрицательно сказывается на протекании метал- лургических (в частности, доменного) процессов.

ЖСО при использовании в доменном или сталеплавильном производст- вах, кроме обезвоживания, необходимо еще и окусковыватъ. Проблема окуско- вывания шламов достаточно сложна и не имеет пока универсального решения.

3.2.2. Шламы подбункерных помещений доменных печей Шламы подбункерных помещений образуются при гидравлической убор- ке просыпи с полов подбункерных помещений. Другим источником шламов яв- ляются аспирационные установки подбункерных помещений. Составными час- тями являются элементы доменной шихты, главным образом агломерат, известь и кокос. По химическому составу они подобны шламам агломерационных фаб- рик - в них присутствуют все компоненты агломерационной шихты в (масс.%):

ные и также схожи со шламами агломерационных фабрик (табл.4):

Таблица Шламы подбункерных помещений Фракции, мм Содержание, % >3 0.-10.3.2 0-5.2.1 1.0-7.1.0-0.5 1.5-5.0.5-0.25 5.9-10.0.25-0.1 5.0-20.0.1-0.063 20.0-45.<0.063 2.0-36.Плотность шламов подбункерных помещений доменных печей 3.5-4.5 г/ см3. Эти шламы наиболее сложны для учета, так как часть их образуется нерав- номерно, Для ряда металлургических заводов известны лишь ориентировочные объемы образования и использования шламов. Большинство используемых проходит обработку в горизонтальных отстойниках и на дренажных площад- ках, а затем направляются на рудные дворы аглофабрик.

Благоприятный в большинстве случаев химический состав шламов под- бункерных помещений позволяет использовать эти шламы наряду со шламами аглофабрик как добавку к аглошихте. В настоящее время это практически един- ственное направление утилизации.

З.2.3. Отходы сталеплавильного производства 3.2.3.1. Шламы газоочисток мартеновских печей Запыленность газов перед газоочисткой 2-10 г/см3. Обычно для очистки применяются две основные схемы: гидромеханическая с трубами Вентури и электростатическая в электрофильтрах. В большинстве случаях используется мокрая очистка, а после сухой очистки пыль обычно удаляется гидротранспор- том. Мартеновские шламы являются наиболее богатыми по содержанию желе- Высокое содержание железа в мартеновских шла мах определяет их большую плотность - 4.5-5.0 г/ см3; мартеновский шлам — один из наиболее вы- сокодисперсных шламов металлургического производства (табл. 2), что значи- тельно усложняет подготовку их к утилизации: у них плохие седиментацион- ные и фильтрационные свойства. Вследствие этого технологические схемы подготовки мартеновских шламов, включающие те же основные процессы - сгущение, обезвоживание, сушку, несколько отличаются от схем подготовки для других шламов. Механическое обезвоживание этих шламов ведется в од- ном аппарате без предварительной классификации из-за достаточно узкого ин- тервала крупности частиц, причем вместо вакуум-фильтров применяются фильтр-прессы, так как в ряде случаев удовлетворительная степень обезвожи- вания под вакуумом не достигается. Однако, учитывая, что мартеновский шлам будет использоваться вмес те с другими ЖСО в шихте аглофабрики, его подго- товка в большинстве случаев будет осуществляться в общих корпусах подго- товки ЖСО.

Высокая массовая доля железа в мартеновских шламах делает их особен- но ценным сырьем для использования в сталеплавильном производстве. Вместе с тем, ка к и в доменных и конвертерных шламах, здесь не решены проблемы окусковывания, удаления вредных примесей, кроме того, проблемой эффектив- ного обезвоживания этих шламов.

3.2.3.2. Шламы газоочисток конвертеров Отходящие конвертерные газы выносят много пыли — 10-30 г/см3, в отдельных случаях до 60 г/см3. Вследствие этого конвертеры с верхней поддувкой кислородом, как правило, оборудованы газоочистными устройствами. Для очи- стки конвертерных газов применяют мокрые методы.

Шламы конвертерных газоочисток относят обычно к богатым или отно- сительно богатым железом. Их химический состав приведен в табл. 1.

Дисперсность конвертерных шламов достаточно высока, хотя в отдель- ных случаях в шламе содержатся и крупные частицы (табл.2). Плотность кон- вертерных шламов — между 3.5 и 5.0 г/см3. Удельный выход лежит в интервале 1-3 %.

