Способ грануляции шлаков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК С 21 В ИСАНИЕ ИЭОБРЕТВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ телькопур"у а 60-80 Остальное ака и твер д концентраа- Е -300 г/л В,АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР лАм изОБРетений и ОТМРыти(56) 1, Довгопол В.М, и др. Шлрерабатывающие установки металл,нических предприятий СССР. М .,цниитэи мчм сссР, 1973, с, 182 . Патент СИА Ю 3758292,кл. 75-24, 1973 (прототип),(54)(57) способ ГРАНУляции и включающий приготовление вод раствора соединений кальция, окиси и карбоната, обработку шлакового расплава водным раствором, последующее разделение воды и продуктов шлакопереработки, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения прочности,на сжатие и уменьшение выДеления сероводорода при переработке готового продукта, при приготовлении водно го раствора в воду вводят шлам, содержащий мас:СаСО+ИдСО 10-30Са 602 НО+СаЗОЪ2 НОМ 1 дБО Я 1 ОЫО +А. Опри весовом соотношении шлдой фазы шлама (5-20):1 иции твердойфазы вшламе 10010 15 Ф 20 30 35 40 45 50 55 1 1 ОИзобретение относится к переработке шлаков, образующихся в металлургических, химических, энергетическихи других производствах,Известны способы первичной переработки (например грануляции) шлаковпутем обработки шлакового расплававодой с последующим разделением водно-шлаковой смеси и повторным использованием отделенной воды для обработки шлакового расплава Г 1 3.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому Результатук изобретению является способ, согласно которому .шлаковый расплавобрабатывают водой, содержащей сое"динения типа окись и карбонат кальциятвердые продукты шлакопереработкисепарируют от воды и в воду, повторно подаваемую на грануляцию шлака,добавляют соединения - окись и карбонат кальция2.Однако известные способы первичнойпереработки шлаков характеризуютсяотносительно низким качеством ббразующихся продуктов шлакопереработки(граншлака) в качестве исходного сы"рья для производствастройматериалов,что обусловлено низким содержаниемв них активных компонентов, в част.ности гипса. В связи с этим при последующей переработке к граншлакамприходится добавлять активирующиедобавки (тонкоизмельченный гипс, высущенные сульфит-сульфат-карбонаткальциевые продукты очистки газовот окислов серы), что, в свою очередь, усложняет переработку и удорожает получаемые продукты. Кроме того,существующие способы переработки шлаков не позволяют использовать сульфат-сульфит-карбонат-кальциевые шламы, образующиеся в больших количествах, в частности, при очистке газовот сернистых соединений, нейтрали. зации кислых вод и др в связи счем возникает проблема захороненияшламов.Целью изобретения является повышение прочности на сжатие и уменьшение выделения сероводорода при переработке готового продукта.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу грануляции шлаков, включающему приготовление водного раствора соединений кальция,окиси и карбоната, обработку шлакового расплава водным раствором, последующее отделение воды и продуктов 28620 2 шлакопереработки, при приготовлении водного раствора в воду вводят алам, содержащий, мас.4:Ов,Сс +.1 СО 10-30СаБО 4 2,НО+СаОО"2.Н,О+11 дЯО 11 О60-80МО, +АХ ООстальное при весовом соотношении шлака и твер. дой фазы шлама (5-20):1 и концентрации твердой фазы в шламе 100-300 г/л,Для предотвращения накопления мелких фракций шлака и шлама в оборотной воде шлакопереработки часть отделенной от шлама воды в количестве 10-20/ от общего объема воды, направляемой на обработку шлакового расплава, фильтруют через слой частично обезвоженного шлакового продукта.