Способ водного гранулирования кальциевоферритного шлака

 

Относится к строительству. Предложен способ водного гранулирования кальциевоферритного шлака, который образуется при конвертировании меди и который по весу содержит от 10 до 30% СаО. В способе образуют поток воды со скоростью течения от 7 до 25 м/с, и кальциевоферритный шлак вводят в поток воды в таком количестве, при котором весовое отношение содержаний воды к шлаку составляет не менее 100. Этим способом может быть эффективно устранено возникновение фреатических взрывов. 1 табл., 2 ил.

Настоящее изобретение касается нового способа водного гранулирования кальциевоферритового шлака, получаемого при проведении операции конвертирования меди.

В медеплавильном процессе высокотемпературный силикатный шлак, который может содержать в виде основных компонентов 35-40% по весу FeO, 30-35% по весу SiO₂ и 3-7% по весу CaO, получают в медеплавильной печи, а высокотемпературный кальциевоферритный шлак (кальциевоосновный шлак), который может содержать в виде основных компонентов 45-65: по весу Fe₃O₄, 10-30% по весу CaO и 10-35% по весу Cu₂O, в конвертирующей печи (в конвертере). Оба типа шлаков измельчают в гранулы контактированием с большим количеством воды для резкого охлаждения. Эту операцию в общем случае называют "водным гранулированием" или "гранулированием".

На фиг. 1 и 2 изображено типичное гранулирующее устройство, используемое для водного гранулированного упомянутого выше шлака. Гранулирующее устройство содержит разгрузочный желоб 1 для подвода выгружаемого шлака, приемный желоб 2, расположенный ниже выходного конца 1a разгрузочного желоба 1 по ходу движения шлака, как это указано на фиг. 1 стрелкой P, и водоструйное устройство 3 для впрыскивания гранулирующей воды в шлак, поступающий из разгрузочного желоба 1 в приемный желоб 2. Водоструйное устройство 3 делается с большим числом удлиненных водосливов 3a (фиг.2), присоединенных к водоподводящему трубному элементу 3b, к боковой стороне которого присоединен водопровод 3c, чем обеспечивается непрерывная подача воды.

Обычно при водном гранулировании силикатного шлака в упомянутом выше гранулирующем устройстве достигается сравнительно удовлетворительный результат. Водное гранулирование кальциевоферритного шлака также осуществляется в аналогичном устройстве, но оно сильно затруднено. Например, при водном гранулировании кальциевоферритного шлака в условиях, схожих с условиями гранулирования силикатного шлака, часто возникают фреатические взрывы.

По этой причине цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ водного гранулирования кальциевоферритного шлака, в котором при гранулировании могут быть в существенной мере исключены фреатические взрывы.

Согласно изобретению предложен способ водного гранулирования кальциевоферритового шлака, который образуется при получении меди по способу конвертирования и который содержит от 10 до 30% по весу CaO, включающий в себя этапы образования потока воды со скоростью течения от 7 до 25 м/с и введения кальциевоферритного шлака в поток воды при весовом отношении содержаний воды к шлаку не менее 100.

Этим в существенной мере могут быть при водном гранулировании устранены фреатические взрывы. Но при этом, однако, фреатические взрывы часто возникают, если за указанные диапазоны значений выходят либо скорость течения, либо весовое отношение содержаний воды к шлаку.

В описанном выше случае устройство водного гранулирования, предназначенное для осуществления упомянутого выше способа, может быть произвольной конструкции, и оно не ограничивается общеизвестным устройством, о котором говорили выше.

Фиг.1 представляет собой пространственное изображение с частичным разрезом общераспространенного устройства водного гранулирования шлака, и фиг.2 представляет собой схематическое поперечное изображение устройства, показанного на фиг. 1, по линии II-II на фиг. 1.

