Способ обработки шлака

 

Союз Советсник

Социапистмчесник

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 180479 (21) 2754962/29-33 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 301280. Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 30. 12. 80 (51)м. Кл.

С 04 В 5/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 666. .943(088.8) (72) Авторы изобретения

У-A.Àÿïoâ и Т. Н.Ильясов (71) Заявитель

Институт металлургии и обогащения АН Казахской CCP (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ШЛАКА

Изобретение относится к технике. обработки шлаков и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Известен способ обработки измельченного шлака путем промывки его водой, содержащей 0,3% растворенно-, го СОо. При этом происходит разложение сернистых соединений шлака (1) .

Однако в силу малой концентрации СО в растворе, данный способ не позволяет провести карбонизацию шлака, необходимую для предотвращения объемного расширения шлака и выщелачивания его в процессе исполь- 15 эования.

Известен также способ обработки шлакового щебня углекислым газом во время хранения Г27.

Недостаток такого способа эаклю- 20 чается в длительности обработки, которая составляет 1-15 суток.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ обработки шлака путем ввода во влажную среду шпака углекислого газа (3 .

Однако этот способ может быть применен только для шлаков, имеющих в своем составе свободную известь 30

1 и характеризуется низкой степенью карбонизации и длительностьЮ процесса.

Целью изобретения является повышение степени и скорости карбонизации.

Цель достигается тем, что в способе обработки шлака путем карбониэации его углекислым газом в.жидкой среде, карбонизацию осуществляют в растворе сульфатов щелочных металлов с концентрацией 5,0-20 г/л.

Щелочные сульфаты являются катализаторами процесса карбонизации. В процессе обработки щелочные сульфаты реагируют с окисью .кальция шлака, образуя гипс и щелочные гидрооксиды. Далее гипс легко карбонизируется щелочными карбонатами, образующимися в растворе в результате реакции гидроокиси щелочей с углекислотой. При этом снова образуются щелочные сульфаты, которые реагируют с окисью кальция, т.е. цикл повторяется. В этом случае катализаторами являются не только катионы щелочных металлов, но и ионы SO,, Таким образом использование щелочных сульфатов при карбонизации шлаков позволяет значительно интенси794 674

Формула изобретения фицировать процесс и повысить степень карбонизации.

Щелочные сульфаты, кроме того, способны вступать в реакцию с окисью, кальция, находящейся в шлаке не толь» ко в свободном состоянии, но и в связанном, в виде кальциевых силикатов, в отличие от прототипа, где

СО способен карбонизировать только свободную известь. Это позволяет рас" ширить область применения данного способа для различных шлаков.

Концентрация 5 г/л щелочных сульфатов является тем минимумом, при котором идет каталитическая реакция.

Увеличение концентрации более 20 г/л экономически нецелесообразно.

На фпг. 1-5 приведены графики, поясняющие предлагаемый способ.

Пример >. В реактор засыпают 100 г доменного гранулированного шлака, затем заливают 100 мл водного раствора Na2 S01, и в полученную шлаковую суспензию подают углекислый газ с расходом 80 мл/мин.

Обработку ведут> при непрерывном. перемешивании мешалки, при скорости вращения мешалки 75-80 об/мин.

Шпак обрабатывают, затем отфильтровывают, высушивают в сушилке при

70-80ОС и кальциметрическим методом определяют количество поглощенного СО2 шлакбм.

Количество поглощенногоСО2 при концентрации в растворе 5 г/л, 10 г/л и

20 г/л Na250< при разных параметрах времени приведено на графике фиг. 1.

График показывает, что обработку доменного шлака можно провести с высокой степенью карбонизации до 4%

СО в сжатый срок времени 5-120 мин.

Для сравнения приведена кривая об2 работки шлака по известному способу f3), из которой следует, что за, 120 мин шлаком поглощено только 1,5Ъ

СО . На графике фиг. 1 показано, г ° что аналогичное каталитическое действие оказывает добавка K2SO, На графике фиг. 5 показано, что шлак по предлагаемому способу карбонизируется, поглощая 2Ъ СО2 за

20 мин, а по известному способу То же 1<оличество С02 поглощается за

240 мин. . Пример 2. В реактор засыпается 100 г фосфорного гранулированного шлака, затем заливается 200 мл раствора сульфата натрия, и в шлаковую суспензию подается углекислый гаэ с расходом 80 мл/мин. Обработку ведут при перемешивании, скорость вращения мешалки 75-80 об./мин.

Обработанный шлак отфильтровыва ют, высушивают. при 70-80 С и кальциметрическим методом определяют количество поглощенного СО2 шлаком.

Количество поглощенного СОб при концентрации в растворе 0,5 г/л, 10 г/л и 20 г/л Na@SO+ при разных параметрах времени приведено на графике фиг. 2.

График показывает, что обработку фосфорного шлака можно провести с высокой степенью карбонизации до

5,8% СО эа 5-120 мин, в отличие от известного способа (3, где за 120 мин шлаком поглощено только 2,5% СО2 .

На графике фиг. 2 приведены так 5 же кривыми обработки шлака в растворе K2SO1, с концентрацией 5 г/л и 20 г/л.

На графике фиг. 5 показано, что по данному способу время обработ20 ки значительно сокращается по сравнению с прототипом, аналогично с примером 1. . На графиках фиг. 3 и 4 приведены кривые обработки доменного и фосФорного шлаков в растворе NaHSO> .

Из графиков следует, что бисульфаты оказывают действие, аналогичное сульфатам.

Приведенные примеры показывают, что предлагаемый способ позволяет:

Зо проводить обработку шлаков в сжатый срок времени по сравнению с прототипом; получать шлаки с высокой степенью карбонизации; получать заданную степень карбонизации шлака; обрабатывать шлаки любого производства, как имеющие в своем составе свободную СаО, так и его соединения.

Применение предлагаемого способа дает экономию по сравнению с из40 веотными способами.

Способ обработки шлака путем карбонизации его углекислым газом в жидкой среде, отличающийся тем, что, с целью повышения степени и скорости карбонизации шлака, последнюю осуществляют в растворе сульфатов щелочных металлов с концентрацией 5<0-20 r/ë.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 52-21987, кл. 13(7) А31, опублик..1977.

55 2. Патент Японии Р 52-99774, кл. 22(3) 012, опублик. 1977.

3. Патент США Р 3717490, кл. 106-117, опублик. 1973.

791674

fuz. 8

Я о/

t, иин м, Составитель Л. Чубукова

Редактор Я.Павлова Техред М.Голинка Корректор В.Бутяга

Заказ 9378 20 Тираж 67 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4