КЛАССИФИКАЦИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ЧЕРНОЙ 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 (Feобщ1%), 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