Спосіб грануляції доменних шлаків

Корисна модель відноситься до металургійного виробництва, а саме до способів переробки доменних шлаків. Відомий спосіб первинної переробки металургійних шлаків шляхом обробки шлакового розплаву водою і наступній сепарації твердої фази від води [1]. Недолік цього способу полягає в тому, що під час обробки шлакового розплаву водою в атмосферу разом з парагазовою сумішшю виділяється велика кількість сірководню (Н2S) та сірчистого ангідриду (SO2), які є дуже шкідливими речовинами. Ці речовини виділяються і під час збереження та транспортування продуктів шлакопереробки. Відомий також спосіб грануляції доменних шлаків, згідно з яким парагазову суміш пропускають через скрубер, де її зрошують рідиною, яка містить вапно у вигляді Са(ОН)2. В наслідок цього із парагазової суміші відмивається сірководень, який у вигляді сульфіду та гідросульфіду кальцію переходить до складу гранульованого шлаку [2]. Цей спосіб дозволяє значно знизити кількість сірководню, який виділяється в атмосферу в процесі переробки шлакового розплаву. Проте у результаті збагачення гранульованого шлаку сульфідом і гідросульфідом кальцію збільшується кількість сірководню, який виділяється в атмосферу при збереженні вологого шлаку, або при зволоженні (наприклад, атмосферними опадами) сухого шлаку за наступними реакціями: CaS+2Н2O®Са(ОН)2+H2S­ Ca(HS)2+Н2O®Са(ОН)2+H2S­ При цьому рівновага реакцій зсунута вправо внаслідок нейтралізації Са(ОН)2 вуглекислотою повітря. Найбільш близьким за технічною суттю і досягаємим результатом є спосіб грануляції доменного шлаку шляхом зливання шлакового розплаву у водний розчин лужного активатора з рН=11-12 з наступним охолодженням і відокремленням граншлаку від води, при цьому в якості водного розчину лужного активатора використовують кислі стоки хлорної металургії, попередньо нейтралізовані вапняним молоком при співвідношенні кислих стоків до вапняного молока 20:1-25:1 [3]. Перевагою способу є зниження виділення в атмосферу сполук сірки із граншлаку як в процесі переробки шлакового розплаву, так і під час зберігання шлаку. В той же час цей спосіб має суттєвий недолік, пов'язаний з великими матеріальними і трудовими витратами на підготовку водного розчину лужного активатора: для нейтралізації кислих стоків необхідно приготувати вапняне молоко і дозовано подавати його в стоки. В основу корисної моделі поставлена технічна задача: удосконалити спосіб грануляції доменних шлаків шляхом використання такого водного лужного активатора, на приготування якого не потрібні значні матеріальні і трудові витрати і який забезпечив би сполучення сірки в стійкі сполуки, які б не розкладалися на відкритому повітрі. Суть корисної моделі полягає в тому, що в способі грануляції доменного шлаку, який містить в собі зливання шлакового розплаву у водний розчин лужного активатора з рН=11-12, наступне охолодження і відділення продуктів шлакопереробки від води, в якості водного активатора використовують лужну воду, яка містить у собі гідроксили калію і натрію, з системи очищення доменного газу виробництва феромарганцю. Спільними з прототипом суттєвими ознаками корисної моделі є: - зливання шлакового розплаву у водний розчин лужного активатора з рН=11-12; - охолодження і відокремлення продуктів шлакопереробки від води. Суттєвою ознакою, що відрізняє корисну модель від прототипу, є використання в якості водного розчину лужного активатора лужної води з системи очищення доменного газу виробництва феромарганцю. Наведені суттєві ознаки є необхідними і достатніми на всі випадки, на які поширюється область використання корисної моделі. Між суттєвими ознаками корисної моделі і технічним результатом - зниженням матеріальних і трудових витрат в процесі грануляції доменного шлаку, існує причинно-наслідковий зв'язок, який пояснюється наступними доказами. Дослідження води, відібраної із системи очищення доменного газу виробництва феромарганцю (хімічний склад води приведено в табл.), показали, що вона має в своєму складі гідроксили калію і натрію в кількості, достатньої для зв'язування всієї сірки, яка знаходиться у шлаці, в стійкі сполуки, які не розкладаються на відкритому повітрі під час збереження гранульованого шлаку. Нейтралізація сірководню і сірчистого газу відбувається в результаті наступних реакцій: H2S+2NaOH=Na2S+2Н2O Н2S+2KОН=Na2S+2Н2O H2S+MnСО3=MnS+2Н2O+СO 2 SO2+2KОН+0,5O2=K2SO4+Н2 O Присутні у водному розчині лужного активатора гідроксид кальцію та оксид марганцю активно вступають в реакцію з сіркою, утворюючи сульфіди і сульфати марганцю і кальцію, які є ефективними ініціаторами підвищення гідравлічної активності шлаку. Завдяки цьому також знижуються викиди сірки в атмосферу. Таким чином, використання для грануляції шлаку лужної води із системи очищення доменного газу практично не потребує матеріальних і трудови х витрат на приготування водного лужного активатора. Крім того, використання способу грануляції, що заявляється, дозволяє виводити із системи оборотного водопостачання газоочищення доменної печи луг в кількості 4500кг за добу і водночас підживлювати систему оборотного водопостачання свіжою водою в об'ємі 250м 3/доба. Запропонований спосіб грануляції не призводить до утворення шкідливих речовин. Так, ціаніди, які є в шлаковому розплаві, внаслідок хімічних реакцій полімеризації і гідролізу перетворюються в безпечні сполуки, наприклад, форміат амонію - сіль мурашиної кислоти HCN+2Н2O=HCOONH4 Приклад здійснення способу. Грануляцію проводили на грануляційній установці, до якої входять грануляційний басейн об'ємом 400м 3 і компенсаційний басейн ємністю 170м 3. Обидва басейни з'єднані для перетікання води з одного басейну до другого. В очищений від гранулята грануляційний басейн заливають умовно освітлену лужну воду з системи оборотного водопостачання газоочищення доменної печи з вмістом зважених частинок газоочищення до 50кг/м 3. Водний показник лужної води рH=12, температура 50°С. Освітлена лужна вода в своєму складі має велику кількість лугу KОН і NaOH, які в більшій ступені ефективності, ніж вапно Ca(OH)2, нейтралізують сірководень H2S і сірчистий ангідрид SO2. Ковші з рідким шлаком підвозять до гранулюючої установки і установлюють точно напроти зливних лотків. Шлак повільно зливають на лоток. Для попередження осідання на дно басейну зважених частинок шламу перед зливанням шлаку за 15-20 хвилин за допомогою грейфера шляхом 3-4 опускань здійснюють скаламучування лужної води. Готовий грануляційний шлак грейфером достають із гранбасейну і викладають в штабель на бетонній площадці. Відвантаження граншлаку здійснюють після збезводнювання грануляту грейферами в думкари або піввагони. Джерела інформації: 1. Довгопол В.И. и др.. Шлакоперерабатывающие установки металлургических предприятий СССР, М., ЦНИИТЭИ МЧМ СССР, 1973г. с.18-20. 2. Довгопол В.И. и др.. Шлакоперерабатывающие установки металлургических предприятий СССР, М., ЦНИИТЭИ МЧМ СССР, 1973г. с.42-43. 3. Ав. Свид. СССР №1759800 А1. Таблиця мг/л Са2+ 236 Mg2+ 18 Na2+ 4363 K+ 6474 Fe3+ 1,0 NH4+ 10 НСО3н.д. SO222449 Cl6044 NO3н.д.