Способ получения металлизованного продукта из железосодержащих отходов

(ц 891791 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТИ Н ИЯ.(51)М. Кл. С 22 В 1/16 тосударстеенный комитет СССР оо делам изабретений и открытий(72) Авторы изобретения Московский орденд Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗОВАННОГОПРОДУКТА ИЗ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ Изобретение относится к металлургиИ,в частности к подготовке сырья, переплавляемого в тепловых агрегатах металлургических цехов.Известно техническое решение, направленное на производство металлизованного продукта из железосодержаших отходов различных металлургических переделов,Способ заключается в том, что смесьобезвоженных шлемов и пыли, образующихся при производстве агломерата, чугуна и стали окомковывают до полученияокатышей диаметром 10-,15 мм. Предварительно упрочненные путем тепловой обработки окатыши в смеси с подогретымуглом или коксовой мелочью подают навосстановление во вращающуюся печь.Восстановление в печи производят при-1200 С, Металлизованные окатыши поступают в шихту доменных печей или кислородных конверторов 13Недостатками известного способа являются невысокая степень восстановления 2окатышей, необходимость глубокой сушкишламов и предварительной подсушки окатышей, высокий расход твердого восстановителя.Наиболее близким к изобретению по,технической. сущности является способполучения металлизованных окатышей иэжелезосодержашнх отходов производствачерной металлургии, заключающийся втом, что смесь конверторного и доменного шлама предварительно обеэвоживаютв сгустителях до 24-30%; высушивают,а затем смешивают с колошниковой агломерационной пылью и бентонитом, Послепредварительного увлажнения смесь оком"ковывают в окатыши крупностью 10-14 мм.Окатыши подвергают сушке на решеткеотходящими газами, восстанавливают вовращающейся печи твердым восстановителем, загружаемым в печь вместе с окатыщами. Продукт крупностью более Бммиспользуют в шихте доменных печей, менее 5 мм в агломерационном производст.ве еСтепень металлиэации окатышей прирасходе углеродсодержащего восстановителя около 380 кг/т составляет 65%.Прочность металлизованных окатышейкрупностью 12 мм составляет 100 кг/окатыш 2 ).Недостатком известного. способа являются низкая скорость и степень восстановления окатышей, вследствие пассивацииповерхности шламовых. частиц оболочкой 1 Огидратированных солей кальция, высокийрасход твердого топлива и высокие эксплуатационные затраты.Цель изобретения - повышение степени металлизации и экономия твердого 15топлива,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения металлиэованного продукта из железосодержащих отходов, включающему обезвоживание, рошлама до получения шламовой суспензиивлажностью 24-30% и последующее восстановление твердым топливом, перед .смешиванием с твердым топливом рН шламовой суспензии доводят до 7,0-7,5, 2 ЗСущество изобретения заключается в.необходимости растворения пассивирующейизвестковой оболочки, покрывающей зерна шлама и перевод содержащихся в нейсолей кальция в раствор. 30В настоящее время гидроудаление пыли из газоочисток аглофабрик, доменныхи сталеплавильных цехов ведут оборотнойводой, водородный показатель которой достигает 12,4-12,8, Так как оборотнаявода близка к пределу насьпцения оксидами и солями кальция, вследствие низкойрастворимости окиси кальция (1,3 г/л)и кальцита (0,03 г/л), дальнейшее растворение этих соединений практическиневозможно.;Пересыщенир:, раствора приводит ккоагуляции и выпадению осадка гидроксидов кальция и их адсорбции на поверхность шламовых частиц, усугубляющей,развитие пассивирующей оболочки.Пассивацйя частиц шлама особенно интенсивно протекает в радиальных и стационарных отстойниках, вследствие длительного контакта, водного известковогораствора и твердого шламового осадка в фОпроцессе его осаждения.Непрерывная нейтрализация водныхрастворов путем уменьшения рН до 77,5 обеспечивает полное растворение адсорбированной гидроокисной оболочки и ,Иперевод гидродксида кальция в раствор.Раскрытие поверхности окислов железа способствует повышению их активносЯ 1 4ти по отношению к углероду топлива, обеспечивает доступ продуктов газификациик активной поверхности окислов и увеличение степени их восстановления как прямьм, так и косвенным путем,Увеличение кислотности раствора дорН 5-6 приводит к пассивации поверхности зерен шламов кислыми солями кальция, а скорость и степень восстановленияокислов железа углерода твердого топлива резко уменьшается.Реализация предлагаемого способаосуществляется двумя способами.