Способ грануляции доменного шлака

 

Сущность изобретения: сливают шлаковый расплав в водный раствор щелочного активатора с плотностью 1,12-1,20 г/см3 и охлаждают. В качестве водного раствора щелочного активатора используют кислые стоки хлорной металлургии, предварительно нейтрализованные известковым молоком при соотношении кислые стоки/известковое молоко 20:1-25:1. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э С 04 В 5/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882227/33 (22) 16.11.90 (46) 07.09.92. Бюл. N. 33 (71) Запорожский завод "Запорожсталь" и

Запорожский титаномагниевый комбинат (72) B.À.Ñàöêèé, И.M.ÑàëüHèêîâ, Г.И.Силаков, О.Ф.Кошеленко, И.А.Кравец, В.В.Талин, Л.П.Хлопков, В.Я.Гончар, А.К.Мищенко и В.А.Завольский (56) Авторское свидетельство СССР

М 874692, кл. С 04 В 5/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N. 1662970, кл. С 04 В 5/02, 1989.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству активных добавок к вяжущим, Известен способ грануляции доменного шлака, включающий обработку шлакового расплава в водном растворе активатора с последующим охлаждением. В качестве активатора используют 20-507-ный водный раствор алунита.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ грануляции доменного шлака. включающий слив шлако- . вого расплава в водный раствор щелочного активатора с плотностью 1,12-1,20 г/см и значением водородного показателя рН

11-12. В. качестве щелочного активатора используют осадки центральных очистительных сооружений хлорной металлургии титана, магния, кремния и германия..

Недостатками этого способа грануляции доменного шлака являются высокие маЫ ц„17598GO А1 (54) СПОСОБ ГРАНУЛЯЦКИ ДОМЕННОГО

ШЛАКА (57) Сущность изобретения: сливают шлаковый расплав в водный раствор щелочного активатора с плотностью 1,12-1,20 г/см и охлаждают, В качестве водного раствора щелочного активатора используют кислые стоки хлорной металлургии, предварительно нейтрализованные известковым молоком при соотношении кислые стоки/известковое молоко 20:1-25:1, 1 табл. териальные и энергетические затраты на подготовку водного раствора активатора, низкие раэмолоспособность и гидравлическая активность шлака, высокое выделение в атмосферу соединений серы.

Целью изобретения является снижение материальных и энергетических.затрат на подготовку водного раствора активатора, повышение размолоспособности, гидравлической активности шлака, снижение выделения в атмосферу соединений серы.

Кислые стоки хлорной металлургии содержат взвешенные вещества в количестве

61-67 мг/л, сухой остаток 22175-22245 мг/л.

В состав кислых стоков входят, мг/л:

HCI. 20420-20460

MgO 240 — 252

Ti02 558-584

Ре20з G8,1-88,4

СиО 4,6-5,6

С!2 34.9-36.2

Р2 8,2-8,7

СаСОЗ 235-267

1759800

35

СаС!г 133-159

$!02 238-259

А!гОз 182-208

CaS04 148-173

V20g 16,8-25,0 5

Mn02 8,55-9,28

Таг05 7,42-7,90

Zr02 6,24-6,58

ЙЬ205 1,54-2,47

NaCl 33,2-35,8 10

КаС! 28,3-31,8

СаЕг 10,7-12,8

$егОз 0,15-0,25

СгОз 31,7-33,9

Са(ОН)г 2440-2527 15

Нейтрализованные стоки, полученные . после обработки кислых стоков известковым молоком, содержат взвешенные вещества в количестве 15483-15912 мг/л, сухой остаток 25486-25632 мг/л. В состав нейтра- 20 лизованных стоков входят, мг/л:

MgO 33,8-60,6

Т102 25,3-32,4

РегОз 0,47-0,64

СиО 0,14-0,17

CI2 0,1-0,2

Рг 3,6-4,0

Са0+Са(0 Н)г 3080-7100 . агОз 25,2-30,8

$!Ог 32,4-36,1 30

Ч20 0,19-0,25

Мп02 0,09-0,11

ТагОв 0,08-0,1

2г02 0,12-0,17

МЬ205 0,007-0,01

$е203 0,002-0,003

СгОз 0,37-0,42

Сумма хлоридов игипохлоритов кальция, каЛия, натрия, кремния, 40 алюминия, железа, титана, магния, марганца, меди, ванадия, тантала. циркония, ниобия, селена, хрома 11200-14800

8 нейтрализованных кислых стоках хлорной металлургии резко возрастает количество взвешенных веществ, представляющих собой мелкодисперсные частицы соединений хлора с кремнием, алюминием, 50 железом, кальцием, магнием и др. и являющихся активными катализаторами процесса кристаллизации при гранупяции. Соединения хлора способствуют выделению минералогических фаз, обладающих повы- 55 шенной гидравлической способностью.

Свободные оксид и гидроксид кальция, образующиеся в процессе нейтрализации, активно связывают серу с образованием сульфатов и сульфидов кальция, играющих роль возбудителей активности шлака, Пример. Процесс грануляции осуществлялся следующим образом.