При охлаждении ломом количество пыли в 1.3-1.7 раза больше, чем при охлаждении рудой. Кроме того, на удельный выход пыли влияет содержание углерода в металле: с его повышением выход пыли увеличивается. Концентра- ция пыли в момент подачи сыпучих материалов может возрастать в 5-6 раз.

Основным методом использования шламов газоочисток конвертеров яв- ляется добавка их к агломерационной шихте. Для утилизации на аглофабрике конвертерный шлам должен быть предварительно обезвожен. В настоящее вре- мя наиболее рациональной схемой обезвоживания является схема, предусмат- ривающая сгущение шламовой пульпы в радиальных сгустителях, фильтрова- ние на вакуум-фильтрах и сушку в сушильных барабанах.

3.2.3.3. Шламы газоочисток электросталеплавнльных печей Высококачес твенные ст али выпла вляют ся преи му щес твенно в электрических печах, причем основное количество электростали производится в дуговых печах. Эти печи отличаются большими выбросами твердых веществ.

Практически все электропечи оборудованы газоочистками мокрого типа, при правильной эксплуатации они обеспечивают эффективную очистку отхо- дящих газов.

Состав шламов газоочисток электросталеплавильных печей изменяется в довольно широких пределах в зависимости от марок выплавляемых сталей. Их усредненный химический состав (в масс. %) представлен следующим образом:

Железо 30.0-55.0; оксид кремния (IV) 2.0-12.0; оксид алюминия 0.3-10.0;

оксид магния 5.0-27.0; оксид кальция 1.5-17.0; оксид марганца (II) 1.5-5.5;

фосфор 0.02-0.25, сера общая 0.02-0.5; хром до 10.0; никель до 8.0; цинк до 2.0;

свинец до 1.0.

Плотность шламов газоочисток электропечей лежит в интервале 3.0-4.г/см3; они отличаются также большим количеством мелких фракций (табл.5):

Таблица Гранулометрический состав шламов Фракции, мм Массовая доля, % >0.25 0-4.0.25-0.10 0.1-2.0.1-0.005 2.5-8.0.005-0.01 15.0-40.0.01-0.005 20.0-40.<0.005 20.0-40.Удельный выход шлама электропечей меняется в широких пределах - от 0.5 до 7.5 %, на него влияет ряд факторов: состав шихты, интенсивность подсо- са воздуха в рабочее пространство печи, применение кислорода для продувки, емкость печи.

Проблема использования шлама электропечей является одной их самых трудных вследствие колебаний его химического состава, низкой массовой доли железа, наличия примесей цветных металлов, высокой дисперсности. В отдель- ных случаях после обработки в смеси с другими видами ЖСО шламы исполь- зуют в качестве добавки к агломерационной шихте.

Обычно подготовка шлама электропечей осуществляется совместно с другими видами шламов. В тех случаях, когда обезвоживается только электро- сталеплавильный шлам, применяются те же схемы обезвоживания с включени- ем фильтр-прессов, что и для мартеновских шламов.

Таблица Данные об образовании и использовании шламов в 1985-1990 гг. (в тыс. т) Шламы Коэффици- Не будет Образу- Будет ис- ент исполь- использо- зования от- вано ется пользовано ходов за год за год Шламы газоочи- 175.0 70.0 0.40 105.сток доменных печей - Шламы газоочи- 55.0 55.0 1.сток мартенов- ских печей Шламы газоочи- 105.105.0 1.0 - сток конвертеров Шламы газоочи- 5.5.0 1.- сток электроста- леплавильных печей 3.2.4. Утилизация шламов Предложен способ получения железного порошка из конвертерной пыли, содержащей 70 % смешанных оксидов железа, 27 % железа, остальное - оксиды кремния, кальция и другие примеси. Пыль из мокрых пылеуловителей направ- ляют на классификацию, где содержание фракции - 44 мкм снижаетс я с 50 до 30 %. Надситовый продукт подвергают мокрому размолу, вновь подвергают си- товой классификации и (или) магнитной сепарации с целью концентрации же- лезосоставляющей. Концентрат подвергают обезуглероживающему обжигу в семи с оксидом железа (III) при 1000 °С.

Для получения недорогого, особо тонкого железного порошка высокой чистоты, сравнимого по свойствам с распыленным железным порошком, ис- пользуют богатый железом концентрат, образующийся при получении стали в конвертерах. Концентрат сушат до влажности менее 3 %, охлаждают до темпе- ратуры не выше -80 °С жидким азотом или подобным хладагентом, размалы- вают в атмосфере нейтрального газа (аргон). Полученный порошок подвергает- ся ситовому рассеву для удаления оксидов железа. В результате получают по- рошок с содержанием железа не менее 97 %.