Введение в воду, подаваемую на обработку шлакового расплава, шлама, содержащего 10-30 карбонатов кальция и магния и 60-803 сульфата и сульфита кальция при весовом соотно шении алака и твердой фазы шлама(5-20):1 повышает коэффициент качества гранулированного шлака как сырья для производства стройматериалов, что обеспечивается активирующим действием твердой фазы шламов, представленных в основном мелкими частицами, среднегармонический диаметр которых составляет около 10 мкм при использовании в качестве реагента для улавливания сернистых соединений извест; няка и менее 5 мкм при использовании извести и мела. При этом тонкие час" тицы шлама сорбируются крулными пористыми частицами продуктов шлакопереработки. Кроме того, введение шламов указанного состава и соотношения позволяет получить продукты шлакопереработки оптимального состава по содержанию в нем карбонатов кальция и магния, а также сульфата и сульфита кальция. уменьшение добавки шлама менее 5 по отношению к весу шлака резко уменьшает эффект добавки, а увеличение расхода шлама более 204 к весу шлака приводит к содержанию карбонатных и сульфатсульфитных соединений кальция и магния выше оптимальных пределов.Как показали экспериментальные исследования, оптимальная концентрация твердой фазы в шламе находится в пределах 100-300 г/л, При изменении концентрации твердой фазы в шламе ниве указанных пределов может10286 20 происходить переполнение водного цик. ла шлакопереработки. Увеличение концентрации твердой фазм в щламе свыше 300 г/л требует специальных мероприятий по предварительному сгущению шлама, а также приводит к быстрому накоплению мелких фракций шлама в оборотном цикле шлакопереработки.Благодаря непрерывной Фильтрации через слой частично обезвоженного 10 шлака части отделенной от шлака воды в количестве 1 Оот общего объема воды, направляемой на обработку шлакового расплава, предотвращается накоп ление тонких ( порядка 1 мкм и мельче) фракций шлака и шлама в оборотной воде шлакопереработки. Как показали эксперименты, для улавливания практически всех тонких Фракций достаточноподдерживать толщину слоя шлака не менее 0,5- 1 м при скорости подачи воды на фильтрацию 2-6 м /ч на 1 м горизонтального сечения слоя. При этом большему значению расхода воды на Фильтрацию должна соответст вовать большая высота слоя шлака. В этом случае наблюдается минимальное примерно постоянное количество мелких фракций, не.задерживаемых слоем шлака и приходящих с фильтруемой водой,. При увеличении скорости фильтрации воды свыше 6 м/ц м возможен проскок повышенных количеств мелких фракций твердой фазы (при высоте слоя шлака в пределах 0,5- 1 м), аф 2.при расходе воды менее 2 м /ч мпотребуется слишком большая поверхность Фильтрации. Согласно изобретению, в воду, содержащую щелочные соединения, перед40 подачей на обработку шлакового расплава вводят шлам, содержащий 100- 300 г/л твердой Фазы следующего химического состава: СаСО+ИдСО=10-30 вес,; СаБОф 2 Н О+СаБО 2 Н О 45 +МАМБОН О = 60-80 вес. ; ЫО +А 1 О+ +прочие соединения - остальное до 1003 . На практике содержание кремнезема, глинозема и прочих примесей к шламу обусловлено содержанием этих примесей в природных карбонатах (известняке, меле, доломите, мраморе, ракушечнике и т.п.) и получаемой на их основе извести и, как правило, колеблется в пределах нескольких про Б центов (обычно не более 5-6 мас.Ф).Таким образом, наиболее реальной (часто встречающейся) композицией 20 4твердой фазы шлама можно считать;карбонаты+сульфаты+сульфиты кальцияи магния=90-95 вес.3 (с учетом кристаллогидратной воды); оксиды кремния и алюминия + прочие соединения= 5-10 вес,Ф.Как показали детальные исследования с применением известняка, мела,доломита, мрамора, ракущецника разных месторождений страны (Донбасса,Кузбасса, Урала, Казахстана, ПричерФноморья и Приазовья), различные в содержании кремнезема, глинозема идругих примесей в этих природных карбонатах не оказывают существенноговлияния на химический состав шламови их активизирующую способность.