Кислые стоки хлорной металлургии, поставщиком которых является Запорожский титаномагниевый комбинат, нейтрализова-. ли известковым молоком со средним содержанием СаОН 106 г/л, доставляли потребителю, которым является завод "3aпорожсталь" и сливали в гранбассейн, Нейтрализованные стоки имели плотность

1,12-1,2 г/см .

Жидкий шлак с температурой 14001450 С из ковшей через приемные воронки сливали в гранбассейн. Бремя слива 3-5 мин. Погружаясь в нейтрализованные стоки, струи расплавленного шлака гранулируются, образуя мелкие зерна и одновременно вспучиваются. Газовая фаза, вызывающая поризацию гранул шлака, многокомпонентная по составу, формируется из собственных газов шлака и продуктов взаимодействия серы с гидроокисью кальция, а также кислорода воздуха, оксида кальция и железа.

В процессе грануляции нейтрализованные стоки хлорной металлургии в гранбассейнах постоянно .пополняли по мере испарения влаги, Гранулированный шлак, полученный таким способом, имел влажность 15-20%.

Предлагаемым способом было получено три партии гранулированного доменного шлака. Для проведения сравнительных испытаний доменного шлака была получена одна партия, гранулированная в водном растворе осадков ЦОС хлорной металлургии титана, магния, кремния и германия. Были получены также две партии доменного шлака, гранулированные в стоках, нейтрализованных при избытке (партия 1) и при недостатке (партия 5) известкового молока.

В процессе грануляции всех шести партий отбирались пробы газовых выбросов.

После грануляции все партии доменного шлака подвергали помолу до удельной поверхности 3135 см /r.

Из молотого шлака были изготовлены образцы 10х10х10 мм, которые были подвергнуты испытаниям на прочность, Результаты сравнительных испытаний и анализа проб газовых выбросов приведены в таблице.

Из таблицы видно, что предел прочности на сжатие и изгиб имеет самое высокое значение у доменного шлака, гранулированного в стоках нейтрализованных при соотношении кислые стоки/известковое молоко

22,5:1, что свидетельствует о самой высокой

1759800

Сродник концентра цни прееесей ° гаэовмп вмбросах, r/нт

Предел проииости, Нйа

-к"голериание мелких 0рлкций менее

2 ни, 1Г партий

Испольэуенмй катализатор

Знергетииеские эатратм на 1 т млека, квт/и

Стоиность оборудоеанн

Ллл приготоа пения целом ного актива тора, тмс. руб.

Соотномение кислме стоки/известковое молоко потребители но!тралиэовпннмк стопов оставцика ейтрвлмзо аннмх токов

Н 8

Кислме стоки хлорной иеталлургии, нейтралиэоеаинме иэвесткоемн ноле KcNI

0, 0841

0,0807

0,0723

0,0768

0 ° 0923

0,376 .

0 ° 302

0,248

0 ° 269

0,412

69,7

70,1

70,9

70,6

68,!

18: I

20:1

22,5:l

25:1

23:1

28,0

29,3

29,8

29.5

27,3

7S

78

82

78

80 вг

8В

7о

2 O

1,2

o,в

0,9

1,7 г

4

5 .6

То хе

° I

Осадки НОС плоеной металлургии титана, магнии, кремния и германии

4,В 5000 290 130 69.0 27,2 0,466 0,0996

Составитель Н.Ильиных

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Шулла

Редактор

Заказ 3152 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 гидравлической активности шлаков этих партий. Как следствие, возросла прочность вяжущих, в которых используются эти шлаки.

Концентрация соединений серы в газовых выбросах снизилась по сравнению с концентрацией при гранулировании доменного шлака в водном растворе осадков ЦОС в 1и5-2 раза.

Иэ таблицы видно также, что существенно снизились материальные и энергетические затраты на приготовление щелочного активатора.

Использование способа грануляции доменного шлака обеспечит по сравнению с известным способом, принятым в качестве прототипа, следующие преимущества: снижение выделения в атмосферу соединений серы в 1,5-2 раза; повышение гидравлической активности доменного гранулированного шлака; повышение размолоспособности доменного гранулированного шлака; повышение прочности вяжущих, использующих доменные шлаки, гранулированные предлагаемым способом; снижение материальных затрат на приготовление щелочного активатора; снижение энергетических затрат как у поставщика нейтрализованных стоков хлорной металлургии, так и у потребителя; утилизацию кислых стоков хлорной ме5 таллургии, что позволяет не только улучшить экологическую обстановку, но с максимальной. пользой использовать элементы, входящие в состав кислых стоков, для легирования шлака, а затем при его ис10 пользовании для изготовления вяжущих и этих вяжущих; снижение расхода технической воды.

Формула изобретения

15 Способ грануляции доменного шлака путем слива шлакового расплава в водный раствор щелочного активатора с плотно- . стью 1,12-1,20 г/см и последующего охлажз дения, отличающийся тем, что, с целью

20 снижения материальных и энергетических затрат на подготовку водного раствора активатора. повышения раэмолоспособности, гидравлической активности шлака и снижения выделения в атмосферу соединений се25 ры, в качестве водного раствора щелочного активатора используют кислые стоки хлорной металлургии, предварительно нейтралиэованйые известковым молоком при соотношении кислые стоки:известковое мо30 локо 20:1 — 25:1.