При использовании оборотной воды аглодоменного и сталеплавильного производства (рН 1 2,4-12,8) для гидроудаленияи гидросмыва пыли нейтрализация воды вотстойниках осуществляется путем добавления кислоты или кислой сточной водытровильных отделений в количестве, обеспечивающей снижения рН шламовой суспен-зии до значений равных 7-7,5,Другим способом растворения пассивирующей оболочки шлама и ускорения этогопроцесса является использование вместооборотной воды технической воды. Этопозволяет без предварительного подкисления воды растворить около 45-50% пассивирующей оболочки, При этом водныйраствор достигает предела, близкого кпределу насьпцения. Дальнейшая нейтрализация раствора сводится, как и в предыдущем способе, к добавлению кислоты,расход которой снижается практически вдва раза по сравнению с использованиемоборотной воды. Таким. образом, нейтрализация шламовой суспенэии до значений рН равных 7- 7,5 позволяет полностью перевести в раствор гидроксидыи карбонаты пассивирующей оболочки и обеспечить такое состояние поверхности частиц шлама, при котором восстановительные процессы в ходе спекания получат наибольшее развитие.П р и м е р. Для исследований используют аглодоменный шлам, влажностью 30% НПО "Тулачермет", отобранный непосредственно из отстойников, рН суспенэии (Т:Ж=2,3:1) составляет 12,8. Для разбавления пассивирующей оболочки используют отмывку шлама технической водой (рН 7,8).Шламовую суспензию разбавляют технической водой до отношения Т:Ж=0,23:1 и непрерывно перемешивают до установления постояннои величины рН. Величина рН в этом случае составляет 10,2-1 0,3. Часть осадка отбирают, высушивают до;влажности 0,0,2%, смешивают с твердым 1топливом в количестве 15% от веса шла-ма и испытывали на дериватографе 1000в атмосфере аргона, для изучения еговосстановляемости. Оставшуюся часть су- фспензии обрабатывают соляной кислотойпри постоянном перемешивании до установления рН 8,0; 7,5; 7,0 и 6. Аглодоменныйшлам (исходный) 47,20 45,80 17,6 1,4 12,8 2,96 Аглодоменный шлам(обработанный кислотой) 47,91 37,15 16,2 9,3 47,90 25,58 6,9 24,43 47,96 25,60 6,3 25,08 47,95 39,3 15,6 8,3 80 7,5 7,0 6,0 19,4 51,0 52,3 17,3 Анализ приведенных данных показывает, что наиболее низкая степень восстановления наблюдается у аглодоменных шламов, отобранных непосредственно из шламовых отстойников. По мере уменьшения абсолютного значения рН до 7, степень восстановления возрастает, достигая наибольших значений при рН 7- . 7,5 При этом, как видно иэ табл. 1, степень восстановления более чем на порядок выше, чем у исходого аглодоменного шлама. Тавнм образом; при двукратном уменьшении расхода твердого топлива на рвосстановление "отмытогоф шлама предлагаемая степень металлизации только на 12-13% (абс.) ниже,. по сравнению с известной.Уменьшение рН шламовой суспензии до 6 приводит к резкому снижению степени восстановления окислов железа. При этом, как видно из табл. 1, получаемый продукт по химическому составу блИзок к частично металлиэованному продукту, приготовленному иэ шлама, величина рН которого равна 8.Кроме представленных результатовпроведены исследования по получению металлизованного опека из смеси аглодоменного шлама и твердого топлива, Приэтом подсушенный шлам после предвари тельной нейтрализации суспензии до рН7,5 окомковывают совместно с твердымтопливом в барабанном окомкователе, диаметром 500 мм и длиной 1200 мм, Расход смеси коксовой мелочи и антраци 40 тов, взятые в соотношении 1:1, составляет 15%, что обеспечивает содержаниеуглерода в шихте около. 15%. Серые окатыши крупностью 4-10 мм спекают вагломерационной чаше диаметром 230 мм 43 и высотой 400 мм.Для сравнения проведены спекания прииспользовании исходных шламов с тем жесодержанием углерода в шихте. Результаты этих исследований представлены в М табл. 2. Таблица 2,Исходный Шлам после нейтрализации суспензии шлам Показатели 0,4 21,0 Скорость спекания, мм/мин 48,7 17,8 Степень металлиэации, % Скорость фильтрации воздуха, м/с Пробы высушивают, смешивают с твердым, топливом и испытывают на восстановимость (содержание углерода топлива во всех опытах составляет 15% от -веса шлама).Результаты исследования по восстановлению шлама аглодоменного производства представлены в табл. 1,Таблица 1Источники информации,1 О принятые во внимание прн экспертизе1. "Экспресс-информация по зарубежной черной металлургии", 1975,54-4,1975,61-Н.2, "Тэцуто-Хаганэ", 1976, т. 62,15 %4, с,12. формула изобретения Способ получения металлизованногопродукта из железосодержащих отходов,включающий обезвоживание шлама до по 891791Данные табл. 2 показывают, что в од-, лучения шламовой суспензия влажностью них и тех же условиях степень металли-30% и восстановление твердым топзации спека, полученного из шлама, под-,пивом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что вергнутого разрушению пассивирующей обо- с целью повышения степени металлизации лочки, почти в 3 раза превышает величн-и экономии твердого топлие дого топлива, перед смену этого показателя для исходного необ- шиванием с твердым топлив Нс твердым топливом рп шламоработанного шлама. вой суспензии доводят до 7,0-7,8.Ожидаемый экономический эффект отвнедрения составляет 19541200 руб/год, Составитель А. СавицкаяРедактор Н. Рогулич Техред А, Ач . Корректор М. ШарошиЗаказ 1 11 56/40 Тираж 684 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/8филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4