Способ получения металлизованного продукта из железосодержащих отходов

 

<и S91791

Союз Советских

Социалистических

Реснублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТИ Н ИЯ., К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21.12.79 (21) 2857846/22-02 с присоединением заявки М (23) ПриоритетОпубликовано 23.12.81. Бюллетень Ah 47

Дата опубликования описания 26.12.81 (51)M. Кл.

С 22 В 1/16

Государственный комитет

СССР оо делам изабретений и открытий (53) УД1(669.1:

:622.782.42 (088.8) В. К. Борисов, А. А. Казьмин и N. Г. Бойко

I (72) Авторы изобретения

Московский ордена, Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЗОВАННОГО

ПРОДУКТА ИЗ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к металлургий, в частности к подготовке сырья, переплавляемого в тепловых агрегатах металлургических цехов.

Известно техническое решение, направленное на производство металлизованного продукта из железосодержаших отходов различных металлургических переделов.

Способ заключается в том, что смесь обезвоженных шлемов и пыли, образуюшихся при производстве агломерата, чугуна и стали окомковывают до получения окатышей диаметром 1-0-.15 мм. Предварительно упрочненные путем тепловой обработки окатыши в смеси с подогретым углом или коксовой мелочью подают на восстановление во вращающуюся печь.

Восстановление в печи производят при

-1200 С. Металлизованные окатыши поступают в шихту доменных печей или ки» слородных конверторов (1).

Недостатками известного способа яв ляются невысокая степень восстановления

2 окатышей, необходимость глубокой сушки шламов и предварительной подсушки окатышей, высокий расход твердого восстановителя.

Наиболее близким к изобретению по. технической. сушности является способ получении металлизованных окатышей иэ железосодержашнх отходов производства черной металлургии, заключающийся в том, что смесь конверторного и доменного шлама предварительно обеэвоживают в сгустителях до 24-30%; высушивают, а затем смешивают с колошниковой агломерационной пылью и бентонитом. После предварительного увлажнения смесь оком ковывают в окатыши крупностью 10-14мм.

Окатыши подвергают сушке на решетке отходящими газами, восстанавливают во вращающейся печи твердым восстановителем, загружаемым s печь вместе с ока20 тыщами. Продукт крупностью более 5мм используют в шихте доменных печей, менее 5 мм в агломерационном производст.ве е !

8917

Степень металлизации окатышей при расходе углеродсодержащего восстановителя около 380 кг/т составляет 65%.

Прочность металлизованных окатышей крупностью 12 мм составляет 100 кг/ окатыш (2).

Недостатком известного. способа являются низкая скорость и степень восстановления окатышей, вследствие пассивации поверхности,шламовых. частиц оболочкой гидратированных солей кальция, высокий расход твердого топлива и высокие эксплуатационные затраты.

Uenb изобретения — повышение степени металлизации и экономия твердого 15 топлива.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения металлиэованного продукта из железосодержащих отходов, включающему обезвоживание, щ шлама до получения шламовой суспензии влажностью 24-30% и последующее восстановление твердым топливом, передсмешиванием с твердым топливом рН шламовой суспензии доводят.до 7,0-7,5, Сушество изобретения заключается в. необходимости растворения пассивируюшей известковой оболочки, покрывающей зерна шлама и перевод содержащихся в ней солей кальция в раствор. 30

В настоящее время гидроудаление пыли из газоочисток аглофабрик, доменных и сталеплавильных цехов ведут оборотной водой, водородный показатель которой достигает 12,4-12,8. Так как оборотная вода близка к пределу насыщения оксидами и солями кальция, вследствие низкой растворимости окиси кальция (1,3 г/л) и кальцита (0,03 г/л), дальнейшее растворение этих соединений практически невозможно.

;Пересыщение:. раствора приводит к коагуляции и выпадению осадка гидроксидов кальция и их адсорбции на поверхность шламовых частиц, усугубляющей, развитие пассивирующей оболочки.

Пассивацйя частиц шлама особенно интенсивно протекает в радиальных и стационарных отстойниках, вследствие длительного контакта, водного известкового раствора и твердого шламового осадка в процессе его осаждения.

Непрерывная нейтрализация водных растворов путем уменьшения рН до 77,5 обеспечивает полное растворение апсорбированной гидроокисной оболочки и перевод гидродксида кальция в раствор.

Раскрытие поверхности окислов желе за способствует повышению их активносQ1 4 ти по отношению к углероду топлива, обеспечивает доступ продуктов газификации к активной поверхности окислов и увеличение степени их восстановления как прямьм, так и косвенным путем.

Увеличение кислотности раствора до рН 5-6 приводит к пассивации поверхности зерен шламов кислыми солями кальция, а скорость и степень восстановления окислов железа углерода твердого топлива резко уменьшается.

Реализация предлагаемого способа осуществляется двумя способами.

При использовании оборотной воды аг-. лодоменного и сталеплавильного производства (рН 1 2,4-12,8) для гидроудаления и гидросмыва пыли нейтрализация воды в отстойниках осуществляется путем добав1 ления кислоты или кислои сточной воды тровильных отделений в количестве, обеспечивающей снижения рН шламовой суспен- зии до значений равных 7-7,5.

