Спосіб переробки водного шламу металургійних виробництв

Спосіб переробки водного шламу металургійних виробництв, який складається з силікатних C2 1 3 87644 4 Відомий спосіб видалення та переробки мета"Металургійна та горнорудна промисловість", лургійних шламів з діючого шламонакопичувача, в 2006, №4, стор. 6-10]. якому після заповнення шламовідстійникаНедоліками відомого способу є недостатня накопичувача, більш як на 75% його корисного ефективність розділення тонкодисперсної та груобсягу, частину шламової пульпи земснарядом бодисперсної фракцій шламу при досить високій їх перекачують в, принаймні, один активний шламоконцентрації в ставках-освітлювачах. Так, вихідний відстійник (карту-відстійник), а зневоднення шламу вміст в шламі твердого матеріалу складає 2 г/л, та його підготовку для використання ведуть в акщо потребує перекачки суспензії за рік 92,5 млн. тивному шламовідстійнику (карті намиву). Шлам Недоліками відомого способу є недостатня зневоднюють до вологості 36-44%. Густину пульпи ефективність розділення тонкодисперсної та грув напірних трубопроводах та пульпопроводі земсбодисперсної фракцій шламу при досить високій їх наряду підтримують в інтервалі 1,3-1,4т/м3, а швиконцентрації в ставках-освітлювачах. Так, вихідний дкість - 1,25-1,5 м/с [Патент на винахід РФ вміст в шламі твердого матеріалу складає 2 г/л, №2139360, кл. С22В1/00, опублікований 10.10.99]. що потребує перекачки суспензії за рік 92,5 млн. До недоліків відомого способу відносяться нем3/рік при загальному вмісті твердого шламу достатня ефективність виділення із шламу цинку 185000 т/рік, з них 135000 т (73%) виділяється у та свинцю, що приводить до недостатнього виковигляді грубодисперсної фракції (+10 мкм), а ристання шламів в агломераційній шихті ( не біль50000 т (27%) - у вигляді тонкодисперсної фракції ше 50-60 кг/т готового агломерату), при цьому ве(-10мкм), яка втрачається безповоротно в акумулика присутність цинку та свинцю в ставкахлючій ємності. При робочій густині шламу 1,3-1,4 освітлювачах і, відповідно, на картах-відстійниках, т/м3 (вміст твердого - 38-46%), розділення тонкообумовлена нагромадженням шкідливих домішок, дисперсної та грубодисперсної фракцій зовсім не які неминуче попадають в аглошихту і доменну піч. відбувається, через те, що грубі частинки "зависаНакопичення цинку і свинцю відбувається через ють" в структурованій сітці, яка утворюється у водвідсутність можливості виведення останніх із заній суспензії тонкодисперсних частинок, що особмкнутого кола рециркуляції шламів металургійних ливо характерно для глинистих суспензій, які виробництв. містять ультрадисперсні частинки (-100+10нм). Відомий також спосіб переробки шламів метаТака технологія приводить до накопичення невилургійних виробництв, що включає перекачування користаних сумішей тонкодисперсних та грубодиснасосними станціями шламів для накопичування персних частинок матеріалу на гірничота згущення у ставках-освітлювачах, подачу земсзбагачувальних комбінатах у шламовідстійниках нарядами згущеного у ставках-освітлювачах матеяких знаходяться десятки мільярдів тон хвостів ріалу на карти-відстійники, класифікацію подавазбагачення залізної руди, на металургійних комбіного земснарядами матеріалу на картахнатах - сотні мільйонів тон шламів, а також не довідстійниках з поверненням тонкого зливу у ставзволяє ефективно переробляти магнетитові запіки-освітлювачі з наступним сушінням накопиченого сочені (до 30-60% піску) руди з низьким вмістом зернистого продукту, виїмку просушеного зернисзаліза (20-28%), недостатній вихід вторинної збатого матеріалу та доставку його на рудний двір гаченої руди для виробництва металу, довготридля уведення в агломераційну шихту, при цьому валість процесу переробки шламу, погіршення перекачування насосними станціями шламів здійекології. снюють на карти-відстійники для класифікації поВ основу винаходу поставлене завдання удодаваного матеріалу із скиданням тонкого зливу в сконалення способу переробки водного шламу ставки-освітлювачі з наступним сушінням накопиметалургійних виробництв, що складаються з силіченого зернистого продукту, а подачу земснарякатних