Предложен способ утилизации пылей очистки дымовых выбросов метал- лургических заводов. Пыль, содержащую 53-61 % железа в основном в виде ок- сида железа (III), подвергали магнитной сепарации, после чего содержание же- леза возрастало до 55-67 %. Обогащенный железный продукт восстанавливали в атмосфере водорода при 900 °С, получая порошки с содержанием железа до 95.8 % и средним размером частиц до 40 мкм.

Показана возможность использования вывозимой на свалку циклонной пыли, образующейся в процессе получения железного порошка методом ком- бинированного восстановления окалины, в составе шихты, подаваемой на опе- рацию восстановления. Добавка 8% пыли (вместо того же количества возврат- ного железного порошка или чугунной стружки) позволили получить дополни- тельно 360-400 т/г порошка.

Среди ЖСО одними из технологичных являются шламы подшипниковой стали ШХ15.

4. АНАЛИЗ ИСПОЛЬ ЗОВАНИЯ ЖСС В ПРОЦЕССАХ ПРОМЫШЛЕННОГО РЕЦИКЛИНГА Анализ техногенных отходов металлургических процессов ОАО «Север- сталь» позволил установить, в частности, что при подготовке и осуществлении агломерационного процесса изымается из производства и теряется в сутки в виде мелкодисперсной пыли до 300 тонн доломита, 150 тонн известняка (по данным 1998 г.). Причем, присутствуют также значительные потери (на уровне 20% от общей массы) доломита в виде отсева на транспортных операциях гру- зоперевозок от карьера до комбината.

Таким образом, рециклинг доломита в технологическом процессе произ- водства стали позволяет существенно повысить эффективность производствен- ного цикла [6].

Применяемые в качест ве флюса мягкие карбонатные породы (известь, доломит) образуют при обжиге до 30% мелкой фракции (менее 10мкм). Ис- пользование такого материала в ст алеплавильном производстве не возможно без его утилизации посредством брикетирования.

В результате проводимых совместных работ с ОАО «Северсталь» опре- делены необходимые условия получения структурнооднородной смеси на ос- нове тонкодисперсных отходов доломита с использованием широкой гаммы жидких связующих сред (ЖСС).

Выбор вида связующего определялся следующими технологическими ус- ловиями: а) отвердевание без нагрева при выдержке на воздухе; б) высокая прочность и низкая хрупкость брикета; в) минимальная работа уплотнения при обеспечении требуемой прочности брикета; г) легкое извлечение брикетов из прессформ.

Было предложено использование ЖСС, относящихся к системе щелочных силикатов и не имеющих недостатков присущих жидким самотвердеющим сре- дам на основе синтетических смол: ухудшение экологической безопасности, высокая стоимость и др.

Было пр едлож ено использовать в кач е ст ве ЖС С - жидкое ст е к- ло, обладающее всеми свойствами коллоидных растворов (силикат натрия — Na2On SiO2; силикат кальция - Ca2On SiO2), определяющих нетоксичность, доступность, низкую стоимость. Основным свойством жидкого стекла является его способность постеп енно отвердевать на воздухе, образуя прочные структуры.

Параметры целесообразности и возможности использования жидкого стекла в качестве связующего приведены в следующих расчетах:

1) Завалка = металл — 90% масс. доли (чугун + металлолом) + флюс — 10% масс. доли (известняк + доломит).

2) Флюс содержит до 30% масс. доли доломита (от общей ма ссы флюса), из которого доля повторно получаемых брикетов, имеющих 8 своем составе жид- кое стекло, не превышает 10% масс. доли (от общей массы доломита во флю- се).

3) Таки м образом, на долю брикетов доломита, имеющего в свое м сост аве ЖСС, приходится: а) общее количество всего доломита - 3,5% масс. доли за- валки; б) общее количество брикетов доломита с ЖСС — 0,35% масс. доли об- щей завалки.

4) Было предложено использование натриевого жидкого стекла модулем М = 2,5...2,7; плотностью 1,35...1,45 г/см3.

5) В 0,35% масс. доли брикетов от массы завалки находится до 5% масс. доли жидкого стекла.

6) Расчетная масса брикетов доломита с ЖСС:

1000 кг. завалки — 99,65% X кг. брикетов с ЖСС — 0,35% 0,35 Тогда X = mбр соответствует по массе: = = 3,5кг.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 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.