Раджі Олабаміджі Ісмаіла. Удосконалювання технології підготовки і утилізації металургійних шламів

brief description

Раджі Олабаміджі Ісмаіла. Удосконалювання технології підготовки і утилізації металургійних шламів: дис... канд. техн. наук: 05.16.02 / Донецький національний технічний ун-т. - Донецьк, 2004.

Раджі О.І. Удосконалювання технології підготовки і утилізації металургійних шламів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.02. "Металургія чорних металів". Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2004.
Дисертація присвячена рішенню проблеми створення технології крупнотонажної утилізації червоних шламів при виробництві агломерату, а також утилізації шламів чорної металургії і ПО "Хімволокно", що містять цинк.
Розроблено технологію виробництва агломерату із шихт складених на основі червоного шламу при його витраті 750 1180 кг/т агломерату. Отриманий алюмозалізистий агломерат можна використовувати в доменній плавці для одержання сплаву (феросиліцій) і високоглиноземистого шлаку для виробництва спеціальних цементів.
Удосконалено технологічні схеми підготовки червоних і металургійних шламів, які містять цинк, для пірометалургійних процесів їх обробки. Запропонован о варіант постійного виводу тонкої фракції доменних шламів, збагачених цинком, для подальшої спеціальної обробки з витягом кольорових металів.
Розроблена енерго-матеріалозберігаюча технологія піровідбудовної переробки цинквмісних шламів чорної металургії і ПО "Хімволокно" при їхній обробці рідкими сталеплавильними шлаками. Запропоновано технологію рециклінгу пиловиносу сталеплавильних агрегатів, що забезпечує його насичення кольоровими металами, що робить процес обробки більш економічно вигідним.

На підставі аналізу підходів до утилізації вторинних ресурсів показана перспективність організації спеціалізованого технологічного циклу пірометалургійної переробки червоних шламів глиноземного виробництва і цинкмістящих шламів чорної металургії і ВО "Хімволокно". Показано необхідність розробки нової технології виробництва агломерату з червоних шламів, а також ресурсо-енергозберігаючої технології витягання цинку.
Визначено ресурси дефіцитного для України цинку на металургійних підприємствах України і ВО "Хімволокно", що складають близько 74 тис. т. Вони щорічно можуть збільшуватися на 13 тис. т при повному освоєнні виробничих потужностей. На Миколаївському і Дніпровському алюмінієвих заводах заскладовано 34 млн. т червоних шламів, що створюють серйозну екологічну проблему. У той же час ці відходи можуть бути додатковим джерелом залізорудної сировини для агломераційного виробництва чорної металургії.
Вивчені фізико-хімічні, мінеральні і рентгеноструктурні характеристики шламів показують, що вони мають велику розмаїтість властивостей і це вимагає в кожному конкретному випадку розробки оптимальної технології їхньої підготовки і переробки. Наприклад, перед агломерацією червоних шламів після зневоднювання їх піддають гомогенізації з вапном для одержання шламовапняної суміші.
На основі аналізу поводження кольорових, легуючих і інших металів у пірометалургійних процесах встановлено закономірності насичення пиловиносу сталеплавильних агрегатів кольоровими металами. Визначено, що при піровідновлювальних процесах переробки пиловиносу у перегини будуть переходити Zn, Pb, Cd, Sn, і ін., а в шихті залишаться, в основному, відновлювані елементи Fe, Co, Ni, Mn, Mo, V і ін. Ці дані з'явилися основою для розробки технології переробки цинкмістящих пилів і шламів. Найбільш раціональними схемами їхньої переробки є пірометалургійні процеси з витяганням перегинів цинку і подальшою їх переробкою в кольоровій металургії.
Уперше науково обґрунтовано перспективи, досліджено процес і запропонована технологія підготовки й одержання алюмозалізистого агломерату із шихт, складених на основі червоного шламу при його витраті більш 750 кг/т агломерату. Такий агломерат пропонується використовувати в доменній плавці для одержання сплаву (феросиліцію) і високоглиноземістого шлаку для виробництва спеціальних цементів, а також використовувати його для зміцнення футерівки горна доменної печі, тому що агломерат має підвищений вміст оксидів титану.

Найбільш раціональною технологічною схемою підготовки червоних шламів є змішування пастоподібних шламів після фільтрації з негашеним вапном для одержання шламовапняної суміші, що, аналогічно феритним сумішам, позитивно впливає на технологію спікання аглошихт і якість агломерату.

Удосконалено способи підготовки цинкмістящих доменних шламів для їхньої обробки в піровідновлювальних процесах. Запропоновано раціональний варіант постійного виводу тонкої фракції доменних шламів, збагачених цинком, з краплеуловлювачів труби Вентурі і дросельної групи з подальшою подачею на спільне зневоднювання з цинкмістящими сталеплавильними шламами. Цей захід дозволяє істотно знизити надходження цинку в доменну піч. Якщо при початковому приході цинку 0,06 кг/т чавуну і коефіцієнті його рециркуляції 0,9 за звичайною технологією насичення потоку по цинку складає 0,6 кг/т чавуна, то за пропонованою технологією тільки 0,08 0,10 кг/т чавуну. При цьому коефіцієнт рециркуляції цинку не перевищить 0,3 0,5.
Експериментально-промисловими дослідженнями встановлено, що при ступені металізації шламів у межах 30 % досягається практично повний перегин з них цинку.
Теплотехнічні розрахунки і експериментально - промислові дослідження обробки відходів рідкими сталеплавильними шлаками показують, що маса оброблюваних шламів залежить від початкової температури рідких шлаків і кінцевої температури обробленої суміші, а також від витрати твердого відновника і вологості шламів (у меншому ступені). При витраті 10% вуглецю, вологості шламів до 10 % і при t = 300 600C однією тонною рідких шлаків можна обробити 800 1800 кг цинкмістящих шламів. На підставі цих розрахунків побудовано відповідні графічні залежності для практичного використання.
Розроблено ресурсо-енергозберігаючу технологічну схему піровідновлювальної переробки цинкмістящих шламів чорної металургії і ВО "Хімволокно" з перегином цинку при їхній обробці рідкими сталеплавильними шлаками. Запропоновано технологічну схему рециклінгу пиловиносу сталеплавильних агрегатів, що забезпечує його насичення цинком і робить процес обробки більш економічно вигідним. Перегини цинку, що містять до 50% Zn і Pb, направляються на заводи кольорової металургії, а частково металізований залізовмісний продукт, який легко подрібнюється, повертається в аглодоменне або сталеплавильне виробництво.