кремнеземовміщуючих матеріалів та оксидами згущеного у ставках-освітлювачах тонкодисдів заліза (залізної руди), в якому додаткове увеперсного матеріалу ведуть в акумулюючу ємність дення до залізної руди солей кальцію або магнію [Патент на винахід України №57465, кл. С22В1/00, при певному співвідношенні, забезпечує підвиопублікований 16.07.2003]. щення ефективності розділення тонкодисперсної Недоліками відомого способу є недостатня та грубодисперсної фракцій матеріалу, цим забезефективність розділення тонкодисперсної та групечується прискорення процесу переробки шламу, бодисперсної фракцій шламу при досить високій підвищення виходу вторинної збагаченої тонкодиконцентрації у ставках-освітлювачах. сперсної руди для виробництва металу, покраНайбільш близьким за технічною сутністю до щення екології. способу, що заявляється, є спосіб переробки Поставлене завдання вирішується тим, що у шламів металургійних виробництв, що включає способі переробки водного шламу металургійних подачу шлама у відстойники для класифікації, із виробництв, які складаються з силікатних кремнезбросом тонкого зливу в ставки-освітлювачі, з наземовміщуючих матеріалів та оксидів заліза (заліступним сушінням грубозернистого продукту та зної руди), що включає диспергування руди у водперекачуванням згущеного в освітлювачах тонконому розчині вапна та соди, накопичення дисперсного матеріалу в акумулюючу ємність, при отриманої суспензії в освітлювачах, подачу освітцьому підготовку шламу, з метою його більш поленого матеріалу у відстійники, класифікацію повної пептизації перед подачею в освітлювачі, веданого матеріалу, з розділенням стійкої тонкої дуть шляхом додання глинистого матеріалу, а тасуспензії й осаджуємого зернистого продукту, накож додаткового пептизатору, що містить водну ступними операціями згущення та зневоднення з суміш кремнеземистого матеріалу, вапна, соди та отриманням тонкої і зернистої фракцій висушеної цеоліту [Коваленко І.М., Ковзун І.Г., Проценко І.Т. залізної руди, 5 87644 6 згідно з винаходом передбачені наступні відливим умовам, а саме, прискоренню зневожуванміни: ня, відмивання та сушіння отриманого продукта. - до залізної руди додатково уводять солі Спосіб пояснюється прикладами. кальцію або магнію; Приклад 1 - солі кальцію або магнію уводять при наступЗбіднену залізну руду в кількості 700 г з вмісному співвідношенні компонентів, % мас: том заліза 24% подрібнювали до розміру частинок вапно 0,1-4,0 - 385 мкм, отриманий порошок помістили в шаросода 0,1-8,0 вий млин, додали 1000 см3 води, 0,7 г вапна та 0,7 СаА2 або MgA2 0,1-4,0 г соди, подрібнювали 15 хвилин, отриману суспензалізна руда решта, зію злили в освітлювач, куди добавили 0,7 г хлорде А=Сl-, ОСІ-, NO-3. ного калію, перемішували 15 хвилин та отстоюваСуть способу, що заявляється пояснюється ли суспензію протягом 0,5 години. Верхній тонкий технологічною схемою переробки водного шламу злив перенесли на фільтр, отфільтровану воду металургійних виробництв (Фіг.). повернули в освітлювач для додаткового відділенСпосіб виконують наступним чином. ня тонко дисперсної фракції методом декантації. У вихідні шлами (бідна руда, хвости збагаченОб’єднали утворений грубодисперсний матеріал ня, металургійні шлами) додають водний розчин та відділили від водного розчину вапна та соди гідроксиду кальцію Са(ОН)2, карбонату натрію або фільтруванням, відділили тонкодисперсну фраккаустичної соди Na2CO3 або NaHCO3, гідрокарбоцію від водного розчину вапна та соди фільтрунат кальцію (питна сода), нітрат кальцію ванням. Фільтрати об’єднали та використали для СаСl[Са(ОСl)2, СаNO3], після перемішування приготування нових порцій суспензії руди з водним отриманої суспензії, її подають в освітлювачі, а розчином вапна та соди. Кек зняли з фільтрів та потім вона класифікується у відстійниках за клависушили при температурі 100-110°, в результаті сом крупності - 10 мкм. Тонкий злив додатково чого отримали 405 г крупнозернистої фракції з згущують та класифікують в освітлювачах. Отривмістом Fe 37,8% мас. та миш’яку 0,95% мас. Без мані суспензії тонкодисперсної та грубодисперсної додання вказаних солей хлорного калію процес (зернистої) фракцій зневожують та сушать, після розділення шламів зовсім не відбувався. В резульчого направляють на подальшу переробку, а освітаті проведення процесу переробки отримана збатлені водні розчини із залишками електролітів гачена тонкодисперсна руда з виходом по залізу надходять у оборот. 