КЛАССИФИКАЦИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

КЛАССИФИКАЦИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ЧЕНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ,ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ Классификация отходов производства возможна по различным приз- накам,среди которых основными можно считать следующие: а)по отраслям промышленности-черная и цветная металлургия, ру- до- и угледобывающая промышленность, нефтяная и газовая и т.д.; б)по фазовому составу-твердые (пыли,шламы,шлаки),жидкие(раство- ры, эмульсии, суспензии),газообразные (оксиды углерода, азота, сое- динение серы и др.); в)по производственнным циклам-при добыче сырья (вскрышные и овальные породы),при обогащении (хвосты, шламы, сливы), в пирометал- лургии (шлаки, шламы, пыли, газы), в гидрометаллургии (растворы, осадки, газы). На металлургическом комбинате с замкнутым циклом (чу- гун-сталь-прокат) твердые отходы могут быть двух видов-пыли и шлаки. Довольно часто применяется мокрая газоочистка, тогда вместо пыли от- ходом является шлам. Наиболее ценными для черной металлургии являют- ся железосодержащие отходы (пыль, шлам, окалина), в то время как шлаки в основном используются в других отраслях промышленности. При работе основных металлургических агрегатов образуется боль- шее количество тонкодисперсной пыли, состоящей из оксидов различных элементов. Последняя улавливается газоочистными сооружениями и затем либо подается в шламонакопитель, либо направляется на последующую переработку (в основном как компонент аглошихты). Шламы можно разделить на: 1)шламы агломерационных фабрик; 2)шламы доменного производства: а)газоочисток доменных печей; б)подбункерных помещений доменных печей; 3)шламы газоочисток мартеновских печей; 4)шламы газоочисток конвертеров; 5)шламы газоочисток электросталеплавильных печей. По содержанию железа их подразделяют следующим образом: а)богатые (55-67%)-пыль и шлам газоочисток мартеновских печей и конвертеров; б)относительно богатые (40-55%)-шламы и пыли аглодоменного про- изводства; в)бедные (30-40%)-шлам и пыль газоочисток электросталеплавиль- ного производства. Основными характеристиками шламов являются химический и грану- лометрический состав, однако при подготовке шламов к утилизации не- обходимо знать параметры, как плотность, влажность, удельный выход и др. Следует отметить, что пыли (шламы) металлургических предприятий по химическому (и отчасти по гранулометрическому) составу отличаются друг от друга, поэтому эти характеристики представлены далее в ус- редненном виде. Шламы пылеулавливающих устройств доменной печи образуются при очистке газов, выходящих из нее, обычно в скрубберах или трубах Вен- тури. Перед ними устанавливаются радиальные или тангенциальные сухие пылеуловители, в которых улавливается наиболее крупная, так называе- мая колошниковая, пыль, которая возвращается в аглопроизводство как компонент шихты. Химический состав шламов по основным компонентам,%: Feобщ 30-50; CaO 5.0-8.5; SiO2 6.0-12; Al2O3 1.2-3.0; MgO 1.5-2.0; P 0.015-0.05; Sобщ 0.2-0.9; Cобщ 2.5-30.0; Zn 0.05-5.3. Плотность их колеблется в пределах 2.7-3.8 г/см ,удельный выход в среднем составляет 2.75ё0.84%. Коэффициент использования этих шла- мов изменяется (для разных предприятий) довольно значительно - от 0.1 до 0.8. Это довольно тонкодисперсный материал: фракции >0.063 мм до 10-13%, 0.016-0.032 мм от 16 до 50% и < 0.008 мм от 10 до 18%. В настоящее время эти шламы используются как добывка к агломерационной шихте. Сравнительно низкий уровень их использования объясняетсяотно- сительно невысокой долей железа в них (Feобщ ным содержанием цинка (>1%), что требует предварительного обесцинко- вания шламов. Шламы подбункерных помещений доменных печей образуется при гид- равлической уборке просыпи с полов подбункерных помещений, их сос- тавной частью является также пыль аспирационных установок этих поме- щений. По химическому составу эти шламы подобны шламам аглофабрик - в них имеются почти все компоненты аглошихты, % : Feобщ 33-35; SiO2 7-11; Al2O3 1-3; CaO 8-28; MgO 1-3; MnO 0.1-1.5; P2O5 0.01-0.2; Sобщ 0.15-0.40; Cобщ < 15.0; Zn 0.0-0.02. Шламы подбункерных