Способ разделения замасленных отходов металлургической промышленности

 

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для утилизации замасленных отходов, образующихся при эксплуатации прокатных станов большой производительности. Сущность изобретения заключается в том, что в отходы перед отделением воды добавляют органический растворитель, образующий с водой азеотропную смесь с температурой кипения ниже 100°С при соотношении растворитель: отходы от 0,5:1 до 1,5:1. В качестве органического растворителя используют или толуол, или четыреххлористый углерод, или трихлорэтилен. Способ обеспечивает улучшение качества целевых продуктов и увеличение степени извлечения масла. Количество масел в окалине снижается до 0,1-0,5% , степень извлечения масел достигает 97-99%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для утилизации замасленных отходов, образующихся при эксплуатации прокатных станов большой производительности.

Замасленные отходы образуются в результате предварительного сгущения шламов прокатных станов и представляют собой пастообразный продукт, состоящий из окислов железа (окалины), воды и отработанных смазочных масел и в среднем содержит: воды 14-17%, масел и смазочных материалов 12-17% и окалины 70-75% по массе. Однако, как правило, в связи с тем что замасленные отходы характеризуются непостоянством своего состава, массовая доля каждого из компонентов меняется в более широких пределах.

Окалина и отработанные масла являются ценными продуктами. Окалина, освобожденная от примесей масел, используется в агломерационном производстве, в порошковой металлургии, а отработанные масла, относящиеся к нефтяным продуктам отработанным, используются для регенерации смазочных масел.

Известен способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, содержащих воду, отработанные масла и окалину, включающий нагрев и разделение смеси на отдельные компоненты. Разделение компонентов происходит в результате отгонки воды под атмосферном давлении, а затем отгонки масла под вакуумом при температуре не выше 400^оС, при этом достигается степень извлечения масла 94%, содержание масла в окалине 2,3%.

К недостаткам данного способа можно отнести: 1. Невысокое качество окалины - содержание органических веществ (масел) в окалине не ниже 3%.

2. Незначительная степень извлечения масел - не более 94%.

3. Многоступенчатость каждой из стадий процесса разделения замасленных шламов. Так процесс отгонки воды (или процесс сушки) состоит из двух степеней - отгон основной массы воды (80-85%) при 100^оС и отгон остаточной воды (20-15%) при 120^оС. Отделение масла от окалины также состоит из двух степеней - отгон основной массы (до 80-85%) масла при 300-350^оС под вакуумом и отгон остаточного количества масла (14-9%) при температурах на 30-50^оС выше первой ступени, но не выше 400^оС (P≅300 мм рт. ст.).

Целью изобретения является повышение качества целевых продуктов - масел и окалины и увеличение степени извлечения масла.

Цель достигается тем, что при разделении замасленных отходов, образующихся при эксплуатации прокатных станов большой производительности (например, прокатный стан 2000, Череповецкого металлургического комбината им. 50-летия СССР) в отходы перед отделением воды добавляют органический растворитель, образующий с водой азеотропную смесь с температурой кипения ниже 100^оС. Органический растворитель добавляется при объемном соотношении растворитель: отходы от 0,5:1 до 1,5:1. В качестве органического растворителя используются толуол (температура кипения азеотропа 84,1^оС) или четыреххлористый углерод (температура кипения азеотропа 66,8^оС), или трихлорэтилен (температура кипения азеотропа 73,6^оС).

Способ разделения замасленных отходов осуществляют следующим образом: после добавления в отходы растворителя смесь нагревают до температуры кипения азеотропа - происходит отгонка воды совместно с растворителем. После конденсации паров происходит отделение воды от растворителя посредством отставания, растворитель вновь подают на стадию отгонки воды до полного извлечения последней, одновременно происходит удаление масел с поверхности окалины путем их растворения. Масла, растворимые в органическом растворителе, отстаивают от окалины, декантируют и подают на стадию отгонки растворителя. Пастообразную окалину, содержащую незначительные количества масел и растворителя промывают новой порцией растворителя в объемном соотношении растворителя к окалине от 0,5:1 до 1:1. После отстаивания окалины растворитель с остатками растворенного масла вновь декантируют и направляют на отгонку растворителя вместе с ранее полученным масляным раствором. Промытую окалину сушат от растворителя. Мелкую окалину из раствора масла отделяют на фильтре, промывают и вместе с основной массой окалины отмытой направляют на сушку. Растворитель из раствора масел регенерируют путем отгонки и отпарки.