Далее подробно объяснен способ водного гранулирования кальциевоферритного шлака, отвечающий настоящему изобретению. При проведении водного гранулирования кальциевоферритного шлака может быть применено гранулирующее устройство, показанное на фиг. 1 и 2, хотя также могут быть использованы и гранулирующие устройства иной конструкции. При проведении процесса гранулирования гранулирующую воду подводят к водосливам 3a через трубопровод 3с и трубный элемент 3b. Гранулирующая вода, тем самым, выбрасывается из водосливов 3a в направлении по ходу расположения приемного желоба 2. Далее, высокотемпературный кальциевоферритовый шлак поступает с разгрузочного конца 1a разгрузочного желоба 1 и вводится в поток воды, выбрасываемый из водосливов 3a. таким образом, кальциевоферритный шлак контактирует с водой и резко охлаждается и гранулируется водой.

В способе гранулирования, отвечающем настоящему изобретению, гранулирующую воду подают со скоростью течения, находящейся в области от 7 до 25 м/с, и кальциевоферритный шлак вводят в воду в таком количестве, чтобы весовое отношение содержаний воды к шлаку составляло не менее 100. Здесь "скорость течения" не является фактической скоростью течения, а представляет собой кажущуюся скорость течения, получаемую делением скорости течения гранулирующей воды на площадь поперечного сечения водосливов.

При проведении водного гранулирования в этих условиях могут быть в существенной мере исключены фреатические взрывы. Фреатические взрывы, однако, часто возникают, если либо скорость течения, либо весовое отношение содержаний воды к шлаку устанавливаются выходящими за пределы упомянутых выше диапазонов, хотя механизм их возникновения и является неизвестным.

Применительно к вышесказанному предпочтительной является скорость течения воды в области от 10 до 15 м/с, тогда как весовое отношение содержаний воды к шлаку должно составлять не менее 200. Если скорость течения превышает 15 м/с, то тогда устройства, расположенные далее в направлении течения, будут подвергаться повышенному износу. С другой стороны, если скорость течения составляет менее 10 м/с и весовое отношение содержаний воды к шлаку оказывается менее 200, тогда могут образовываться весьма крупные куски шлака. Кроме того, предпочтительно, чтобы весовое отношение содержаний воды к шлаку составляло менее 400 просто по той причине, что конструктивно аппараты для работы при высоком весовом отношении, превышающем 400, являются практически неприемлемыми по коммерческим и промышленным соображениям.

Далее способ водного гранулирования кальциевоферритного шлака согласно настоящему изобретению будет более подробно пояснен посредством рассмотрения примера.

Пример. Водное гранулирование осуществляется с использованием гранулирующих водой устройств основной конструкции, типа изображенной на фит. 1 и 2. Во-первых, гранулирующую воду подавали в трубопровод 3 с так, чтобы она выбрасывалась из водосливов 3a в приемный желоб 2 при нескольких заданных скоростях течения: 5, 7, 10, 15, 20, 25, 27 и 30 м/с. Изменение скорости течения производили изменением конструкции водосливов 3a. Кроме того, изменяли также количество кальциевоферритного шлака, выходящего из разгрузочного желоба 1, в результате чего получали различные весовые отношения содержаний воды к шлаку: 30, 90, 100, 200, 300 и 400. Таким образом, водное гранулирование проводили при различных сочетаниях скоростей течения и весовых отношений содержаний шлака в воде, и в каждом случае подсчитывали число фреатических взрывов, происходящих за день. Полученные результаты приведены в табл. 1.

Как следует из табл. 1, при скорости течения гранулирующей воды в области от 7 до 25 м/с и при таком введении кальциевоферритного шлака в поток воды, при котором весовое отношение содержаний воды к шлаку составляет менее 100, фреатические взрывы не наблюдаются. Однако фреатические взрывы происходят, если либо скорость течения, либо весовое отношение содержаний воды к шламу выходит за пределы упомянутых выше диапазонов. В частности, даже при повышенном количестве воды, если скорость течения воды превышает 25 м/с, фреатические взрывы происходят.

Формула изобретения

1. Способ водного гранулирования кальциевоферритного шлака, который образуется при конвертировании меди и который по весу содержит 10 - 30% CaO, включающий этапы образования потока воды со скоростью течения 7 - 25 м/с и введение кальциевоферритного шлака в поток воды в таком количестве, при котором весовое отношение содержаний воды к шлаку составляет не менее 100.

2. Способ по п.1, в котором кальциевоферритный шлак вводят в поток воды при весовом отношении содержаний воды к шлаку менее 400.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4