КЛАССИФИКАЦИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Страница 2

в сушильные барабаны; затем шламы с влажностью 10% подаются на аглофабрику. Известно, однако, что использование шламов в качестве компонента аглошихты осложняется нестабильностью их химического и гранулометрического состава, что требует разработки технологии реку- перации этих материалов в каждом конкретном случае. Использование в аглошихте таких тонкодисперсных материалов, как шламы сталеплавиль- ного производства, приводит к ухудшению газопроницаемости спекаемого слоя и вследствие этого к снижению производительности агломашины. Кроме того, увеличивается вынос весьма мелких частиц (размером <10 мкм), которых в шламах содержится до 30-40%, что значительно снижает эффективность работы газоочистных установок. Использование шламов препятствует высокое содержание в них цин- ка (в конверторных шламах его < 1%, в остальных 0.4 - 0.6 %), причем при кругообороте цинка в печи агломерат - доменная печь - шламы до- менных газоочисток его количество в последних возрастает. Институтом "Уралмеханобр" совместно с Карагандинским металлур- гическим комбинатом разработана новая технология утилизации железо- содержащих шламов в аглопроизводстве. По существующей схеме шламы аглофабрик 1 и 2, подбункерных помещений доменныхпечей 3 и 4, тракта шихтоподачи дробильно-сортировочной фабрики сгущают и обезвоживают (крупнозернистую фракцию на ленточных, тонкозернистую - на дисковых вакуум-фильтрах). Обезвоженные продукты объеденяют и подают в шихто- вое отделение аглофабрики 2. По новой технологии шламы после двуста- дийного сгущения с содержанием твердого 40-50 % подают в распыленном виде в первичные смесители аглошихты вместо технической воды. В ре- зультате шлам достаточно равномерно распределяется в объеме аглоших- ты, а вся шихта увлажняется до необходимого уровня при значительном сокращении расхода технической воды. На Орско-Халиловском металлургическом комбинате была разработа- на и опробована технология получения во вращающейся печи окускован- ного продукта из смеси доменного и мартеновского шламов. Длина бара- бана 18 м, угол наклона 2 (диаметр не приводится). Шлам влажностью 30-70 % подавали в печь с помощью специальной форсунки, процесс спе- кания регулировали изменением скорости вращения печи, интенсивности- подачи шлама и тепловой нагрузки. Способ переработки пылей и шламов следует выбирать для каждого металлургического завода в соответствии с характеристиками образую- щихся отходов. В таблице 1 показаны особенности и разновидности этих способов. С точки зрения переработки пыли и шламов заслуживают особого внимания способы, в которых извлекают цинк, свинец, соединения ще- лочных металлов (классификация исходного материала в аппаратах типа гидроциклонов, получение хлорированных и металлизованных окатышей). Эти способы широко применяются в Японии, где в конце 60-х - начале 70-х годов большое внимание было обращено на производство металлизо- ванных окатышей с использованием в качестве востановителя угля. Как уже указывалось, общим для этих процессов является использование для востановительного обжига окатышей вращающейся (трубчатой) печи. От- личаются они в основном технологией подготовки исходных материалов. В последние годы на таких установках вместе с вращающейся печью ра- ботает устройство типа аглоленты, на которой осуществляются сушка и предварительный нагрев окатышей теплом дыма, уходящего из трубчатой печи решетка - трубчатая печь. Строительство таких установок довольно дорого, поэтому японской фирмой "Раса" был разработан альтернативный способ переработки пылей и шламов с большим содержанием цинка и других примесей - процесс Ра- са-НГП. Исследования фирмы "Син ниппон" показали, что цинк в домен- ных шламах сосредоточиваетсяв основном в наиболее тонкой фракции (около 20 мкм), железо сравнительно равномерно распределено во всех фракциях, а углерод - в наиболее крупных. На этой основе была разра- ботана технология отделения наиболее тонкой фракции (содержащей сое- динения цинка ) с помощью