В процессе образуются умягченная вода, чистый растворитель, отработанные масла и окалина. Растворитель возвращается повторно на стадии выделения воды и промывки окалины, окалина используется в агломерации или порошковой металлургии, а умягченная вода используется в металлургическом производстве.

По предложенному способу количество масел в окалине снижается до 0,1-0,5%, степень извлечения масел достигает 97-99%.

П р и м е р. В замасленные отходы массой 1000 кг, содержащие мас.%) воды 15, масел 15, окалины 70, добавляют толуол в соотношении, исходя из расчета на отходы по объему 1:1 (500 дм³). Смесь при перемешивании нагревают до температуры кипения азеотропа толуол-вода (84,1^оС) и проводят отгонку воды до тех пор, пока температура отгоняющих паров не достигнет 110^оС. При этом происходит отгонка воды из замасленных отходов и промывка окалины толуолом. После завершения процесса отгонки воды из реактора-смешения после отстаивания удаляется раствор масла в толуоле, а окалина промывается новой порцией растворителя (толуола). После удаления из реактора-смешения вновь образовавшегося раствора масла в толуоле он объединяется с первичным раствором масла и подается на фильтрацию для удаления небольших количеств мелкодисперсной окалины (мелкая окалина). После фильтрации из масляного раствора отгоняется толуол, который возвращается на стадию отгонки воды. Мелкая окалина со стадии фильтрации и окалина со стадии промывка объединяются и направляются на сушку для удаления остатков растворителя (толуола).

В результате образуется 701 кг окалины с содержанием 0,2 мас.% масел и 148,6 кг отработанных масел с содержанием механических примесей 0,07%. При этом степень извлечения масел составляет 99% мас.

Нижеследующие примеры, приведенные в табл. 1, характеризуют технические параметры и характеристики способа разделения замасленных отходов с использованием толуола, четыреххлористого углерода и трихлорэтилена.

Как видно из табл. 1 увеличение соотношения растворитель: замасленные отходы свыше 1,5: 1 не приводит к увеличению степени извлечения масел и к значительному улучшению качества продуктов, т. е. оптимальным следует считать соотношение растворитель:отходы от 0,5:1 до 1,5:1.

Таким образом, по предложенному способу при сохранении качества масел значительно увеличивается степень их извлечения и улучшается качество целевых продуктов - содержание масел в окалине снижается до (0,05-1,0) мас.% (табл. 2). Увеличение вязкости масел и температуры вспышки по предложенному способу в отличие от известного свидетельствует о том, что они не подвергались жестким термическим воздействиям и в большей степени сохранили свою основу. В то же время масла, полученные по известному способу, под влиянием высоких температур (350-420^оС) пиролизуются (разлагаются) на более легкие фракции, что приводит к уменьшению их вязкости.

Реализация способа разделения замасленных отходов позволяет возвратить для повторного использования дополнительное количество с лучшим качеством смазочных масел, получить окалину, содержащую незначительные количества масел и умягченную воду. Умягченная вода, выделенная из замасленных отходов посредством испарения, является ценным сырьем для тепловых (электрических) станций для производства пара, так как в ней содержание органического растворителя соответствует или ниже ПДК, а также характеризуется отсутствием нефтепродуктов (масел), механических примесей и солевых компонентов.

Утилизация по предложенному методу замасленных отходов, которые на металлургических комбинатах вывозятся в основном для захоронения, позволит ежегодно экономить средства, необходимые для восстановления ущерба, нанесенного окружающей среде при их нерациональном использовании.

Формула изобретения

1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ЗАМАСЛЕННЫХ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ, содержащих воду, отработанные смазочные масла и окалину, включающий нагревание с последующим отделением воды, окалины и отгонку масел, отличающийся тем, что в отходы перед нагреванием добавляют органический растворитель, образующий с водой азеотропную смесь с температурой кипения ниже 100^oС при объемном соотношении растворителя и отходов 0,5 - 5,0 : 1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют или толуол, или четыреххлористый углерод, или трихлорэтилен.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2