79,6%. Грубодисперсна фракція направлена у відУведення у водний розчин солей кальцію або вал, а тонкодисперсна фракція надійшла на подамагнію для підготовки та наступної переробки мельше магнітне переробляння. Після магнетизуючоталургійних шламів, що містять оксиди (гідроксиго випалу та магнітного збагачення отримано ди) заліза, силікати (глини, польові шпати, кремнеконцентрат з вмістом Fe=56,1% та виходом 67%. зем) та карбонати (кальцит, доломіт, магнезит), Приклад 2 дозволяє у 1,5-2 рази підвищити ступінь розділенРуда з вмістом Fe=24% перероблена аналогіня тонкодисперсної та грубодисперсної фракцій і чно прикладу 1, але замість хлорного кальцію у ступінь розділення по фракціям основного продукводний розчин вапна та соди увели MgCl2 і вклюту -оксидів (гідрооксидів) заліза, а також у 2-3 рази чили дві повторні операції очистки грубодисперспідвищити швидкість розділення та зневожування ної фракції фільтратом, при цьому вихід грубозертонкої та зернистої фракцій, що досягається за нистої фракції склав 303 г з вмістом Fe=9,2% мас, рахунок протікання реакцій типу: а тонкодисперсної - 397 г з вмістом Fe=39,5% мас. Вихід заліза в збагачену руду склав 81% мас. Після магнетизуючого випалу та магнітного збагачення отримано концентрат з вмістом Fe=57,6% мас, та виходом 76%. Як було встановлено авторами винаходу, Приклад 3 утворені при цьому наночастки карбонатів, оксиХвости збагачення, що містять Fe=21,2% мас, карбонатів кальцію та магнію хемосорбуються на кварцевого піску та польових шпатів - 33,5% мас. поверхні дисперсних силікатів (глин, польових та глинистих компонентів - 27,8% мас переробляшпатів, кремнезему) та дисперсних гематиту, магли аналогічно прикладу 1. Отримано збагачений незиту, ізолюючи їх частки та руйнуючи структурну продукт з вмістом Fe=39,7% мас. та виходом просітку, цьому ж сприяє хлорид натрію, який утворює дукту - 66%. Після магнетизуючого випалу та магподвійний електричний шар на поверхні часток, нітного збагачення отримали концентрат з вмістом що приводить до їх відштовхування (роз’єднання). Fe=59,4% мас. В такій системі наступне гравітаційне розділення Приклад 4 грубодисперсної та тонкодисперсної фракцій виМеталургійний шлам, що містить Fe=42,5% конується найбільш повно. Під час наступних промас. карбонатів - 24,2% мас. та глинистих компоцесів зневожування та сушіння, наночастки карбонентів - 3,1% мас. переробляли аналогічно принатів за рахунок процесу ізотермічної перегонки кладу 1. Після магнетизуючого випалу та магнітно(Оствальдова дозрівання) переходять в більш го збагачення отримано концентрат з вмістом крупні мікрочастинки, які зв’язують в ході їх переFe=62,3% мас. кристалізації більш дрібні ультрачастинки силікаДані результатів виконання способу наведені в тів, гематиту, магнетиту та ін. в агрегати, що ствотаблиці. рює структуру матеріалу з крупними транспортними порами, це сприяє більш сприят 7 87644 8 Таблиця Приклад № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Вміст Fe в руді % 24,0 24,0 хвости збагачення 21,2 Металургійний шлам 42,5 24,0 24,0 24,0 24,0 24,0 Компоненти електроліту, Вміст Fe у збагаченому % від маси руди матеріалі, % ВапноСодаСа(ОСl)2 СаСl2MgCl2 Ca(NO3)2 0,1 0,1 0,1 37,8 0,1 0,1 0,1 39,5 Вміст Fe у концентраті, % 56,1 57,6 0,1 0,1 0,1 39,7 59,4 0,1 0,1 0,1 62,3 4,0 0,1 0,1 0,1 0,1 8,0 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,05 од 0,05 38,4 38,1 37,9 38,1 37,7 56,3 56,4 56,2 56,0 56,0 4,0 - 0,05 0,05 З наведеної таблиці видно, що застосування запропонованого способу дозволить значно підвисити ефективність розділення тонкодисперсної Комп’ютерна верстка В. Мацело та грубодисперсної фракцій шламів при досить високій їх концентрації у шламовідстійниках і прискорити процеси зневоднення та сушіння. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601