П р и м е р Расплав кислого доРменного шлака с температурой 1500 Собрабатывают оборотной водой, в которую добавляют шпам известняковойочистки (карбонат-сульфит-сульфаткальциевый), содержащий (СаОИдО)30; (СаБО 2 НО+СаБО" 2 Н О+МдБОВН О) 6 М и (МО +Ы О +прочие) 6 сконцентрацией твердой Фазы в шламе150 г/л, что соответствует плотности шлама при 20 С 1,1 г/мл (послеразбавления в оборотной воде концент"рация твердой Фазы составляла 15 г/л)Водно-шлаковую пульпу из приемного бункера насосом перекачивают вобезвоживающие бункеры, где происходит отделение шлака от воды. Обезвоженный шлак отправляют на складк потребителям, а осветленную в отстойниках оборотного цикла воду снова подают на обработку (грануляцию.)шлака, дозируя в ней шлам сероочистки. Во избежание накопления в оборотной воде тонких Фракций шлама и шла-.ка, часть осветленной воды в количестве около 15 от общего объемациркулирующей воды периодически (впромежутки между сливами шлака) подают в обезвоживающий бункер, гдефильтруют ее через слой частичнообеэвоженного шлака толщиной не менее 0,5 м при скорости подачи водыоколо 3 и /ч в расчете на 1 м поперечной площади бункера, заполненнойшлаком. Вода, проильтрованная черезслой шлака, содержит около 0,2 г/лтвердой взвеси.Полученный продукт - гранулирован.ный шлак, содержит около М 9 Ф СаОпарогазовой смеси обружены следы сероворода 78 Граншлботке обра ботнои пензии ротн вани смеси обнаВ паро ружены да, пр шенног ляется зов лед увл гра еро се ро водорожении высуншлака выде- одород и ц а Показате 30 3 178 172172 3 102862В результате переработки по описанной технологии содержание СаО в продукте (гранулированном шлаке) возросло на 2,23, содержание серы - на 1,2 (в основном эа счет гипса), чтозаметно повышает качество гранулированного шлака как исходного сырья для производства стройматериалов .(в том числе цемена по сравнению с перера-, боткой шлака по известной технологии. 1 ц к, полученныи прилакового расплава оводой с добавкой сускарбонат-сульфат-сулььциевого шлама (в обоводу цикла гранулироГраншлак, полученный при обработке шлакового расплававодой, содержащей 1 вес.4Са(ОН) (известный способ) 0 6По описанной в примере технологииполучен гранулированный шлак активность которого оценивали по механической прочности на сжатие образцов,изготовленных иэ граншлака крупностью до 5 мм (размер.образцов ч 6 ф16 см),Результаты испытания приведеныв табл. 1 и 2.Т а б л и ц а 11028620 Продолжение табл, 2 Предел прочности присжаьтт люраэца,кгс/смСостав шлака, добавляемого в оборотную воду, подаваемую на обработку шлакового расплава, вес.Ф Весовое соотношение шлака в твердойфазе шлама,в долях единицы Мо,+АЕ,О,Сод) Мду а 504 ЙИОф.+проц 68 173 164 т Составитель Н. БаТехред И.Гайду Реда кт рьянц Корректор банду о П 9 Тираж 22 ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и от 113035, Иосква, НРаушск сное ка а СССРтийнаб. д. 4/ пиал ППП патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Таким образом, применение предла гаемого способа переработки шлаков обеспечивает повышение качества шла кового продукта как исходного сырья для производства стройматериалов, дает возможность рационально утилизировать сульфат-сульфит-карбонаткальциевые шламы, в больших количес вах образующихся при санитарной очистке отходящих газов от сернистых соединений, нейтрализации кислы вод и других процессах, предотвращает накопление тонких фракций шлака и шлама в оборотной воде шлакопереработки.Все эти преимущества достигаются беэ существенных реконструкций, на существующем оборудовании шлакопере рабатывающих установок, которые до полнительно оснащают только трубопроводом для перекачивания шлама и автоматическим дозатором расхода шлама. Кроме того, наличие в воде, подаваемой на обработку шлакового распла ва, карбонат-сульфат-сульфит-кальциевого шлама уменьшает, выделение ток" сичного сероводорода в газовую фазу, а утилизация шлама в качестве активизирующей добавки к шлаку позволяет увеличить выход сырья для производства стройматериалов и исключить большие затраты на захоронение отходов очистки газов от сернистых соединений и нейтрализации кислых вод.