помещений по гранулометрическому составу яв- ляются материалами средней крупности (частиц размером 0.1-0.063 мм 20-40%). Плотность шламов подбункерных помещений колеблется в преде- лах 3.5-4.5 г/см . Эти шламы обычно используются как добавка к агло- мерационной шихте. ОСНОВЫ ПЕРЕРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЫЛЕЙ И ШЛАМОВ. Технология подготовки шламов доменных газоочисток предусматри- вает обезвоживание осаждением в отстойниках, фильтрование в аппара- тах различного типа и при необходимости термическую сушку. Особенностью шламов доменных газоочисток является повышенное содержание в них цинка. Вследствие этого при подготовке их к исполь- зованию в качестве компонента доменной шихты необходимо проводить обесцинкование. Последняя может проводиться как пиро-,так и гидроме- таллургическими способами. При содержании в шламах цинка > 12 % они могут использоваться как сырье для его получения. Шламы подбункерных помещений доменных печей, как указывалось ранее, похожи по химическому и гранулометрическому составам на шламы аглофабрик, поэтому в настоящее время единственным направлением ути- лизации этих шламов является использование их в качестве компонента аглошихты. Подготовка их в этом случае предусматривает обычные ста- дии обезвоживания; желательно, чтобы этот материал, смешиваемый с другими компонентами аглошихты, имел зернистую структуру. Это улуч- шает окомкование аглошихты и приводит к увеличению газопроницаемости ее слоя, что благотворно сказывается на производительности агломаши- ны и качестве агломерата. ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ШЛАМОВ Пыли металлургического производства обычно не требуют какой-ли- бо предварительной подготовки перед утилизацией. Шламы, прежде чем их использовать (например в качестве компонента шихты), необходимо подвергнуть обезвоживанию (сгущению, фильтрованию, сушке). Сгущение - процесс повышения концентрации твердой фазы в сгуща- емом продукте (шлам,пульпа), протекающий под действием гравитацион- ных и (или) центробежных сил. При сгущении шламов стремятся получить не только осадок достаточной плотности, но и возможно более чистый слив, что позволяет использовать последнийв оборотном цикле и исклю- чить потери твердого продукта. Поскольку количество воды в сгущаемом продукте составляет 30-60%, то использовать такой обводненный мате- риал в качестве добавки к аглошихте или окомковывать его с целью по- лучения окатышей практически невозможно. Поэтому сгущенный продукт необходимо профильтровать для того, чтобы содержание влаги в нем снизить до 8-10%. При фильтровании шламов происходит процесс разделения жидкого и твердого под действием разрежения или давления, сопровождающийся удалением влаги через пористую перегородку (обычно фильтровую ткань и частично осадок). На фильтрование обычно подают шламы, частицы ко- торых имеют размер темы другими методами нецелесообразно из-за малой скорости удаления влаги и, как следствие, значительной влажности получаемого осадка. Процесс фильтрования зависит от многих факторов, основные из которых следущие: содержание твердого в шламе, крупность твердой фа- зы, разность давлений по обе стороны фильтрующей перегородки и др. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ДОМЕННЫХ И СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ШЛАМОВ В настоящее время разработаны различные технологии комплексной переработки шламов (пылей); часть из них реализована в промышленном масштабе за рубежом. У нас такие технологии разрабатываются на уров- не исследовательских работ и полупромышленных испытаний. Промышлен- ного производства металлизованных окатышей из шламов (пыли) аглодо- менного и сталеплавильного производств пока нет; эти материалы ис- пользуются лишь как компоненты аглошихты. Разработана технология использования шламов доменного, марте- новского, конвертерного и частично электросталеплавильного произ- водств на Челябинском металлургическом комбинате (ЧМК). Отделение подготовки к утилизации железосодержащих шламов рабо- тает последующей схеме: шламы из радиальных отстойников после сгуще- ния до 600 г/л поступают в вакуум-фильтры, а после них (с влажностью 36%)