Другим способом растворения пассивирующей оболочки шлама и ускорения этого процесса является использование вместо оборотной воды технической воды. Это позволяет без предварительного подкисления воды растворить около 45-50% пассивирующей оболочки. При этом водный раствор достигает предела, близкого к пределу насьпцения. Дальнейшая нейтрализация раствора сводится, как и в предыдущем способе, к добавлению кислоты, расход которой снижается практически в два раза по сравнению с использованием оборотной воды.

Таким. образом, нейтрализация шламовой суспенэии до значений рН равных 77,5 позволяет полностью перевести в раствор гидроксиды и карбонаты пассивирующей оболочки и обеспечить такое состояние поверхности частиц шлама, при котором восстановительные процессы в ходе спекания получат наибольшее развитие.

Пример. Для исследований используют аглодоменный шлам, влажностью

30% НПО "Тулачермет", отобранный непосредственно из отстойников, рН суспенэии (Т:Ж=2,3:1) составляет 12,8. Для разбавления пассивирующей оболочки используют отмывку шлама технической водой (рН 7,8).

Шламовую суспензию разбавляют технической водой до отношения Т:Ж=0,23:1

H непрерывно перемешивают до установления постояннои величины рН. Величина рН в этом случае составляет 10,2-1 0,3.

Часть осадка отбирают, высушивают до

;влажности 0,0,2%, смешивают с твердым топливом в количестве 15% от веса шла- ма и испытывали на дериватографе 1000 в атмосфере аргона, для изучения его восстановляемости. Оставшуюся часть суспензии обрабатывают соляной кислотой при постоянном перемешивании до установления рН 8,0; 7,5; 7,0 и 6.

Аглодоменный шлам (исходный) 47,20 45,80 17,6 1,4

12,8

2,96

Аглодоменный шлам (разбавленный технической водой) 102 47)8 41 6 186 4 2

8,7

Аглодоменный шлам (обработанный кислотой) 47,91 37,15 16,2 9,3

47,90 25,58 6,9 24,43

47,96 25,60 6,3 25,08

47,95 39,3 15,6 8,3

8„0

7,5

7,0

6,0

19,4

51,0

52,3

l7,3

Анализ приведенных данных показывает, что наиболее низкая степень восстановления наблюдается у аглодоменных шламов, отобранных непосредственно из шламовых отстойников. По мере уменьшения абсолютного значения рН до 7, степень восстановления возрастает, достигая наибольших значений при рН 7. 7,5., При этом, как видно иэ табл. 1, степень восстановления более чем на порядок выше, чем у исходого аглодоменного шлама. Таинм образом; при двукратном уменьшении расхода твердого топлива на рвосстановление "отмытого" шлама предлагаемая степень металлизации только на 12-13% (абс.) ниже,. по сравнению с известной.

Уменьшение рН шламовой суспензии до 6 приводит к резкому снижению степени восстановления окислов железа. При этом, как видно из табл. 1, получаемый продукт по химическому составу близок к частично металлиэованному продукту, приI

Таблица 2

Исходный Шлам после нейтрализации суспензии шлам

Показатели

0,4

21,4

21,0

48,7

17,8

Степень металлиэации, %

Скорость фильтрации воздуха, м/с

Скорость спекания, мм/мин

Пробы высушивают,. смешивают с твердым, топливом и испытывают на восстановимость (содержание углерода топлива во всех опытах составляет 15% от

-веса шлама).

Результаты исследования по восстановлению шлама аглодоменного производства представлены в табл. 1 .

Таблица 1 готовленному иэ шлама, величина рН которого равна 8.

Кроме представленных результатов проведены исследования по получению металлизованного опека из смеси аглодоменного шлама и твердого топлива. При этом подсушенный шлам после предвари35 тельной нейтрализации суспензии до рН

7,5 окомковывают совместно с твердым топливом вбарабанном окомкователе,,диаметром 500 мм и длиной 1200 мм. Расход смеси коксовой мелочи и антраци«

40 тов, взятые в соотношении 1:1, составляет 15%, что обеспечивает содержание углерода в шихте около. 15%. Серые окатыши крупностью 4-10 мм спекают в агломерапионной чаше диаметром 230мм

43 и высотой 400 мм.

Для сравнения проведены спекания при использовании исходных шламов с тем же содержанием углерода s шихте. Результаты этих исследований представлены в м табл. 2.

Источники информации, 1О принятые во внимание прн экспертизе

1. "Экспресс-информация по зарубежной черной металлургии", 1975, ¹ 54-4, 1975, № 61-Н.

2. "Тэцуто-Хаганэ", 1976, т. 62, 15 No 4, с. 12.

Формула из о бре те ния

Способ получения металлизованного продукта из железосодержаших отходов, включающий обезвоживание шлама до по891791

Данные табл. 2 показывают, что в од, лучения шламовой суспензия влажностью них и тех же условиях степень металли- 24-30% и восстановление твердым топзации спека, полученного из шлама, под-, ливом, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что вергнутого разрушению пассивируюшей обо- с целью повышения степени металлизации лочки, почти в 3 раза превышает величн- . у и экономии твердого топли е дого топлива, перед сме-. ну этого показателя для исходного необ- шиванием с твердым топлив Н с твердым топливом рп шламоработанного шлама. вой суспензии доводят до 7,0-7,5.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет 19541200 руб/год.

Составитель А. Савицкая

Редактор H. Рогулич Техред А, Ач Корректор М. Шароши

Заказ 1 11 56/40 Тираж 684 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