гидроциклона. Сгущенный шлам направляется в вакуум-фильтры, затем в тарельчатый окомкователь для получения ми- ниокатышей (1-5 мм), которые далее поступают на агломашину. Слив гидроциклонов с содержанием твердого 2% подают в отстойники, откуда через 3 ч шлам с концентрациейтвердых частиц 9% подается в фильтр-пресс, а осветленная вода возвращается в первичный отстойник. При содержании цинка на входе в гидроциклон 3-5 % в шламе, подавае- мом на окомкование (а в дальнейшем на агломерацию), содержится цинка всего 1 %, в то время как в сливе гидроциклонов количество его дос- тигает 8-15 %. Поскольку в сгущенном продукте, а следовательно, и в миниокатышах содержится довольно много углерода, удельный расход кокса при агломерации удается снизить до 2 кг/т чугуна, а количество цинка, поступающего в доменную печь с агломератом, состовляет 0.2 кг/т чугуна. В процессе Раса-НГП используется специальный агрегат, с помощью которого с твердых частиц снимается (обдирается) поверхостный слой, содержащий соединения цинка. Капитальные и эксплуатационные затраты на строительство установки, работающей по этому процессу, в 10-15 раз ниже затрат в случае использования, например, способа СЛ-РН. Проектная производительность одной установки составляет 120 тыс. т в год (по исходному сырью). ОБЕСЦИНКОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ПЫЛЕЙ В пылях доменного (в меньшей степени конвертерного и электрос- талеплавильного) производства содержится довольно значительное коли- чество цинка, свинца и солей щелочных металлов, вредно влияющих на процесс получения чугуна. Особенно нежелателен цинк, вызывающий об- разование настылей в доменной печи, разрушение ее футеровки, ухудша- ющий качество агломерата, изготовленного из сырья с большим содержа- нием цинка. При утилизации таких пылей присадкой их в агломерацион- ную шихту происходит накоплениецинка в получаемом агломерате. По су- ществующим нормам содержание цинка в сырье, поступающем в доменную печь, не должно превышать 1.0 %, в то время как в пылях доменных га- зоочисток его содержание может доходить до 15.3 % на Кузнецком ме- таллургическом комбинате ( по данным 1986 г.), 3.8 % на Череповец- ком, 1.94 % на Нижнетагильском, 1.5-2.77 % на Западно-Сибирском ме- таллургическом комбинате (на заводах Украины не превышает 0.5 %). Это свидетельствует о необходимости обесцинкования пылей (шламов), имеющих повышенное содержание цинка. Разработаны два типа процессов извлечения цинка из исходного материала (окисленные цинковые руды, цинковые шлаки и кеки, пыли, шламы) - пиро- и гидрометаллургический. Первый применяется в основ- ном в черной металлургии, второй - в цветной. Основой пирометаллур- гического процесса извлеченияцинка (и свинца) является восстанови- тельный обжиг сырья чаще всего во вращающихся (трубчатых) печах, восстановитель кокс,а в последние годы энергетический уголь. Можно утверждать, что все процессы получения металлизованных окатышей так или иначе связаны с отгонкой цинка из исходной шихты и последующим улавливанием его в виде оксида либо металлического цинка. Взаимо- действие углерода с оксидом цинка протекает по реакциям ZnO + C = Zn(пар) + CO; ZnO + C = 2 Zn(пар) + CO2. Первая реакция пртекает при температуре 950 С, вторая - при 1070 С и выше, причем возгонка цинка наиболее интенсивно идет при 980-1000 С. Установлена линейная зависимость между количеством полу- чаемого цинка и степенью металлизации шихты. Вчастности, в конце трубчатой печи степень возгонки цинка возрастает до 96-98 %, свинца- - до 99 %, а степень металлизации - до 94 %. При температуре выше 1100 С существенноускоряется процесс возгонки всех цветных металлов, содержащихся в сырье. В возгонках восстановительного обжига пылей доменных газоочисток может находится значительное количество редко- земельных элементов (например, теллура и индия до 0.15 кг/т пыли). Предварительная подготовка пыли (кека) обычно заключается в их гра- нуляции с получением окатышей диаметром 5-15 мм. В последние годы разрабатываются новые способы извлечения цинка и других цветных металло